并聯(lián)電容器的電氣接線 ?高壓并聯(lián)電容器接線 _生活知道

高壓并聯(lián)電容器接線（并聯(lián)電容器的電氣接線）
4．1 接線方式4.1.1 本條對高壓并聯(lián)電容器裝置分組回路接入電網(wǎng)的三種方式及適用條件作了一般性規(guī)定附錄A中列出了三種接線方式圖例，接下來我們就來聊聊關(guān)于高壓并聯(lián)電容器接線?以下內(nèi)容大家不妨參考一二希望能幫到您!

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高壓并聯(lián)電容器接線
4．1 接線方式
4.1.1 本條對高壓并聯(lián)電容器裝置分組回路接入電網(wǎng)的三種方式及適用條件作了一般性規(guī)定。附錄A中列出了三種接線方式圖例。
（1）部分220kV變電所采用三繞組變壓器，低壓側(cè)只接所用變壓器和電容器組，屬第一種接線方式，即附錄A中圖A．0．1—1，這種接線方式比較常見。
（2）—條母線上既接有供電線路，又接電容器組，在電業(yè)部門和用戶的變電所、配電所中相當多采用這種接線方式，屬第二種接線方式，即附錄A中圖A．0．1—2 。
（3）由于母線短路電流大，電容器組又需要頻繁投切，若分組回路采用能開斷短路電流的斷路器，則因該斷路器價格較貴會使工程造價提高，為了節(jié)約投資可設(shè)電容器專用母線。電容器總回路斷路器要滿足開斷短路電流的要求，分組回路采用價格便宜的真空開關(guān)，滿足頻繁投切要求而不考慮開斷短路電流，即附錄A中圖A．0．1—3的方式，這種接線方式比較少見。
變電所中每臺變壓器均應(yīng)配置一定容量的電容器以補償無功，所以并聯(lián)電容器裝置不宜設(shè)置專用旁路，使接入一臺變壓器的并聯(lián)電容器裝置能切換投入到另一臺變壓器下運行。否則，會造成電氣接線復(fù)雜、增加工程造價，而并未帶來經(jīng)濟效益。
4．1．2 本條以兩款分別規(guī)定了高壓電容器組的接線方式和每相及每個橋臂的接線方式。(1)據(jù)調(diào)查，國內(nèi)運行的電容器組有兩類接線：三角形類(單三角形、雙三角形)；星形類（單星形、雙星形) 。在電業(yè)部門以單星形接線最多，例如，截至1988年末東北電網(wǎng)局屬變電所中有電容器346組，其中單星形接線259組，占74．9％，雙星形接線11組，還有76組是過去遺留下來的三角形接線。在工礦企業(yè)卻大量存在三角形接線電容器組。當三角形接線電容器組發(fā)生電容器全擊穿短路時，即相當于相間短路，注入故障點的能量不僅有故障相健全電容器的涌放電流，還有其他兩相電容器的涌放電流和系統(tǒng)的短路電流。這些電流的能量遠遠超過電容器油箱的耐爆能量，因而油箱爆炸事故較多。全國各地發(fā)生了不少三角形接線電容器組的爆炸起火事故，損失嚴重。而星形接線電容器組發(fā)生電容器全擊穿短路時，故障電流受到健全相容抗的限制，來自系統(tǒng)的工頻電流將大大降低，最大不超過電容器組額定電流的三倍，并且沒有其他兩相電容器的涌放電流，只有來自同相的健全電容器的涌放電流，這是星形接線電容器組油箱爆炸事故較低的重要原因之一。在操作過電壓保護方面，三角形接線電容器組的避雷器的運行條件和保護效果，均不如星形接線電容器組好。因此，國內(nèi)比較一致的意見是舍棄三角形接線，采用單星形或雙星形接線。1985年以后，電業(yè)部門執(zhí)行統(tǒng)一的部頒設(shè)計標準，新(擴)建電容器組均未采用三角形接線。工礦企業(yè)與民用部門，因受以前的影響和無統(tǒng)一標準，直到近期仍在設(shè)計安裝三角形電容器組，所以，制訂全國統(tǒng)一的設(shè)計標準后應(yīng)糾正這種情況，除個別特殊情況而外，均要采用星形接線方式。
根據(jù)我國目前的設(shè)備制造現(xiàn)狀，電力系統(tǒng)和用戶的并聯(lián)電容器裝置安裝情況，電容器組安裝的電壓等級為66kV及以下，而66kV及以下電網(wǎng)為非有效接地系統(tǒng)，所以星形接線電容器組中性點均不接地。
