并聯電容器會增加系統阻抗嗎?5.1 一般規定5. 1. 1 本條所列8款是并聯電容器裝置設計時設備選型應考慮的主要問題電網電壓決定接入處的電容器的額定電壓,運行工況則關系到設備的參數,如:電容器投入容量與湧流和諧波放大倍率有關,湧流和諧波放大倍率又與電抗率有關;諧波水平是決定串聯電抗器參數和分組容量的條件;母線短路電流和電容器對短路電流的助增效應是校驗設備的動熱穩定的條件,特别是選擇斷路器的重要條件;電容器組容量是選擇單台電容器容量的依據之一接線和保護存在互相配合的關系電容器組投切方式不同對斷路器的性能有不同要求,采取自動投切裝置進行頻繁投切時,少油斷路器就不能滿足要求而需選真空開關,真空開關具有一定重擊穿幾率,則需考慮用避雷器抑制操作過電壓;環境條件是設備選擇的重要依據,關系到外絕緣洩漏距離和産品的類别例如,是否選用耐低溫産品、濕熱帶産品、高海拔産品;屋内布置可采用普通設備,屋外布置則需考慮環境的污穢等級;為了降低電容器安裝框架高度,可能需要采用橫放式電容器近幾年制造行業制訂了一些産品标準,如《高壓并聯電容器裝置》、《低壓并聯電容器裝置》、《集合式并聯電容器》及國家标準《并聯電容器)等電業部門為了選擇設備參數也制訂了一些行業标準,如《高壓并聯電容器技術條件》、《高壓并聯電容器單台保護用熔斷器訂貨技術條件》、《串聯電抗器訂貨技術條件》等也是設計的依據之一如前所述,本條所列8款在設備選型時,均應給予全面考慮,我來為大家講解一下關于并聯電容器會增加系統阻抗嗎?跟着小編一起來看一看吧!
5.1 一般規定
5. 1. 1 本條所列8款是并聯電容器裝置設計時設備選型應考慮的主要問題。電網電壓決定接入處的電容器的額定電壓,運行工況則關系到設備的參數,如:電容器投入容量與湧流和諧波放大倍率有關,湧流和諧波放大倍率又與電抗率有關;諧波水平是決定串聯電抗器參數和分組容量的條件;母線短路電流和電容器對短路電流的助增效應是校驗設備的動熱穩定的條件,特别是選擇斷路器的重要條件;電容器組容量是選擇單台電容器容量的依據之一。接線和保護存在互相配合的關系。電容器組投切方式不同對斷路器的性能有不同要求,采取自動投切裝置進行頻繁投切時,少油斷路器就不能滿足要求而需選真空開關,真空開關具有一定重擊穿幾率,則需考慮用避雷器抑制操作過電壓;環境條件是設備選擇的重要依據,關系到外絕緣洩漏距離和産品的類别。例如,是否選用耐低溫産品、濕熱帶産品、高海拔産品;屋内布置可采用普通設備,屋外布置則需考慮環境的污穢等級;為了降低電容器安裝框架高度,可能需要采用橫放式電容器。近幾年制造行業制訂了一些産品标準,如《高壓并聯電容器裝置》、《低壓并聯電容器裝置》、《集合式并聯電容器》及國家标準《并聯電容器)等。電業部門為了選擇設備參數也制訂了一些行業标準,如《高壓并聯電容器技術條件》、《高壓并聯電容器單台保護用熔斷器訂貨技術條件》、《串聯電抗器訂貨技術條件》等也是設計的依據之一。如前所述,本條所列8款在設備選型時,均應給予全面考慮。
5. 1. 2 本條規定為高壓并聯電容器裝置電器和導體的選擇應滿足的技術要求。為了保證安全運行,選用的電器和導體應滿足運行電壓、長期允許電流、短路時的動熱穩定及操作過程的特殊要求,操作過程的特殊要求包括:合閘預擊穿、合閘湧流、分閘可能産生的重擊穿和由此而産生的過電壓及其保護等。
