高压并联电容器精选(九篇)

第1篇：高压并联电容器范文

6.2.1 油浸箔式并联电力电容器是高压并联电力电容器的主要品种，产销量占全部高压并联电力电容器的98%以上。这种电力电容器所用的主要原材料分别介绍如下：

1）电介质：

分为固体和液体两种。

a）固体电介质

固体电介质有聚丙烯膜和电力电容器纸。并联电力电容器固体电介质应用最广泛的是等规双轴定向拉伸聚丙烯薄膜，而制造全膜介质电力电容器用的是双面粗化的易浸型薄膜。这种材料具有介电性能好、低、绝缘电阻高、电弱点少、有较好的耐湿性和浸渍性能等特点，缺点是介电常数偏小。聚丙烯薄膜最早于上世纪60年代，由美国GE公司率先应用于电力电容器的制造。另一种固体电介质是电力电容器纸，电力电容器纸由优质纸浆经脱水、碾压后制成。电力电容器纸中含有大量扁平状纤维和空隙，具有介电常数较大、浸渍性能和耐弧能力优良的特点，但耐电强度较低，导电点较多，且较大。电力电容器纸上世纪50～70年代曾作为主要固体介质大量应用于并联电力电容器的制造，目前仍用来与聚丙烯薄膜配合制造复合介质电力电容器。在复合介质电力电容器中，它夹在薄膜之间，浸渍时起到“灯芯”的作用。

b) 液体电介质

液体电介质，也称绝缘油，用来作为浸渍剂，浸渍固体介质并填充电力电容器内部的空隙。目前国内用来制造高压并联电力电容器的液体介质主要是二芳基乙烷（学名缩写PXE又称“S”油）和苄基甲苯（学名缩写M/DBT）。它们的共同特点是粘度低，有利于浸渍，小，击穿强度高；分子结构中芳香烃成分高，吸气性好，因此有优良的耐局部放电性能；它们易被生物分解，对环境无污染；与薄膜的相容性良好，均特别适用于浸渍全膜电力电容器。

PXE在低温下的局部放电性能不够好，用它浸渍的电力电容器在－25℃下的局部放电电压比+20℃时下降约三分之一。因此用它浸渍的电力电容器不宜用在环境空气温度下限为－25℃及以下地区。为此有人对PXE从化学结构上进行改进，合成一种PXE的同分子异构体苯基乙苯基乙烷（学名缩写PEPE，也称低温“S”油），其介电性能与PXE相近，而粘度、凝固点以及对聚丙烯薄膜的膨胀率均比PXE低，－25℃及以下的局部放电电压仍较高，可以用来制造低环境空气温度下限下运行的电力电容器。

M/DBT是单苄基甲苯（MBT）和二苄基甲苯（DBT）的混合液体，法国商品名为C101或C111。其芳香烃含量比PXE高，低温时的粘度、局部放电性能比PXE优良，与聚丙烯薄膜的相容性也比PXE好，特别适宜于浸渍低温条件下工作的并联电力电容器。

c) 气体介质

气体介质主要用于充气集合式电力电容器的大箱体内，作为绝缘和导热介质。种类有六氟化硫（SF6） 和氮气（N2）及它们的混合气体。现在由于气体的渗漏问题，气体的并联电力电容器也现在也已经基本停止生产。

3）极板

铝箔用来构成电力电容器的极板。铝箔由纯度为高于99.99%的铝材压延而成，厚度为5～7μm。铝箔一般用分切机切割成需要的宽度，也有厂家使用经激光切割的铝箔，以减少边缘毛刺，降低尖锐度，有利于降低该部位介质的电场强度。

6.3引起电力电容器故障的主要原因

电力电容器生产制造的原因

真空断路器的操作过电压

第2篇：高压并联电容器范文

关键词：带故障投切；电容器组；群爆分析

中图分类号：TM53 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）04-0133-02

1 缺陷情况

2012年9月25日，某110kV变电站10kV#2电容器组517开关在14时01分59秒485毫秒发生限时电流速断三相动作跳闸故障，且在15时02分12秒373毫秒零序差流动作，经现场检查后发现#2电容器组已发生群爆，表面已爆毁了21条熔断器，中性点CT爆裂，三相母排均有不同程度的烧蚀及弯曲，必须停电进行消缺工作以恢复供电。#2电容器组型号为：TBB10-6000/200-BL，电容单元型号为：BAM411/√3-200-1W，生产日期2002年12月和2003年3月。

2 原因分析

2.1 谐波情况分析

经过调查#2电容器组的一些情况：（1）该组安装了熔断特性一致苏杭电气胜天熔断器厂生产的熔断器；（2）系统电压的运行长期基本对称；（3）在变电站装设了消谐装置；（4）华南理工大学电力学院2010年9月和2011年1月对该站测量电网中高次谐波成分结果没有超标；（5）电容器组的中性点没有直接接地。从以上情况看出，可以排除熔断特性不一致的熔断器、系统电压的运行不对称、高次谐波成分高、系统共振、由于电容器组中性点直接接地的同时，发生10kV单相接地等因素造成的电容器群爆。

2.2 保护动作情况分析

据调查了解，该站电容器内部故障保护形式为熔断器和继电保护的方式，保护的动作原理均是由故障电容器在故障时引起电容变化，使故障支路与非故障支路之间电流和电压产生不平衡而动作的，当电容器内部故障发生特别迅速时，继电保护如不能快速反应就可能无法避免外壳爆裂。从保护信息反映，故障发生时，保护动作正确，排除电容器组接线错误和保护动作失灵的

原因。

2.3 继保整定值方面分析

#2电容器组不平衡电流保护二次整定值为2A，此定值是根据南网及广东电网公司相关的标准来整定，从多年来的运行实际经验，电容器组不平衡电流保护二次整定值为2A是可行的，且此次故障也反映出保护动作是正确的。

2.4 故障原因综合分析

综合以上种种分析和推理，由于电容器的速断保护动作，可以推断出在电容器组内部发生了相间短路。首先#2电容器组A相某只电容极间接通造成短路，导致了相间母线短路，其结果造成了电容器的速断保护动作。电容器组中未经电容器极间短接部分，通过熔断器、母线经电容器的短路放电，导致了的熔断器部分熔断即“群爆”。

电容器在投切过程和长期运行中，元件中的个别弱点会老化扩大，甚至个别元件导致击穿，出现电容量超差或绝缘性能不良等故障。因此在上次保护动作后，必须对电容器进行检查和检测，防止带故障单元投运。特别是在电容器在合闸过程中，产生过电压和过电流，导致电容器击穿严重和故障扩大。

带故障电容器单元合闸，合闸过电压使电容器单元进一步击穿短路放电，相邻完好的多个电容器的大量储能（此时电容器的电压为合闸过电压比额定电压高许多其储能更大）通过其串接的熔断器及串接在故障电容器的熔器断迅速注入故障电容器，产生巨大的放电电流，熔断器动作的过程中，其开断性能不良，不能迅速切除故障电流，造成熔断器群爆，巨大的能量使熔断器炸飞、到处闪络放电、巨大的电动力造成母线弯折、瓷瓶烧伤炸坏，使故障扩大，甚至造成电容器爆炸。

由于单台BAM411/√3-200-1W电容器没有内熔丝，采用1.5倍额定电流的50A外熔丝以及中性点不平衡电流来实现保护，只有当单台内部元件击穿达到一定数量时，熔断器才能完全切除故障单元，此时的故障单元已处于完全损坏或过电流运行状态，而中性点不平衡电流（零序电流）保护整定值取得过大也为带病单元超负荷运行提供条件，在没有全部检查电容器单元就以更换外熔丝投入运行，将加速故障单元内部元件损坏和绝缘下降，导致极间瞬间短路和故障相电压下降，完好相序电压升高，从而引起相间放电，完好电容器的大量储能迅速注入故障电容器，最终导致熔断器群爆，中性点瞬时的大电流使得CT还未躲过保护延时时间就发生爆炸，从而将事故扩大。