單星形接線與雙星形接線比較，前者具有接線簡單，布置清晰，串聯(lián)電抗器接在中性點側(cè)只需一臺，沒有發(fā)生對稱故障(雙星形的同相兩臂發(fā)生相同的故障，如同時發(fā)生一臺電容器極間擊穿)的可能。因此，本條第1款規(guī)定的實質(zhì)是電容器組接線要先考慮采用單星形接線，其次再考慮采用雙星形接線。
(2)電容器組的每相或每個橋臂由多臺電容器串并聯(lián)組合連接時，工程中基本上都采用先并后串，由國外進口的成套設(shè)備也不例外。采用先并后串方式時，當一臺電容器出現(xiàn)擊穿故障，故障電流由兩部分組成：來自系統(tǒng)的工頻故障電流；其余健全電容器的放電電流，通過故障電容器的電流大，外熔絲能迅速熔斷把故障電容器切除，電容器組可繼續(xù)運行。如采用先串后并，當一臺電容器擊穿時，因受到與之串聯(lián)的健全電容器容抗的限制，故障電流就比前述情況?。?餿鬯坎荒芫】烊鄱希?故障延續(xù)時間長，與故障電容器串聯(lián)的健全電容器可能因長期過電壓而損壞。而且，在電容器故障相同的情況下，先并后串方式的電容器過壓?。?利于安全運行。
4．1．3 根據(jù)低壓電容器的結(jié)構(gòu)性能和實際應(yīng)用情況，國內(nèi)外低壓電容器組主要采用三角形接線，實際上三相產(chǎn)品的電容器內(nèi)部接線就是三角形，低壓電容器不同于高壓電容器出現(xiàn)事故的主要原因不是由于接線。因此，三角形接線對低壓電容器組是正常接線方式。
4．2 配套設(shè)備及其連接
4．2．1 本條主要明確高壓并聯(lián)電容器裝置通常應(yīng)具備的配套設(shè)備。在一定條件下，有的設(shè)備是可以不裝設(shè)的。例如，單組電容器又無抑制諧波的要求，可不裝設(shè)串聯(lián)電抗器；當確認電容器組的操作過電壓對電容器絕緣無害時，可不裝設(shè)操作過電壓保護用避雷器；當受到條件限制或運行單位接受檢修掛接地線的方式時，接地開關(guān)也可不裝設(shè) 。高壓電容器組與配套設(shè)備的接線圖例，見附錄A中圖A．0．2 。
4. 2. 2 為了使低壓并聯(lián)電容器裝置滿足安全運行要求，配套元件應(yīng)齊備。本條規(guī)定的目的在于讓用戶在低壓電容器柜選型時，核對產(chǎn)品的配套元件是否齊全。在一定條件下，有的元器件可不裝設(shè)，如：當交流接觸器或電容器本身具備限制涌流的功能時，可不另裝設(shè)限流線圈；裝設(shè)諧波超值保護時可不裝熱繼電器。低壓電容器柜的一次接線圖例，見附錄A中圖A．0．3 。
4. 2. 3 串聯(lián)電抗器無論裝在電容器組的電源側(cè)或中性點側(cè)，從限制合閘涌流和抑制諧波來說，作用都一樣。但串接電抗器裝在中性點側(cè)，正常運行串聯(lián)電抗器承受的對地電壓低，可不受短路電流的沖擊，對動熱穩(wěn)定沒有特殊要求，可減少事故，使運行更加安全，而且，可采用普通電抗器產(chǎn)品，價格較低。東北地區(qū)某變電所曾發(fā)生過母線短路造成裝在電源側(cè)的串聯(lián)電抗器油箱爆炸起火事故，其他地方也有過類似事故，應(yīng)引以為戒。因此，本條規(guī)定串聯(lián)電抗器宜裝于電容器組的中性點側(cè) 。
當需要把串聯(lián)電抗器裝在電源側(cè)時，普通電抗器是不能滿足要求的，應(yīng)采用加強型電抗器，但這種產(chǎn)品是否滿足安裝點對設(shè)備的動熱穩(wěn)定要求，也應(yīng)經(jīng)過校驗。而且，加強型產(chǎn)品價格比普通型產(chǎn)品貴也是要考慮的。由此可見，串聯(lián)電抗器裝在電源側(cè)運行條件苛刻，對電抗器的技術(shù)要求高，甚至高強度的加強型電抗器也難于滿足要求。因此，不能認為加強型產(chǎn)品就一定能用于電源側(cè)，這一點應(yīng)特別注意。