根據成都科技大學進行的理論分析研究和浙江電力試驗研究所在紹興系統試驗站所作的模拟試驗,在電力系統中集中裝設大容量的并聯電容器組,将會改變裝設點的系統網絡性質,電容器組對安裝點的短路電流起着助增作用,而且助增作用随着電容器組的容量增大和電容器性能的改進(如介質損耗減小、有效電阻降低)、開關動作速度加快而增加。試驗研究報告建議:在電容器總容量與安裝地點的短路容量之比不超過5%或10%(對應于電抗率K=5%~6%,不超過5%;K=12%~13%,不超過10%),助增作用相對較小,可不考慮。按本規範要求安裝的電容器總容量與短路容量之比一般不超過5%,個别例外情況需考慮助增影響時,可參照《導體和電器選擇設計技術規定》附件第七節中的計算方法予以考慮,即按常規方法計算的短路電流值再乘上助增校正系數(助增有效值校正系數,助增沖擊校正系數),即可得到考慮助增影響後的短路電流值。
5. 1. 3 本條規定的主要依據是:電容器組的容量偏差不超過 10%、電容器長期過電壓不超過1.1倍額定電壓、電容器組過負荷保護的電流整定值不超過額定電流的1.35倍。如并聯電容器裝置裝設串聯電抗器,正常工況回路工作電流将小于電容器組的額定電流計算值,即使在諧波和過電壓的共同作用下,回路電流一般不超過1.35倍電容器組額定電流,否則過負荷保護将動作跳閘,所以取1.35倍電容器組額定電流作為選擇回路設備和導體的條件是安全的也是合理的。
5.1.4 高壓并聯電容器裝置是變電所的一個組成部分,保證其安全運行對電網十分重要。因此,強調其外絕緣配合應與同級電壓的其他電氣設備相一緻。
5.1. 5 目前,工程中采用制造廠生産的高壓并聯電容器成套裝置已經很多,因為采用成套裝置簡化了工程設計,同時給安裝也帶來了方便,所以有繼續發展的趨勢。低壓并聯電容器裝置基本上都是采用工廠生産的低壓電容器櫃。因此,在采用高低壓并聯電容器成套裝置時,應考核其整體性能是否符合工程設計标準和産品标準的規定。事實上存在這種情況,組成成套裝置的所有設備或元件檢驗都合格,但裝配的成套裝置不合格,不滿足使用要求,這種成套裝置不能選用。高壓并聯電容器成套裝置應有靈活的組合結構,使其運輸時可化整為零,設備到施工現場又要容易組裝成套保持其整體性,這就是本條規定的目的。
5.2 電 容
5.2.1 本條明确了電容器選型的主要原則。包括對電容器型式、适應環境條件、介質和套管型式提出的要求。
電容器的型式選擇應符合産品标準,技術先進、适應國情的總原則。至于選用常規的單台電容器或是集合式電容器以及容量超過500kvar的大容量電容器組成電容器組,可根據工程具體條件進行技術經濟比較确定,本條不作限制性規定。需要說明,這幾種類型的産品各有優點,同時也存在不足,例如:單台電容器容量組合靈活,更換故障電容器方便,工程中用得最多的是這種,但特殊環境可能需建電容器室采用屋内安裝,台數越多維護工作量越大;集合式電容器和大容量箱式電容器,在屋外安裝占地少,安裝設計簡單,施工方便,但這種電容器的場強取得較低,油箱内裝有大量的絕緣油,所以消耗原材料多,經濟性不如單台電容器,一旦出現故障,整台停運,現場不能更換箱體内的故障電容器,如返廠修理停運時間長。上述情況選型時應予綜合考慮。
第2款是環境條件對電容器的選型要求,是必要條件,應予以滿足,達不到要求将影響電容器組的安全運行。
第3、4款不是限制性條件,也要盡量滿足。屋内安裝的電容器組采用難燃介質的電容器是為了減少火災事故及其影響範圍。安裝在絕緣框(台)架上的電容器,電容器的外殼對地絕緣由支承框(台)架的支柱絕緣子承擔,外殼有條件作為電容器的一極,這樣有兩個優點:電容器内部極對殼材料可省去,外殼作為一個接線端,另一極用套管引出,電容器的滲漏油往往出現在瓷套管與油箱鐵闆的連接處,所以,少一個套管也就少一個滲漏油部位,既降低了造價又提高了可靠性,因此,設計時要優先考慮這種産品。