根据调取的保护信息，发生故障时#2电容器组限时电流速断三相动作Ia=8.18A；#3电容器组限时电流速断三相动作Ia=7.64A。所用的电流互感器变比为500：1，计算可知当时一次的故障电流高达4000A，而熔断器的极限开断工频电流为1800A，熔断器在高达4000A的故障电流时，必然导致非正常熔断，发生如下图1所示的爆毁现象。

3 处理对策

更换#2电容器组故障电容器及其保险以及中性点CT，修复母排并家对电容器组不平衡保护电流整定值进行计算校验后各项条件均为合格，故障消除，取得了很好的效果，可以恢复运行。

4 结语

发生电容器中性点CT保护动作后，应全面检查全部电容器单元，在确认无故障后才能投入电容器，带故障单元投入电容器将会引起事故扩大甚至引发电容器群爆现象，当单只电容熔断器烧断时，可以采用电容电感测试仪方便地检测全部单元，及时发现其他可能有缺陷的电容器，并进行更换，从而将安全隐患及时消除。

参考文献

[1] 倪学锋，盛国钊，林浩.我国电力电容器的运行与改进建议[J].电力设备，2004，（9）.

[2] 刘文山，徐林锋，周菲.广东电网电力电容器运行统计分析[J].电力电容器与无功补偿，2008，（4）.

第3篇：高压并联电容器范文

【关键词】并联电抗器；无功补偿；高压电网

1、引言

随着我国电力工业的飞速发展，大电网互联已成为必然的趋势，同时，负荷的大幅度增长，在大电网中安装一定数量的感性无功补偿装置就变得尤为重要，其目的主要是补偿容性充电功率，在轻负荷时吸收无功功率、控制无功潮流、稳定网络的运行电压，从而降低系统损耗、提高系统供电效率，进一步改善电压质量，维持输电系统的电压稳定。

2、无功补偿的方式

1）同步调相机。同步调相机属于早期无功补偿装置的典型，它不仅能补偿固定的无功功率，对变化的无功功率也能进行动态补偿。

2）并补装置：并联电容器是无功补偿领域中应用最广泛的无功补偿装置，但电容补偿只能补偿固定的无功，尽管采用电容分组投切相比固定电容器补偿方式能更有效适应负载无功的动态变化，但是电容器补偿方式仍然属于一种有级的无功调节，不能实现无功的平滑无级的调节。

3）并联电抗器：目前所用电抗器的容量是固定的，除吸收系统容性负荷外，用以抑制过电压。

3、安装并联电抗的必要性

在高压、大容量的电网中，需要安装一定数量的感性无功补偿装置（包括并联电抗器和静止无功补偿器）来补偿容性充电功率，或在轻负荷时吸收无功功率、控制无功潮流、稳定网络的运行电压、维持输电系统的电压稳定。高压并联电抗器可以吸收系统容性无功功率、限制系统的过电压和潜供电容电流、提高重合闸成功率。线路并联电抗器还可以削弱空载或轻载时长线路的电容效应所引起的工频电压升高，改善沿线电压分布和轻载线路中的无功分布并降低线损减少潜供电流，加速潜供电弧的熄灭，提高线路自动重合闸的成功率，有利于消除发电机的自励磁。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。

4、并联电抗器的选择

4.1结构形式的选择

1）按铁心结构，可分为壳式电抗器和芯式电抗器。一般壳式电抗器磁密较低，到1.5至1.6倍额定电压才出现饱和，饱和后的动态电感仍为饱和前的60%以上，由于它没有主铁心，电磁力小，所以相应的噪声和振动就比较小，而且加工方便，冷却条件好。但是它又存在材料消耗多，体积偏大的缺点。芯式电抗器具有带多个气隙的铁心，外套绕组，气隙一般由不导磁的砚石组成。由于其铁芯磁密度高，因此材料消耗少，结构紧凑，自振频率高，存在低频共振可能性较小，主要缺点是加工复杂，技术要求高，震动和噪声较大，目前我国制造的的高电压大容量并联电抗器只采用芯式结构，正常运行时铁芯必须一点接地。

2）按相数分，可分为单相或三相两种。三相比单相所用的原料和成本少，节省材料，附属设备简单，价格便宜，但三相三柱式电抗器的磁路结构有明显的问题，对于500kV及以上电压等级的并联电抗器，由于相间绝缘问题及容量比较大，所以大多数仍用单相。

4.2额定电压的选择

安装并联电抗器的目的是补偿充电功率，把过高的电压降低到正常运行的水平，而当系统电压低于正常运行水平时就应将电抗器切除。正常运行电压是电抗器长时期承受的电压，电抗器的额定电压的合理取值应该按正常运行电压来确定。运行中出现的一些问题与额定电压选得过低也不无关系。因此，并联电抗器的额定电压应该在最高电压和标称电压之间选择，具体数值需要参考主变压器三次侧的额定电压和系统的正常运行电压

4.3安装容量的选择

高压并联电抗器容量的选择与许多因素有关，需进行技术经济综合论证，但应首先考虑限制工频过电压的需要，同时兼顾系统同期并列点的合理选择、检验系统发生自励磁的条件、满足大小运行方式时无功平衡的要求，以及潜供电流、提高单相快速重合闸的成功率的要求。最后确定的并联电抗器容量，可以用补偿度K表示：

K=Ql/Qc，

式中：Ql-并联电抗器的容量（MVA）

Qc-线路的充电功率（Mvar）

一般取补偿度K=40%～80%。

4.4安装位置的选择

一般在高电压电网中，装设的并联电抗器位置有两种，一种是主变低压侧装设的低压电抗器，一种是在高压侧母线或者线路上装设的高压并联电抗器。如果高压变电站中的线路的出现比较少，在低压侧装设低压电抗器能够满足无功需要和电压的要求，则无需在每个高压出线装设高压并联电抗器，若这样做，容量选择不当就会产生并联电抗器谐振和过补偿，同样还会占用大量的位置，如果高压线路都比较短，则在母线上装设高压电抗器，可以避免完全依靠低压并联电抗器高压线路的充电功率，优化了无功布置，防止远期出现拆除低压电抗器来装设低压电容器的情况，同时母线上装设高压并联电抗器不会出现工频谐振过电压，容量的选择也不受潜供电流和工频过电压的限制，只根据母线上连接线路充电功率的大小进行选择。

5、安装并联电抗器的作用

1）提高了电网运行的经济性。由于投切电抗器可对线路的无功潮流进行调控，故减少了无功流动所造成的有功损耗，有利于降低线路损失。

2）改善了电网运行的安全性。

3）有利于提高系统稳定性和线路的送电能力，有利于网络的并列运行。

4）有利于消除同步发电机带空载长线路时可能出现的自励磁谐振。

5）有利于潜供电弧的消灭和装设单相快速自动重合闸。

6、结论

电抗器作为无功补偿手段，在电力系统中是不可缺少的，需求也相应增长，电力电子技术的发展会对电力系统和电力装备带来很多变化，但作为无功补偿元件的电抗器在目前是不可缺少的。

参考文献

[1]张全元.变电运行现场技术问答.中国电力出版社，2009.7

[2]解广润.电力系统过电压.水利电力出版社，1993

第4篇：高压并联电容器范文

关键词：无功补偿 电容器 串联电抗器 谐波 使用寿命

中图分类号：TM5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0125-02

并联电容无功补偿的作用主要就是以提高功率因数上来减少对设备中的功率与容量的损耗，同时还可以提高供电的质量，并且对供电电压有稳定作用。设备中安装上并联电容器来做无功补偿，而在电网中还可以限制无功功率的传输，这样就对线路的电压损耗有所减少，并且提高了电网的电压质量。