在擴建工程中常遇到這種情況，原有的電容器組未配置串聯(lián)電抗器，擴建的電容器組擬設(shè)置串聯(lián)電抗器，設(shè)計時一定要進行諧波計算，避免擴建電容器組投運后產(chǎn)生過度的諧波放大或諧振。以前曾有過此種教訓(xùn)，今后工程中應(yīng)予以避免。
4. 2. 4 本條規(guī)定強調(diào)噴逐式熔斷器配置方式，應(yīng)為每臺電容器配一只。以前極少數(shù)工程曾采用過分組熔斷器，即用一只熔斷器保護幾臺電容器，這種方式熔斷電流的配合難于達到保護電容器的目的，所以禁止采用。
4. 2. 5 電容器有兩極，一端接電源側(cè) ，另一端接中性點側(cè) 。熔斷器應(yīng)該裝在哪一側(cè)合理，要分析具體情況，對10kv電容器組，電容器的絕緣水平與電網(wǎng)一致，電容器安裝時外殼直接接地，對單串聯(lián)段電容器組熔斷器，應(yīng)裝在電源側(cè) 。這是因為：保護電容器極間擊穿，熔斷器裝在電源側(cè)或中性點側(cè)作用都一樣。但是，當發(fā)生套管閃絡(luò)和極對殼擊穿事故時，故障電流只流經(jīng)電源側(cè)，中性點側(cè)無故障電流，所以，裝在中性點側(cè)的熔斷器對這類故障不起保護作用。另外，當中性點側(cè)已發(fā)生一點接地(中性點連線較長的單星形或雙星形電容器組均有可能)，這時若再發(fā)生電容器套管閃絡(luò)或極對殼擊穿事故，相當于兩點接地，裝在中性點側(cè)的熔斷器被短接而不起保護作用。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有少數(shù)工程可能是為了安裝接線方便，把熔斷器裝在中性點側(cè)，這應(yīng)予以糾正。對多段串聯(lián)安裝在絕緣框(臺)架上的電容器組，如把熔斷器都裝設(shè)在電容器的電源側(cè) ，對雙排布置的電容器組產(chǎn)生巡視和更換不方便；如熔斷器都安裝在每臺電容器的中性點側(cè)，特殊故障也不能起保護作用。所以本條對熔斷器的裝設(shè)位置作的規(guī)定既考慮了保護效果又照顧到了運行與檢修方便。
4. 2. 6 電容器是儲能元件，斷電后兩極之間的最高電壓可達√2UN(UN為電容器額定電壓有效值），最大儲能為CU2N，它不能靠自身的高絕緣電阻放電至安全電壓。電容器放電有兩種方式：內(nèi)部裝放電電阻；外部裝放電器。雖然有內(nèi)放電電阻的電容器組，電容器脫離電源后，也能在一定的時間里將剩余電壓降到允許值。無內(nèi)放電電阻的電容器組必須配置放電器，使電容器脫離電源后迅速將剩余電壓降低到安全值，從而起到避免合閘過電壓，保障檢修人員的安全和降低單相重擊穿過電壓的作用。因此，放電器是保障人身和設(shè)備安全必不可少的一種配套設(shè)備。
目前，66kV電壓用放電器尚無產(chǎn)品，采用有內(nèi)放電電阻的電容器，放電時間能滿足手動投切要求，不強求其裝放電器。但要注意：內(nèi)放電電阻的放電速度較慢，電容器組停電后再次投入的間隔時間，要滿足剩余電壓降到低于0．1倍電容器額定電壓及以下。35kV及以下已有專用放電器的系列產(chǎn)品，工程設(shè)計時均應(yīng)配置放電器。
4．2．7 據(jù)調(diào)查，工程中采用的放電器接線有4種方式：V形、星形、星形中性點接地和放電器與電容器直接并聯(lián) 。目前在工程中用得最多的是前兩種。東北電力試驗研究院對放電器接線方式進行了研究，星形電容器組，在同等條件下，斷路器開斷1s后電容器上的剩余電壓值如表2所示。
從表2可以看出，放電器采用序號1和序號2兩種接線方式效果好，雖然從剩余電壓數(shù)值來看都—樣，但兩種接線方式有實質(zhì)性的差別：當兩種接線方式的放電器，二次線圈都接成開口三角形，序號1的開口三角電壓，能準確反映三相電容器的不平衡情況；序號2的開口三角電壓反映的是三相母線電壓不平衡，不能用于電容器組的不平衡保護。所以，當放電器配合繼電保護用時，應(yīng)采用序號1接線。序號3接線在斷路器分閘時將產(chǎn)生過電壓，可能導(dǎo)致斷路器重擊穿，東北地區(qū)某變電所投產(chǎn)試驗中已測出了這種過電壓(在斷路器無重擊穿的情況下，對地過電壓達2．4倍) ，其原因是L、C回路諧振所致。因此，序號3接線禁止采用。序號4接線放電效果差，當放電回路斷線則將造成其中一相電容器不能放電，雖然這種接線可以少用一相設(shè)備亦不宜采用。
