淺談集合式電容器在工程中的應用
時間:2008-11-12 11:27:00來源:fenghy
導語:?集合式電容器由多個帶小鐵殼的單元電容器組成,單元電容器是全密封的,其內部主要是多個并聯的裝有內熔絲的小電容元件和液體浸漬劑。
根據無功分層平衡,就地補償的原則,變電站裝設的無功補償裝置僅用來補償站內的無功損耗。站內的無功損耗主要是主變的無功損耗,包括勵磁損耗和漏抗損耗兩部分,勵磁損耗屬不變無功損耗,其值為變壓器額定容量的比例即變壓器的空載電流百分數,數值較小。漏抗無功損耗與變壓器的運行負荷大小有關,在變壓器無功損耗中占絕大部分。因此在計算時必須根據主變當前負荷并考慮到負荷將來的發展,計算出主變的無功損耗后,結合集合式電容器產品規格,來確定無功補償容量。
集合式電容器的選用
集合式電容器由多個帶小鐵殼的單元電容器組成,單元電容器是全密封的,其內部主要是多個并聯的裝有內熔絲的小電容元件和液體浸漬劑。單元電容器按設計要求并聯和串聯聯接,固定在支架上,裝入大油箱,注入絕緣油,組成集合式電容器。
我們采用的集合式電容器全部為全膜介質,全膜產品較膜紙復合產品損壞率很低,且體積小、重量輕、介損低、節能,元件擊穿時擊穿點的膜熔化,不析出氣體,大大提高了產品的可靠性。
我們采用的集合式電容器可分三檔(分Q/3、2Q/3和Q三檔,Q為集合式電容器總容量)或兩檔(分Q/2和Q兩檔調容,這使變電站可根據負荷變化合理調整補償容量,避免負荷輕時電容器投不上的弊病。調容須在斷電情況下進行,調容的方式有抽頭調容和轉換開關調容兩種。
使用轉換開關調容的集合式電容器調容轉換開關置于集合式電容器的箱體內,由調容轉換開關引出一根16芯控制電纜至調容控制器,在斷電情況下通過調容控制器上的檔位轉換按鈕實現集合式電容器的調容。調容控制器上還裝有遠動接口,所以采用轉換開關調容的集合式電容器為電容分組自動投切、實施無功、電壓綜合控制以及實現遠方操作創造了條件。其缺點是若轉換開關出現故障,需打開集合電容器箱體進行維修,這需廠方派技術人員現場指導。
使用抽頭調容的集合式電容器在電容器箱體上一般按總容量的1/3和2/3引出抽頭,并在箱體上安裝兩組調容隔離開關,通過操作調容隔離開關,對集合式電容器進行調容。其優點是調容隔離開關裝置的故障機率較低,出現故障后也容易維修,缺點是使用抽頭調容的集合式電容器體積較大,難以實現遠動、自動功能。
在平頂山供電區變電站裝設無功補償裝置前,除郟縣變和龍泉變外其它各已建成的變電站均未預留裝設電容補償裝置的位置,多數變電站內可利用空地較少。根據我局實際情況,比較其優缺點,我們確定采用集合式電容器成套裝置對各已建成的變電站進行無功補償。
目前全膜、充油的集合式電容器已成為并聯補償電容器的主導產品。但更先進的產品已經出現并投入運行。
充氣集合式電容器
這種集合式電容器的內部電容器單元與常規集合式電容器相同,但在大外殼中采用SF6等氣體進行絕緣和散熱,在場強和容量相同的情況下含油量為常規集合式電容器的1/8,大大降低了故障情況下造成火災的危險性,當然也不存在滲漏油的問題。充氣集合式電容器更易維護,只在氣體壓力低于0.005MPa時,充入少量氮氣既可,而這一般是在產品正常使用十年之后的事。另外充氣集合式電容器還具有零部件種類少,結構簡單;重量輕,安裝運輸方便;防爆,經濟性能好(成本與常規集合式電容器相當)等優點。
箱式電容器
箱式電容器基本上相當于去掉單元電容器小金屬外殼的集合式電容器,這就排除了單元電容器對小金屬外殼擊穿的可能性,提高了可靠性。用油量少,較同等級的集合式電容器重量減輕30%左右。箱式電容器在比特性、制造成本、消耗金屬材料和冷卻介質以及重量等技術經濟指標上均優于集合式電容器,但若發生內部故障則必須返廠修理。在日本,集合式電容器經過短暫時間即被箱式電容器所取代。
干式可自愈高壓并聯電容器
這種電容器的元件采用金屬化聚丙烯膜繞卷而成,并由樹脂灌封,多個這種電容器元件并聯組成電容器單元,電容器單元電壓限制在1kV左右。多個電容器單元串聯組成這種電容器。這種電容器難燃、難爆,免維護,為模塊結構,可根據需要擴展成不同容量。
這些更先進的產品應是我們今后選用并聯補償電容器時重點關注的對象。
并聯補償電容器投入電網時的涌流計算及串聯電抗器的選擇
在電容器(組)投入電網運行的瞬間總會出現高幅值的電流,稱為涌流。若不串聯電抗器加以限制,涌流峰值可能超過電容器(組)額定電流的100倍。在高幅值涌流的沖擊下,不僅會使電容器發生損壞,還會使電網中的開關、電流互感器等設備受損,繼電保護設備誤動。
并聯補償電容器裝置的合閘涌流限值為電容器額定電流的20倍,當超過時應裝設串聯電抗器予以限制。裝設的串聯電抗器僅用于限制合閘涌流時,電抗率宜取0.1%~1%。
結合平頂山供電區諧波治理情況,考慮到集合式電容器成套裝置中為限制某次諧波而配置大電抗器時一方面增加無功損耗,另一方面還將提高電容器端子上的運行電壓,提高過電壓水平,影響電容器的安全與壽命。所以我們的集合電容器成套裝置中均配置K=1%的小電抗器,僅用來限制合閘涌流。
并聯補償電容器的過電壓保護
目前國內外主要使用氧化鋅避雷器(MOA)對并聯補償電容器進行操作過電壓保護。試驗研究中的數據表明: 來源:輸配電設備網
①各種操作過電壓中,分閘操作時的過電壓是主要的,其中分閘操作過電壓又主要出現在單相重擊穿時,兩相重擊穿和一次操作時出現多次重擊穿的機率均很少。
②單相重擊穿的突出特點是電容器極間電壓基本不升高,過電壓主要在中性點對地的雜散電容上,然后由中性點傳遞到非重擊穿相,因此,無論直接限制相—地間電壓,還是限制中性點—地間電壓,均能達到限制單相重擊穿過電壓。
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