它的缺点是难以实现无级调节，补偿容量确定有较大的灵活性，并且当通风不良、运行温度过高时，或流入的谐波电流及合闸涌流限制不当时，易造成谐波过流、过压和涌流超过规定值，而使电容器损坏。下面对设计和运行中的几个重点问题进行讨论。

1 补偿容量的选择

（1）当计算静电电容器补偿容量时，应考虑电容器（电网）实际的运行电压不等于电容器额定电压的情况，对电容器的额定容量加以修正，其实际的容量为：

=（）

式中：为电容器在实际运行电压时的容量；为电容器的额定容量；为电容器的额定电压；为电网即电容器的实际运行电压。

（2）应考虑电压频率对电容器实际容量的影响，如电网的实际频率与电容器的额定频率不同时，必须按下式修正：

=（）

式中：为电容器在电网实际频率时的容量；为电容器的额定容量；为电网的实际频率；为电容器的额定频率，由产品说明书给出。

（3）对于电动机进行就地补偿时，其电容器容量的计算应以电动机空载时补偿的功率因数接近1为宜，不能按电动机的负荷情况计算补偿容量，否则空载时会出现过补偿而使电压升高，对电动机和电容器的绝缘不利。因此，对于个别补偿的电动机，其补偿容量可由下式确定：

式中：为电动机所需补偿容量；为电动机的电压；为电动机的空载电流。

2 高次谐波对并联电容器的影响及采用电抗器抑制措施时的注意事项

高次谐波对并联电容器的影响，表现在以下三个方面。

（1）增加电容器损耗，谐波电流的存在在电容器内产生附加功率损耗。

（2）增加无功输出。由于谐波的存在，电容器发出的总无功，不仅包括基波无功，还包括谐波无功。

（3）会引起谐波过电压或过电流。谐波有可能引起电容器与系统间产生串联或并联谐振，而造成电容器过电压或者过电流。

上述现象均可引起电容器过热，而导致电容器损坏。

为减少和避免高次谐波对电容器的危害，应从供电系统和无功补偿装置设计上采取措施，具体方法有设置滤波器、增加整流装置谐波源的整流相数和脉冲数、串联电抗器等，这里只重点讨论串电抗器的问题。

要特别注意避免串联谐振和并联谐振的发生，在串联谐振时，一较小的谐波电压，就可形成较大的谐波电流流过电容器。而并联谐振对谐波源呈现出高阻抗，使得母线谐波电压升高，造成电容器回路谐波电流很大，甚至可达十几倍到几十倍。

为减少谐波流入电容器和合闸涌流，可串联适当参数的电抗器。其感抗值的选择应使在可能产生的任何谐波下，均使电容器回路的总电抗为感抗而不是容抗，从而消除了谐振的可能。电抗器的感抗值按下式计算：

=K

式中为串联电抗器的感抗，Ω；是补偿电容器的工频容抗，Ω；n为可能产生的最低谐波次数；K为可靠系数，一般取1.2～1.5。

为了防止可能出现的铁磁谐振，一般宜采用无铁芯的电抗器。电抗器的额定电流应稍大于电容器实际电流。但应注意，由于串联电抗器会使电容器的基波电压升高，其值为

=

式中为电容器的基波电压升高，kV；为系统额定电压，kV。

例如，在设计中对于最常见的5次谐波，端电压升高可达6%，所以电容器额定电压应高于系统电压于星形或双星形接线，6.3 kV系统应采用4 kV电容器，10.5 kV系统应采用6.6 kV电容器。

3 电力电容器的实际使用寿命与工作电压和环境温度的关系

众所周知，在电容器介质上的额定工作场强与其它电器相比是比较高的。所以在我国GB/T11024.1-2001中明确规定，电容器的额定工作电压是电容器容许在电网中连续工作的最高电压。如果在高于其额定电压的电压下连续运行，电容器的实际使用寿命就将大大缩短，可靠性也将因电老化而下降。电力电容器的实际使用寿命与实际工作电压的关系通常可以用式 （1）表示： =

式中：为电容器的额定寿命（设=20年）；为电容器的实际使用寿命；

为电容器在电网中的实际连续工作电压；为电容器的额定电压。α为系数，对于全膜电容器α=9。

通过式（1），我们可以分别求出在不同的实际工作电压下电容器的实际使用寿，见表1和图1。

从表1和图1中可以看出，如果电容器在高于其额定电压的电压下长期连续地运行，由于电老化的作用其实际使用寿命的就会大大缩短。虽然，电容器是可以在高于其额定电压的电压，例如：1.03，1.05，1.1下作非连续的几个小时的运行，但决不能在高于其额定电压的电压下作连续长期的运行，不然将大大缩短电容器的实际使用寿命和可靠性，是得不偿失的。对此，希望能引起广大电容器用户的注意，千万不要使电容器在高于其额定电压的电压下连续运行。

4 结语

以上对电容无功补偿装置在设计和运行中至关重要，但常常被忽略的三个重要技术问题进行的简要分析，此三者之间又存在着较大的相关性，比如电抗器的选择直接关系到电容器的实际运行电压，而实际运行电压又影响到电容的使用寿命，所以，无论是在实际的设计中还是在最终用户的运行使用中，都应该引起重视，权衡考虑。

参考文献

[1] 蒲如兰.无功补偿装置的选择与控制[J].福州大学学报：自然科学版.

第5篇：高压并联电容器范文

关键词 并联电容组；不平衡；保护方式

中图分类号：TM531 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）21-0057-02

1 电力系统异常运行情况下的电容器保护的整定方式

1）电流速断保护，其动作电流是按系统最小运行方式下，电容器组端部引线之间两相短路电流的值来整定，其灵敏系数大小取2。保护时限整定值以大于电容器组充电时的涌流时间，一般选0.1 s～0.2 s即可，防止误动作产生。

2）过电流保护，其动作电流和时限值按电容器组所能够允许的长期最大过流值来整定，保护动作后发信号并反时限切断电容器组。

当具有多组电容器时，过电流保护可装于电容器组总回路上，也可分别装于各分组电容器回路上。当串联电抗器安装于电容器组电源侧时，电容器分组回路的过电流保护动作于跳开本组电容器回路的断路器；当串联电抗器前发生短路时，则应跳开电容器总回路的断路器。当串联电抗器安装于电容器组中性点侧时，电容器回路中出现短路故障也应跳开电容器总回路的断路器。

3）过电压保护，其对并联电容器允许承受过电压的能力，并联电容器允许在1.1UN（UN-额定电压）下长期运行；在1.15UN下运行30min：在1.2UN下运行5min；在1.3UN下运行1min。为安全起见，过电压保护的整定值可根据以下原则确定：在1.1UN动作于信号；在1.2UN时经5 s～10 s延时动作于跳闸，延时的目的是为了避免由于瞬时电压波动引起误动。

过电压保护装置的跳闸设计尚应注意以下几点：①当变电站中只装设一组电容器时，动作于跳闸；但如有两组以上的电容器时，可每次只切除一组电容器，当电压降至允许值时，应即停止切除其余的电容器组；②过电压继电器应选择高返回系数（0.98以上）的晶体管式电压继电器，不宜选用常规的电磁式电压继电器；③过电压继电器可接于电容器组放电线圈或放电用电压互感器的二次侧；也可接于母线电压互感器的二次侧。但接于母线电压互感器二次侧时，应经由电容器装置的断路器或隔离开关的触点闭锁，以使电容器组从电源上断开后，过电压继电器不再投入工作（电压降至允许值时电容器组是否重新投入，应由电容器组自动投切装置判断或操作人员判断后手动投入）。

4）母线失压保护，并联电容器组母线突然失去电压时，如果电容器组不切除，可能产生几种危害：①由于电源线路的自动重合闸，使电容器组失去电压后未经放电而立即恢复带电，使电容器造成过电压损坏；②在变电站母线恢复供电时，这时变压器是带电容器合闸的，在电容器带电时的涌流以及过电压往往会造成对电容器和其它设备的损坏；③变电站恢复送电过程中如果负荷太小，也会使电压过高而对电容器组造成损坏。