5.2.2 本條明确了電容器額定電壓選擇的主要原則。額定電壓是電容器的重要參數,在并聯電容器裝置設計中正确地選擇電容器的額定電壓十分重要。衆所周知,電容器的輸出容量與其運行電壓的平方成正比(即Q=ωCU2)、電容器運行在額定電壓下則輸出額定容量,運行電壓低于額定電壓則達不到額定輸出,因此,電容器的額定電壓,取過大的安全裕度就會出現過大的容量虧損。運行電壓高于額定電壓,如超過1.1倍,将造成不允許的過負荷,而且電容器内部介質将産生局部放電,局部放電對絕緣介質的危害極大。由于電子和離子直接撞擊介質,固體和液體介質就會分解産生臭氧和氮的氧化物等氣體,使介質受到化學腐蝕,并使介質增大,局部過熱,并可能發展成絕緣擊穿。為了使電容器的額定電壓選擇合理,達到經濟和安全運行的目的,在分析電容器端子上的預期電壓時,下面幾種情況應予以考慮:(1)并聯電容器裝置接入電網後引起電網電壓升高;(2)諧波引起的電網電壓升高;(3)裝設串聯電抗器引起電容器端電壓升高;(4)相間和串聯段間的容差,将形成電壓分配不均,使部分電容器電壓升高;(5)輕負荷引起電網電壓升高。并聯電容器裝置接入電網後引起的母線電壓升高值可按下式計算:
上述計算式中系數1.05的取值依據是電網最高運行電壓一般不超過标稱電壓的1.07倍,最高為1.1倍,運行平均電壓約為電網标稱電壓的1.05倍。将具體工程選取的電抗率K值和串聯段數S值代入式(2)中,可先算出電容器額定電壓的計算值,然後,從電容器額定電壓的标準系列中即可選取靠近計算值的額定電壓。
5. 2. 3 電氣設備的絕緣水平選擇是設計的最基本原則之一,電容器的絕緣水平選擇應遵守這一通用原則,同時,所選取的電容器絕緣水平應與同電壓等級的其他設備相适應,以符合電網對電氣設備絕緣水平的要求。
5. 2. 4 并聯電容器的IEC标準和我國的現行國家标準中對電容器的過電壓和過電流能力,如:工頻過電壓、操作過電壓、工頻加諧波過電壓、過渡過電流和穩态過電流等均有相應規定,電容器組設計應遵守這些規定,預期過電壓和過電流将超過上述标準規定時,應采取相應的設計措施防止,以保證電容器組的安全運行。
5. 2. 5 對本條規定作以下說明:選擇高壓電容器單台容量,首先要考慮電容器組容量,随着電容器組容量增大,單台電容器容量也要相應加大,如,5000kvar以下的中小型電容器組,單台電容器宜選50kvar或100kvar,大型電容器組則宜考慮選用200kvar或334kvar。高壓電容器額定容量優先值為50、100、200、334kvar,無特殊情況,不宜采用非标準産品。
5. 2. 6 自愈式低壓電容器取代油紙型低壓電容器,是産品發展的趨勢,因為,自愈式低壓電容器具有:故障擊穿時故障電流使金屬層蒸發,介質迅速恢複絕緣性能,即所謂自愈性;它體積小、重量輕、損耗低、溫升低,可做到無油不燃,避免火災危險。自愈式電容器内部有的配有保護裝置,當元件永久性擊穿時可自動斷路。由于它有諸多優點,所以,國内外都用它取代了油紙介質低壓電容器。《自愈式低壓并聯電容器》GBl2747—91等效采用了國際标準IEC831-1(1988)第一部分和IEC831—2(1988)第二部分内容。
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