因此，并联的电容器组应装设一套带时限动作于跳闸的母线失压保护。

该失压保护的动作整定值既要考虑保证在失压后并且电容器尚有残余电压时能够可靠动作，又必须防止在系统电压瞬间下降时产生误动作。其失压保护的动作整定值可按50%～60%的电网标称电压整定。在时限上着重考虑以下因素：①母线失压后电容器组应在线路自动重合闸重新来电前断开；②当备用电源自动投人前，应先将电容器组从母线上断开；③同级母线上其他出线故障时，在其他出线的故障切除前电容器组一般不宜先跳闸。

2 电容器组中个别或少数电容器内部发生故障时的保护

这是为了防止由于个别或少数电容器内部元件击穿，引起其他完好电容器大量连续损坏的保护措施，以防止故障扩大。较理想的保护方式是：当个别或少数电容器内部电容元件故障击穿后，由故障电容器的单台保护用熔断器将故障电容器切除。故障电容器切除后，会在电容器组内部产生不平衡，但电容器组仍可继续运行。只有当运行电压升高到超过允许值时，才由电容器组内部保护装置动作将全部电容器组切除。

其保护的基本原理是：切除单台故障电容器后，所引起的电容器组内电容量的不平衡，由电流差或电压差来实现保护动作，所以把对电容器组内部故障的保护就称为不平衡保护。根据电容器组接线方案，可分别选择不同的不平衡保护方式。运行经验表明，由于不平衡保护装置所需的费用只有整个电容器组费用的2%～3%左右，只要能防止一次连续性的破坏事故，节约的价值将是十分可观的。

1）GB50227标准对并联电容器组不平衡电流保护的选择作了如下规定：①单星形接线的电容器组，一般采用开口三角电压保护；②两段及以上的串联单星形接线的电容器组，一般可采用电压差动保护；③单星形电容器组，一般采用桥式差电流保护；④双星形接线的电容器组，一般采用中性点不平衡电流保护方式。

2）GB50227标准保护装置动作值的整定原则规定如下：①已装单台外熔丝保护的电容器组，其不平衡保护按单台电容器过电压允许值来整定。②对于内熔丝保护和无熔丝保护的电容器组，其不平衡保护动作值按电容器内部元件过电压允许值来整定。现行标准中对电容器内部元件过电压允许值并未作规定，所以设计时如有需要可请制造厂家提供。

3）几种保护的接线方式和整定。

①接线图l为开口三角电压保护。

C-电容器；L-放电器；KV-电压继电器。

图1

正常情况下，由于三相平衡，开口三角电压为零。当熔断器断开部分电容器或元件内部击穿时，因为容抗的变化，其中性点会出现偏移电压，并且开口电压达到中性点偏移电压的3倍。开口端出现的差电压Uo可由式（1）算出：

（1）

式中：Uo—开口三角端的电压，V；

UNφ—正常时额定相电压，V；

M—每相每段电容器并联台数；

N—每相电容器串联段数；

K—因故障被断开的电容器台数。

这种保护方式的优点是：不需专用的互感器并且接线简单；不受系统不平衡电压以及系统接地故障的影响；灵敏度高不受三次谐波的影响。所以在国内10 kV电容器组中得到广泛应用。35 kV的电容器组也有采用。

②电压差动保护。接线如图2所示（图示为一相接线、其他两相同）。正常运行情况下差电压为零，故障情况下在部分电容器被切除后，差电压值可由式（2）算出：

（2）

这种保护方式的优点是：不受系统三相电压不平衡和单相接地故障的影响；发生故障时保护装置分相动作，易于找出故障相；保护的灵敏度较高。缺点是：使用设备比较复杂，要专门设计的放电器，每相要一套保护；投资费用较高；特殊情况下还要另加电压放大电路；当同相两个串联段中的电容器发生相同故障时保护拒动（但实际运行中出现这种情况的几率不大）。

图2

电压差动保护多用于35 kV及以上容量较大的电容器组以及集合式或箱式并联电容器。

③桥式差动电流保护。接线如图3所示（图中KA为电流继电器）。正常运行时没有差电流，当某一个支路的电容器因故障被切除后。桥式回路中会出现差电流。比如每相2串，并联台数每支路均为M/2时，一个支路中切除K台故障电容器后，桥路差电流可由式（3）算出：

（3）

式中：INC-每台电容器的额定电流，A。

其优点是：由于分相装设，便于判别故障相；由于电容器组是单星形接线，串联电抗器可以接于中性点侧，且并联台数较双星形接线多，电压较稳定；保护灵敏度较高。缺点是：当桥的两臂电容器发生相同故障时，可能发生拒动；并且容量过大时，电容器在全击穿短路情况下的涌流也较大，措施是加装氧化锌避雷器保护。

图3

④双星形中性点不平衡电流保护。接线如图4所示。正常运行时，中性点间的电流为零，当少数故障电容器被切除后，中性点问有不平衡电流通过。当每相臂Ⅳ串的并联台数均为眠时，一相臂中K台电容器因故障被熔丝切断后，不平衡电流可由式（4）算出：

（4）

其优点是对于谐波和三相电压不平衡和单相接地故障其不受影响，结构简单，保护的灵敏度较高。缺点是：安装时，将两个星形的电容器组中各台电容器按电容量的偏差调平衡比较麻烦；在同相两个支路的电容器发生相同故障时，保护装置会拒动（但实践证明这种状况甚少），应加装氧化锌避雷器保护；对于只有一台串联电抗器的双星形接线的电容器组则必需安装在电源侧。

图4

当电容器内部装有熔丝及放电电阻时，因为电容元件击穿后由内熔丝切除，全部都击穿短路的几率很小，所以不论电压等级高低，大多选用此种保护方式。

参考文献

[1]田友元.关于高压电容器的保护方式[J].电力电容器，1993.

[2]蒋利发.并联电容器组的故障保护装置分析[J].广西电业，2009.

第6篇：高压并联电容器范文

关键词：并联电容器；故障分析；解决措施

中图分类号： TM53 文献标识码： A

引言：

电容器在现代科学技术及工业领域中的应用十分广泛，种类很多，并联电容器是目前用量最大的电力电容器。近年来，国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司的电网容量不断增加，电压等级的提高和输电距离的增加，无功补偿技术和补偿设备也有很快的发展，尤其是并联电容器装置有了更快的发展。并联电容器对补偿无功功率、提高功率因数、滤除谐波等方面起着重要作用，正是由于并联电容器的广泛应用，许多关键问题未研究透彻，从而埋下隐患。为了更好地掌握并联电容器的技术发展、存在问题及解决对策，防止在运行中发生事故造成不必要的损失，从而满足电力系统安全、经济和电压质量的要求。

1、运行中并联电容器的常见异常现象

并联电容器装置在运行中出现的异常情况比较多，也比较复杂，有的是设备自身质量问题，有的是外界因素造成的。异常运行问题如果不引起重视或者不予以及时处理，长期积累有些会影响装置的正常运行，甚至造成意想不到的事故。运行中并联电容器的常见异常现象及原因如表1：

2、外壳、支柱绝缘子和其他配件不定期清扫严重积尘；

2、并联电容器典型故障分析及防止措施

2.1投入电容器时产生的涌流及防止措施

投入电容器(组)时产生的合闸涌流是由于合闸投运的瞬间发生的暂态过程引起的一种冲击电流。电容器的投入涌流是一种持续时间很短的电流，由于涌流值需要与稳定电流相比较才有意义，因此通常不用涌流的电流值来描述涌流，而是用倍数来描述涌流，所谓涌流倍数就是涌流与稳定电流的比值。其波形如图a.

图a 涌流波形图

涌流的频率较高，可达几百到几千赫，幅值比电容器在正常工作时电流大几倍至几十倍，但衰减很快且持续时间很短，小于20ms。电容器投入分为两种情况：一是单独一组电容器投入；二是已经有并联电容器在运行，又投入一组电容器。

限止涌流的措施：

（1）串联电抗器，在电容器上串联电抗器可以限制涌流，通常使用的是带铁芯的电抗器（可以看成一个铁芯电感线圈）。

（2）断路器加装并联电阻，虽然还会出现涌流，但是涌流会变小。

2.2充电电流在电流互感器二次侧引起的过电压及防止措施

在200kvar以下的小容量并联电容器组中，在未接串联电抗器的情况下，当投入并联电容器的瞬间，在电容器回路中及与之直接连接的电流互感器电路中将发生闪络，从而使二次回路中的仪表和继电器有烧损的可能。这就是由于并联电容器投入时的充电电流引起的。

防止措施:

并联电容器回路中增加感性电抗就可以使充电电流和频率的倍数减小。

2.3高次谐波引起的异常现象及防治措施

2.3.1电容器的异常过电流，并联电容器在配电网高次谐波作用下，会产生过电流。一种是串联谐振引起的过电流，发生串联谐振时，过电流很大，过电压也很高，这就对电容器产生严重威胁。这一现象容易导致现场发生导线过热、绝缘破坏、装置断路着火、电容器接线头焊锡熔化等事故。一种是并联电流谐振引起的过电流，由于一般谐波源高次谐波感抗比电源侧、负荷侧以及电容器支路的高次谐波阻抗都大得多，这就可以用谐波电流源的概念进行分析。

防止措施：

（1）避免空载变压器带并联补偿电容器装置运行，对有自动投切装置的电容器组，手动调试时，必须注意带上负荷，以避免空载变压器带并联补偿电容器装置运行。同时注意并联补偿电容器装置不要与空载变压器同时投切，应遵循并联补偿电容器装置后投先切的原则，以免损坏。

（2）串联电抗器，根据配网实际存在的谐波情况，在并联补偿电容器回路中串联电抗器。

（3）电容器组投入时应避开产生谐波的容量范围。运行中注意电容器的投入容量，避开产生3次、5次谐波谐振的容量。

（4）对于谐波严重的电力系统中的电容器装置，设置谐波保护用以发现和防止谐波危害。

2.3.2高次谐波引起的过电压，在装设并联电容器补偿的配网中，当母线接有谐波源用户时，可能发生谐波谐振过电压。配电网络的阻抗和电容器组的电容可以看成一个R、L、C的串联电路，其等值电路如图b所示。

图b R、L、C串联等值电路

防止措施:

电容器组投入运行后，如发现有严重过电流现象，应进行具体分析并采取相应措施。

（1）安装地点运行电压不高，但过电流严重，主要考虑波形畸变问题。

（2）在电容器回路中串联电抗器，感抗值得选择应该在可能产生的任一谐波下均使电容器回路的总电抗为感性而不是容性，从根本上消除谐振的可能性。

（3）采取必要的分组方式可避免分组电容器投到谐振点上，同时可避免出现过大的谐波电流放大倍数。

2.4电容器组电流出现明显偏大及防止措施

除运行电压偏高外，其原因是电容器组在安装前没有根据系统谐波背景设计论证和计算，使之选择的串联电抗参数不能起到抑制谐波的作用；运行中负荷谐波变化，没有进行监测和治理，谐波电流放大；电容器组缺台运行；串联电抗器发生匝间短路。

防止措施：

（1）安装电容器组前要实测电容器接入点（变电站）的谐波背景和收集负荷谐波情况，通过设计论证和计算，作为选择串联电抗器参数的依据，如抑制5次及以上谐波的选择电抗率为5%、6%，抑制3次及以上谐波的选择电抗率为12%。

（2）根据电容器的例试情况，要对电容器组参数与电抗器参数进行核算，防止发生谐振，特别是电容损坏后要及时补充，集合式电容器和有内熔丝的电容器更要引起注意，因为内熔丝动作后，电容值下降，容抗损坏。

（3）电容器组缺台运行时，及时补充电容器以保持电容量的平衡。特别注意三相间、两个星形间（双Y接线时）的电容量应配置平衡；各相的上下两段串联间的电容量平衡，否则两段电容器承受电压不同，电容量小（台数少）的段电压可能超过电容器额定电压；电压可能超过标准持续运行允许的1.1倍额定电压，保护不会动作于跳闸，故障发生在上或下段时，保护灵敏度也不同。

2.5电容量明显变化及防止措施

电容量出现明显变化是电容器内部有局部放电现象，损坏元件造成的。

防止措施:

（1）定期进行实测电容量，尽量采用不拆连接线的测量方法，防止因拆装连接线导致套管受力而发生套管根部渗、漏油。

（2）有内熔丝电容器的电容量减少，要按照保护整定允许减少的规定值推出运行。

（3）电容器的电容量增大有两种情况，一种是无内熔丝的电容器一但发生电容量增大，即超过一个串联段击穿所引起的电容量增大，应立即退出运行。一种是有内熔丝的电容器应考虑为一个元件击穿故障，相应内熔丝没有熔断引起电容量增大的，要立即退出运行，以防止电容器带故障运行而发展成扩大性故障。

2.6切断电容器组产生过电压的异常现象及防止措施

我国10～63kV系统为中性点不接地系统的小电流接地系统。无功补偿补用的电容器组均采取中性点绝缘形式。经验表明，在切断电容器组时会产生重燃过电压而引起事故。

防治措施:

（1）采用无重燃断路器，由于切断电容器组过电压是由于断路器重燃引起的，所以采用无重燃断路器是一项有效措施。但是做到完全不重燃是有一定困难的，我国采用另加保护来限制其重燃过电压。

（2）装设金属氧化物避雷器，这种方法是我国目前使用最为广泛的限压措施。对于星形接线的电容器组，除了在电容器极间装设金属氧化物避雷器外，还需要在电容器组的中性点处配置金属氧化物避雷，以限制中性点电位升高所引起的电容器对地电位的升高。对于三角形接线的电容器组，跨接在电容器组上作三角形连接的金属氧化物避雷器可以用来限制电容器极间过电压，但不能用来限制对地过电压。因此，还必须在加装一组对地避雷器。

3、结束语

以上是根据现场实际工作经验总结的并联电容器几种典型故障，加以分析并提出有效的防止故障发生的措施。要保证并联电容器装置的正常运行，必须按照装置的运行规定和电网实际情况，制定相应的实施细则（制度），并严格执行，同时要加强装置的整体维护管理，确保各类设备完好、性能可靠、参数匹配。在运行中要认真观察、记录电流、电压、功率因数、油量、油位、温度指示、接点状态等是否正常，创造良好的运行条件。

参考文献：

[1] 松森、汪启槐、杨一民《并联电容器装置技术及应用》中国电力出版社

[2] 陈化钢《电力设备异常运行及事故处理手册》中国水利水电出版社

[3] 李建明、朱康《高压电气设备试验方法》中国电力出版社

作者简介：

苏海南(1985-),女 ,2010年毕业于东北电力大学,助理工程师,从事电气试验工作。

辽宁省丹东市振兴区兴三路1-1号试验所。

杨越（1985―），女，大学本科，助理工程师/技师，从事高压试验和电力用油（气）的检测工作多年。现在国网辽宁省电力有限公司检修分公司鞍山分部试验班工作。

第7篇：高压并联电容器范文

关键词：真空断路器；并联电容器；过电压；防护

引言：通过投入并联电容器，能够使电网中的无功功率得到补偿，所以能够使电力系统的功率因素得到提高，从而使电网的电能质量得到有效改善。但在利用真空断路器进行并联电容器投切时常常会出现过电压，以至于给电网的稳定运行带来的威胁。因此，有必要对合闸过程中过电压产生原因展开分析，以便寻求有效的预防措施。

1真空断路器投入并联电容器的过电压问题分析

1.1过电压现象分析

在电力系统中，电容器将起到对系统进行无功补偿的作用，能够使电力系统的功率因数和电压得到提高，并且能够降低线路的损耗。而为了对电容器进行控制，则需要使用真空断路器进行并联电容器的投切操作。但随着电力系统容量的增大，并联电容器容量也在不断增大，操作人员对电容器的操作也越来越频繁。在利用真空断路器进行并联电容投入时，电容器将产生过电压，从而导致电容器的安全受到威胁。以某变电站系统为例，其在进行电容器支路开关合闸时出现了母线侧闸刀三相静触头对开关柜放电的现象，以至于导致开关柜的支柱瓷瓶受损。而该系统运行至今，投切已达数百次，因投入电容器发生多次跳闸事件，每次都将导致电容器开关间隔出现闸刀支柱瓷瓶烧损问题。后将该电容器支路开关更换为其他型号的开关，但是仍然再次发生了过电压故障。从故障特点上来看，故障发生时母线侧闸刀静触头将发生对地闪络现象。此外，过电压出现具有一定随机性，并且与开关型号无必然联系。

1.2过电压产生机理分析

真空断路器合闸的过程中出现过电压现象，与电容器上的电压无法突变和系统电压迅速下降有关。在这一过程中，断路器的动、静触头间隙将逐渐减小，绝缘强度也将不断降低。当二者将的绝缘强度比触头间电压值要小时，就会出现击穿问题，并且引起持续电弧或火花。该种现象被称之为预击穿，回路在触头接触前就已经接头。完成碰撞接触后，在触头间作用力的影响下，动触头容易出现被推开的问题[1]。该现象被称之为合闸弹跳，现象严重时会出现4-5次弹跳。针对40.5kV电压等级以下的真空断路器，弹跳时间需要控制在2ms以内。但实际上，由于触头材料、装备工艺和合闸速度等因素均不相同，所以合闸弹跳时间一般在2-5ms之间。而在合闸时间不同的情况下，回路电流、电压的相位和变化趋势也并不相同。在合闸一瞬间，如果电流不过零，即便出现弹跳现象依然能够使触头间电弧得到维持，所以能够避免回路产生过高的过电压。但是，如果合闸一瞬间的电流即将过零，一旦发生弹跳问题就会导致电弧熄灭。此时，在断路器的截留作用下，电容器支路中的杂散电容贮存能量将与串抗线圈中磁场能量产生激荡，从而导致回路中产生电容和电弧相互充放电的问题，继而导致回路产生高频震荡和恢复电压。而恢复电压的产生，将导致端口击穿电弧复燃。经过多次电弧复燃，就会导致回路中电压级升高[2]。而直到触头间绝缘强度能够达到一定值，触头间电弧才不再熄灭。因此，过电压问题出现之所以具有一定的随机性，与合闸时刻的随机性有关。同时，由于所有的真空断路器都具有截流和合闸弹跳特性，所以更换真空断路器无法对过电压进行预防。

1.3过电压产生过程研究

为寻求预防过电压产生的措施，可以利用电力系统PSCAD计算软件对过电压产生过程进行分析。而该软件为电磁暂态仿真计算软件，可以通过设置参数对变电站10kV系统进行仿真。根据实际情况，可以将变压器容量设为31.5MVA，杂散电容为40pF，串抗单相电感为0.0064H，电容器单向电容为94.75μF。在电容器和母线上，需要进行17kV避雷器的并联，并且将出线电缆等效为电容。在分析的过程中发现，在合闸一瞬间，如果回路电流不过零点，无论是否发生弹跳现象，电容器回路都将处在导通状态。在系统运行0.2254s时，断路器将合闸，而此时母线和串抗电压最大仅为10.727kV。此外，在合闸一瞬间，回路产生了合闸涌流，最高幅值为额定电流3.57倍。但是，在合闸时产生了电流过零点的现象时，断路器就出现了截流现象。此时，回路中的电抗器杂散电容较小，以至于串抗两端出现了较高的过电压[3]。在仿真分析的过程中，断路器在系统运行0.2244s时合闸，此时母线电压和支路B相合闸涌流都将过零点。在合闸过程中，共发生2次弹跳，花费时间3ms。在触头弹开1ms时，B相电弧出现熄火重燃现象。随后在第二次弹跳发生时，B相电流出现截流，三相都出现了过电压。此时，串抗上B相电压幅值达到了71.64kV，其它两相的电压幅值也超出了20kV，远远超出了额定电压幅值。所以，如果合闸过程中产生弹跳和重燃问题，就容易导致过电压的产生，继而引发绝缘闪络。因此，想要预防断路器合闸时电容器回路中产生过电压，还要采取措施限制电压幅值。

2预防真空断路器投入并联电容器的过电压产生的措施

2.1加装避雷器

通过分析可以发现，合闸弹跳的过电压的产生与电抗器与杂散电容间的谐振的产生有关。所以，可以通过在串抗侧加装避雷器对二者之间的谐振进行抑制。而避雷器具有成本低、体积小和安装便利的特点，所以在变电站中得到了广泛应用。在仿真分析的过程中，使用了17kV的避雷器，其持续运行电压将达到13.6kV。而在避雷器的限制下，尽管变电站电容器支路的三相均出现了过电压，但是母线电压仍然得到了限制。所以，通过在串抗上加装避雷器，将能够避免断路器合闸对母线电压产生过多影响[4]。而经过仿真分析可以发现，在串抗上加装避雷器后，电容器支路的三相最高过电压为25kV。因此，通过加装避雷器，能够使合闸弹跳和重燃产生的过电压得到有效抑制。

2.2加装过电压保护装置

在投入电容器的过程中，回路过电压现象将出现在过渡过程中。所以，通过在回路中加装电阻元件等过电压保护装置，将能够利用电阻阻尼作用增大回路衰减系数，从而使回路的过电压幅值得到降低。具体来讲，就是使用L-R过电压保护装置，以便利用电阻和电感元件进行电容器的保护。通过将该装置串联到电容器支路中，一旦支路发生合闸弹跳或重燃问题，该保护装置就能够在电容器两端产生较高电压，从而使电容器闭合[5]。因此，使用过电压保护装置，相当于在回路中添加了一阶跃电压，能够有效防止过电压的产生。

2.3加装RC保护器

在电容器支路中加装RC保护器，可以起到吸收过电压能量和抑制过电压陡度的作用，所以能够降低回路中的振动频率，并且使过电压的幅值得到限制。而RC保护器由电容与电阻构成，能够起到保护电路的作用。而投入电容器的过程，其实就是利用电容电感串接电路的过程，所以该操作将导致较高的过电压产生。使用RC保护器，则能够在支路产生高频振荡时将过电压降至2倍以下，并且在支路断路器重燃时将过电压降至4倍以下[6]。但是，如果发生多次重燃，电路就将产生数倍的过电压，因此RC保护器将无法有效实现电路保护。

结论：总之，在真空断路器合闸的过程中，如果出现弹跳和熄灭-重燃问题，就会导致回路中产生较高的过电压。而由于合闸时刻具有一定随机性，所以过电压的产生具有一定的随机性。所以，想要对断路器投入并联电容器的过电压进行预防，还要对合闸过电压进行抑制。为此，可以通过在回路中加装避雷器、L-R过电压保护装置和RC保护器等保护装置，从而使合闸过电压得到有效抑制。

参考文献

[1] 安韵竹，文习山，张婷婷等.SF_6断路器预击穿引起并联电抗器合闸过电压的原因及防护措施[J].高电压技术，2013，01：75-80.

[2] 谢天喜，周志成，陶风波等.真空断路器开断并联电抗器保护措施仿真分析[J].中国电力，2014，01：39-43+70.

[3] 吉亚民，周志成，马勇等.真空断路器投切并联电抗器过电压故障分析[J].江苏电机工程，2014，02：12-14.

[4] 杨庆，欧阳沙，司马文霞等.真空断路器快速合-分闸操作10kV并联电容器的过电压机理[J].高电压技术，2014，10：3135-3140.

第8篇：高压并联电容器范文

【关键词】干式变压器;容量;并联运行

0.引言

为了提高电网供电的可靠性以及经济合理性，现电厂和变电所大多采用多台变压器并联运行的方式，将多台变压器的原、副边均接在公共的母线上。采用多台干式变压器并联运行，根据实际负荷要求，调整所并联干式变压器的台数，以减少变电所总的备用容量。本文从干式变压器并联运行的理想运行条件以及优点出发，对干式变压器并联运行的情况进行分析。

1.干式变压器并联运行的理想条件

干式变压器的并联运行是为了解决整体的容量问题，按照理想情况分析，干式变压器的并联运行的理想状态为：空载时并联的各干式变压器二次边不产生环流；干式变压器负载电流按容量大小分配，各并联干式变压器允许容量不同，但大容量多分担一些负载，小容量少分担一些负载，各台变压器不超载运行。因此，所谓的并列运行是指两台或两台以上的变压器的一次和二次绕组分别接到一次侧和二次侧的公共母线上运行。干式变压器并联运行的最理想的情况为：（1）空载时并联的各变压器副边之间不形成循环电流，以免在一定程度上增加铜耗；（2）变压器带负载运行的情况下，各变压器所能承受的负载电流按照其容量大小成比例分配，亦即电流标幺值相同，使变电所装置的容量得到充分的利用；（3）变压器带负载运行之后，各变压器的副边电流相位相同，这样当各变压器的副边电流一定的情况下，变压器所能承担的总电流能力最大。总的来说，为了保持变压器并联运行最为理想的状态，并联运行的变压器必须满足以下几个条件：（1）干式变压器的变比相等；（2）干式变压器的联结组别相同；（3）干式变压器的短路阻抗标么值相等。在上述条件中，（1）和（3）可以有一定灵活处理的空间，但是2必须严格满足，这样才能最大程度上接近干式变压器并联运行的条件。

2.变压器变比，阻抗以及联结组别不等时干式变压器的并联运行分析

2.1变比不等时的并联运行

以两台干式变压器并列运行进行讨论，设各变压器的联结组别相同，阻抗相等，第一台的变比为k1，第二台为k2，且满足k1≠k2。所以在变压器未带负载的情况下，变压器中就会出现循环电流，它会影响负载运行时的负载分配问题。因此基于此种考虑，从变压器空载和带负载运行两种情况进行简单的分析。

2.1.1在两台干式变压器变比不相同的情况下，当变压器空载运行时二次形成回路，且在二次回路中，k1≠k2，副边电压的电压值不相等，将会导致有害环流的出现。

2.1.2在两台干式变压器变比不相同的情况下，当变压器负载运行时，如图2所示。

当变比不等的两台并联变压器接一定负载运行时，各变压器二次边电流均包含两个分量，其中一个分量是由变比不等引起的环流分量。由于变压器的短路阻抗Z，Z很小，若变压比相差较大时，各并联变压器间将会产生大于额定电流好几倍的的有害环流，引起很大的损耗，甚至烧毁变压器。由上面可以看到，干式变压器并联运行时的环流危害主要造成变压器的两方面损害，首先使变压器铜耗量增加，其次在一定程度上增大了变压器受损害的程度，实际应用中要求变比相差不超过0.5%，以减少环流危害。

2.2短路阻抗不等时的并联运行

设各变压器的联结组别相同，变比相等，此时各项变压器副边的空载电压相等，可以知道：

若并联变压器均衡分担负载，各并联变压器容量不同，大容量变压器多分担些，小容量变压器少分担些，各台并联变压器不超载。

可以看出: 变压器并联运行时，如果它们的短路阻抗不同，为了平衡变压器的出口电压，阻抗大的分配的相对容量就小，而阻抗小的分配的相对容量就大，那么并联运行的变压器的短路阻抗相差就不能太大。进一步分析也可以知道，变压器所承担的负载电流的实际值与该变压器的短路阻抗成反比，短路阻抗大的变压器所承担的电流较小，短路阻抗小的变压器所承担的电流较大。所以为了保证各台变压器所承担的负载不致和合理的负载相差太远，规定并联运行的各变压器的短路阻抗的标幺值相差不应大于10%。在实际工程中，为了使负荷合理地分配，提高并联运行的经济性，应该取容量大的变压器的短路阻抗的标幺值小些，让它首先达到满载状态。

2.3联结组别不等时的并联运行

变压器的联结组别通常反映一二次绕组感应电压的相位移。设各变压器的阻抗相等，变比相等。举例说明，两接组别分别为Yy0和Yd11 的干式变压器并联运行，此时各变压器副边电压存在30°的相角差，副边电压之差不为零，故回路中有电压差Δ，可以知道：

此时的环流为：

此电流可以达到额定电流的几十倍，故不允许联结组别不相同的干式变压器并联运行。

3.结论

在电力系统中，干式变压器容量问题一直是困扰电力系统稳定运行的重要条件，本文从干式变并联运行的理想情况出发，对干式变压器的变比不等，阻抗不等，以及联结组别不同时的并联运行情况进行简要的分析，在最后对干式变压器并联运行的优点进行了进一步的说明。总的来说，对变压器的并列运行的研究是一种为保障干式变压器稳定工作的重要前提，为保证电力系统的合理供变电做出贡献。　[科]

【参考文献】

第9篇：高压并联电容器范文

关键词： 无功功率补偿； 控制方式选择； 经济效益

中图分类号： TM761+.1 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）02-0047-02

1 无功功率补偿控制概述

1.1无功功率的产生和影响

在交流电力系统中，发电机在发有功功率的同时也发无功功率，它是主要的无功功率电源；运行中的输电线路，由于线间和线对地间的电容效应也产生部分无功功率，称为线路的充电功率，它和电压的高低、线路的长短以及线路的结构等因素有关。电能的用户（负荷）在需要有功功率（P）的同时还需要无功功率（Q），其大小和负荷的功率因数有关；有功功率和无功功率在电力系统的输电线路和变压器中流动会产生有功功率损耗（ΔP）和无功功率损耗（ΔQ），也会产生电压降落（ΔU）。无功功率在输电线、变压器中的流动会增加有功功率损耗和无功功率损耗以及电压降落；由于变压器、高压架空线路中电抗值远远大于电阻值，所以无功功率的损耗比有功功率的损耗大，并且引起电压降落的主要因素是无功功率的流动。

1.2无功补偿的作用

无功补偿可以收到下列的效益：①提高用户的功率因数，从而提高电工设备的利用率;②减少电力网络的有功损耗；③合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力；④在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态性能，提高输电线的输送能力和稳定性；⑤装设静止无功补偿器(SVS)还能改善电网的电压波形，减小谐波分量和解决负序电流问题。对电容器、电缆、电机、变压器等，还能避免高次谐波引起的附加电能损失和局部过热。

1.3无功补偿装置

除发电机和输电线外的无功电源主要有：①并联电容器组是一种静态的无功补偿装置。用它进行的补偿称为并联电容补偿。②同步调相机；③静止无功补偿器。后两者属于动态的无功补偿装置。

另外，在远方水电站和坑口火电厂等的出线母线上，长距离输电线的两侧线路上，以及长距离输电线的开关站等地方接有并联电抗器，也是一种无功补偿装置。用其进行的补偿称为并联电抗补偿。远方电站出口母线上的并联电抗器主要是吸收发电机所发的无功功率，以使发电机能运行在合理的功率因数下而又避免无功的长距离输送。长距输电级上配置的并联电抗器，主要是吸收线路空载和轻载时的充电功率，使沿线电压分布合理并降低工频稳态和暂态过电压。

鉴于电力生产的特点，用户用电功率因数的高低对发、供、用电设备的充分利用、节约电能和改善电压质量有着重要影响。为了提高用户的功率因数并保持其均衡，以提高供电用双方和社会的经济效益，特制定功率因数的标准值与功率因数调整电费。如表一。

2 补偿方式的选择

2.1 个别补偿

即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组，与用电设备同时投入运行和断开，也就是再实际中将电容器直接接在用电设备附近。

适合用于低压网络，优点是补偿效果好，缺点是电容器利用率低。

2.2分组补偿

即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上，它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除，也就是再实际中将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上。

优点是电容器利用率较高且补偿效果也较理想（比较折中）。

2.3集中补偿

即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线上。在实际中会将电容器接在变电所的高压或低压母线上，电容器组的容量按配电所的总无功负荷来选择。

优点：是电容器利用率高，能减少电网和用户变压器及供电线路的无功负荷。

缺点：不能减少用户内部配电网络的无功负荷。实际中上述方法可同时使用。对较大容量机组进行就地无功补偿。

3 控制方式的选择

3.1个别补偿的控制方式

3.1.1 启动不频繁的设备

启动不频繁的设备可选择空气自动开关、熔断器作为保护设备

3.1.2启动较频繁的设备

启动较频繁的设备可选择FKA系列智能复合开关(投切间隔时间大于30s)、TSC动态投切开关。选型如表2、表3.

3.2分组补偿、集中补偿的电力电容器柜

装置中使用了交流接触器、投切专用交流接触器、可控硅功率模块、固态继电器、复合固态继电器等作为并联电容器的投切开关，由于并联电容器的投切开关对装置的性能具有决定性的影响，因而合理的选择投切开关就显得十分重要。

3.2.1交流接触器和投切专用交流接触器

交流接触器是传统的低压补偿并联电容器的投切开关，优点是成本低、控制简单、使用方便，缺点是投切时会产生较大的涌流和过电压，其大小与感性负载的大小(如变压器的短路容量)、阻抗、电容器的容量，交流接触器的性能有关。切除时易产生电弧，触点易于烧毁、寿命较短，不适用于频繁投切的场合。

电容器投切专用交流接触器是为了减轻涌流对交流接触器的影响而设计的，其与普通交流接触器的不同之处是将普通接触器触点加以改善，配上抑制投切电流的电阻，采用并联开关分步投切的方法，先合上带电阻的开关再合上不带电阻的开关来减少投切过程中产生的涌流和过电压。由于其只能降低投切过程中产生的涌流和过电压，并不能从根本上解决问题，在电容器容量相对较大时，仍然会产生很大的涌流，因而其应用仍然受到一定的限制。

由于上述两种交流接触器在应用于低压并联电容器投切时存在着不可克服的涌流问题和触点的烧蚀问题，对电容器和装置的寿命有较大的影响，所以其在电容器投切领域的应用越来越少，正逐步被功率电子开关所替代。但由于其价格低廉，在某些技术要求较低、电网波形畸变严重不适于应用电力电子开关的场合仍有使用，需安排人巡查、定时更换。

3.2.2 可控硅开关、固态继电器

反并联可控硅开关加上具有过零检测功能的驱动电路，即成为一个典型的具有“零压差”投入，零电流退出功能的电力电子投切开关，具有较高的dV/dt和dI/dt承受能力，可有效的抑制电容器投入时的浪涌电流和过电压的产生及退出时的拉弧电流。常规的做法是将反并联的可控硅模块外部配装专用的触发线路板。

投切专用的固态继电器是将上述开关的反并联的可控硅模块及外部配装专用的触发线路板的全部器件以固态继电器的标准封装形式封装在一个壳体内，内置阻容吸收，故结构紧凑，综合成本较低，外形上有方型或长条型以适合不同用户的联接需要。具有体积小、耐蚀防潮、安装使用方便等特点，是目前可控硅开关的常用封装形式。

上述两种电力电子投切开关的工作原理完全相同，都是以具有零检测功能的触发电路控制反并联的可控硅无触点开关。优点是投切电容器时“零压差"投入、零电流切除，实现无涌流或小涌流投切，提高了电容器寿命，无触点无拉弧，开关速度高、反应时间快，干扰小、体积小、耐腐蚀，寿命长、可靠性高，易于与计算机接口、适用于智能型无功控制器或配电综测仪对电网进行动态无功补偿和远程控制。另外可方便地实现单相分相补偿或三相共补。缺点是工作中功耗较大，使用时需加装散热器，成本也比适用交流接触器高许多。但由于其性能优越，应用者众多。

3.2.3复合投切开关、复合固态继电器

交流接触器投切开关压降小、发热少，但涌流大、寿命短，电力电子投切开关涌流小、寿命长，但压降高、功耗大、需要散热，各有优缺点。能否整合它们的优点，优势互补，制造出具有“零压差”投入、零电流切除、低压降保持特性的投切开关，科技人员采用电力电子开关负责控制电容器的投入和切除，交流接触器负责保持电容器投入后的接通的方法制造出了复合投切开关。这种投切开关同时具备了交流接触器和电力电子投切开关的优点，不但抑制了涌流，避免了拉弧，而且功耗较低，不再需要配备笨重的散热器和冷却风扇。尤其是复合固态继电器将复合投切开关集成一体，体积小、重量轻、性能优良，是低压无功自动补偿装置中并联补偿电容器的理想投切开关。

4补偿容量测量与计算

4.1测量方法

采用双钳相位表测量（以单相为例）A相电流、电压值以及电流电压角，譬如电流53A、电压224V、电压超前45°，则：

总功率S=I*U=53*224=11.87(kW)

有功功率P=I*U*COSΦ=53*224*COS45°=8.393(kW)

无功功率Q=I*U*SINΦ=53*224*SIN45°=8.393 (kva)

若将功率因数由目前的0.707分别提高到0.9和1需要并联多少千乏电容器， Q1=P*SINΦ/ COSΦ=8.393*0.43/.09=4.06(kva)

ΔQ=8.393-4.06=4.333(kva)

故：提高到0.9和1需要并联4.333和8.393千乏电容器，由上式可知功率因数由0.707提高到0.9需要4.333千乏功率因数由0.9提高到1需要4.06千乏。这说明功率因数由低提高到高投入容量较小，而由较高水平提高到更高则投入容量大。所以，要合理选择功率因数提高的水平。

4.2 根据电度表及负荷工作时间计算方法

已知：某工厂有功功率月耗电量15000kWh，月平均功率因数为0.65，30天日平均负荷工作时间为6小时。欲把功率因数提高到0.95，需配多大容量电容器。

平均有功功率P=15000/30*6=83.33kW

无功功率Q=P*tgφ=83.33*1.169=97.42(kav)

功率因数提高到0.95时，S=P/COSφ=83.33/0.95=87.72KVA

Q=S*SINφ=87.72*0.31=27.2(kva)

故补偿电容量ΔQ=97.42-27.2=70.22（kva）

5 无功补偿投资与经济效益

以上述为例，选择20kva，380V，50Hz电容器6只（每千乏10元），控制器一只（约700元），FKA系列智能复合开关6只（每只300元），控制屏一个（约1200元），共计4900元，每月无功功率调整电费15000*0.6*0.15=1350（元）

投资回收期（月）=4900/1350=4（月）

一般来说无功补偿投资回收期应小于2年为宜。

结语

随着电力电子技术的迅猛发展，造价低廉，控制精度高，稳定性好的可控硅开关、固态继电器、复合固态继电器将不断面世，为无功功率补偿的应用提供了更好的前景。大力推广无功功率补偿技术必将为企业带来良好的经济效益和创建节约型社会做出贡献。

参考文献：

[1] 钱平主编.交直流传动控制系统[M].北京:高等教育出版社，2007.

[2] 黄坚主编.自动控制原理极其应用[M].北京:高等教育出版社，2001.

[3] 刘春华主编.工业企业电器调整手册[M].北京：冶金工业出版社，2001.