應(yīng)當強調(diào)：放電器回路要完整，不允許在放電回路中串接熔斷器(單臺電容器保護用熔斷器不在此例)或開關(guān)，為了保證人身和設(shè)備安全，不能因某種原因使放電回路斷開而終止放電，條文中的直接并聯(lián)，含義就在于此。
4. 2. 8 根據(jù)東北電力試驗研究院對三角形接線電容器組的放電器接線方式所作的測試研究，采用三角形接線和不接地星形接線放電效果好。基于第4．2．7條相同原因，放電器件不能采用中性點接地的星形接線。V形接線雖然簡單但放電效果差，且放電回路斷線則造成其中一相電容器不能放電，也不宜采用。據(jù)了解，少數(shù)低壓電容器柜的放電回路中串接開關(guān)輔助接點，運行時斷開，停電時接通，發(fā)生過接點燒壞事故，不應(yīng)采用這種做法。
4. 2. 9 放電器往往不能將電容器上的殘留電荷放泄殆?。??繁＜煨奕嗽比松戇踩??骷煨藿擁?。裝設(shè)接地開關(guān)在檢修時接地比臨時掛接地線方便，接地開關(guān)還可裝設(shè)防止誤操作的機械或電氣連鎖，提高安全可靠性，所以，本條推薦采用裝接地開關(guān)方式。
需要說明，星形接線電容器組經(jīng)長時間運行后中性點積有電荷，如僅在電源側(cè)接地放電，中性點仍會具有一定電位對檢修人員構(gòu)成威脅。某供電局曾發(fā)生一例這樣的事故：并聯(lián)電容器裝置停電檢修，在電容器組的電源側(cè)已掛了接地線，檢修人員認為已有了安全措施，即開始進行檢修工作，當手臂碰到中性點導(dǎo)體時發(fā)生了觸電事故。為杜絕此類事故發(fā)生，檢修工作進行前，短路接地放電應(yīng)在電源側(cè)和中性點側(cè)同時進行。因此，裝設(shè)接地開頭或掛接地線均不能遺漏中性點。
還有一點應(yīng)注意，當外部熔斷器熔斷或電容器內(nèi)部連續(xù)線斷線，在多段串聯(lián)的電容器組內(nèi)部個別脫離運行的電容器可能殘留電荷，為保證安全，在接觸這些電容器之前也應(yīng)對地短接放電。
4. 2. 10 本條的三款內(nèi)容是對電容器組操作過電壓保護的設(shè)置和避雷器接線方式的原則性規(guī)定。(1)在國家標準《交流高壓斷路器的開合電容器組試驗》中，對無重擊穿斷路器定義為：“按本標準規(guī)定進行電容器組開斷試驗時不發(fā)生重擊穿的斷路器”，換句話說就是，在試驗條件下所作的—定次數(shù)的開斷電容器組操作中，未發(fā)生重擊穿現(xiàn)象，所試驗的斷路器就可叫作無重擊穿斷路器。但無重擊穿斷路器其重擊穿幾率極?。?縲∮諭蚍種??。事實上絕對不重擊穿的斷路器是沒有的。因為，運行條件干變?nèi)f化，過電壓又隨各種因素隨機而產(chǎn)生，在電容器組運行中的無數(shù)次操作中性能很好的開關(guān)也難免不發(fā)生重擊穿。當然，發(fā)生一次重擊穿，同樣由于各種因素的關(guān)系，過電壓不一定達到最高值。電容器組每天的操作次數(shù)各工程是不一樣的，對采用真空開關(guān)頻繁操作的電容器組要做到無重擊穿是困難的。本條第1款規(guī)定未加嚴格限制，工程設(shè)計時針對不同情況，對電容器組的操作過電壓保護設(shè)置與否，可由具體情況而定。
(2)電容器組的操作過電壓有可能是：
①合閘過電壓；②非同期合閘過電壓；③合閘時觸頭彈跳過電壓；④分閘時電源側(cè)有單相接地故障或無單相接地故障的單相重擊穿過電壓；⑤分閘時兩相重擊穿過電壓；⑥斷路器操作一次產(chǎn)生的多次重擊穿過電壓；⑦其他與操作電容器組有關(guān)的過電壓。從試驗數(shù)據(jù)中可以看出，分閘操作時的過電壓是主要的，其中分閘過電壓又主要出現(xiàn)在單相重擊穿時，兩相重擊穿和一次操作時發(fā)生多次重擊穿的幾率均很少。
3～66kV為不接地系統(tǒng)，接于此系統(tǒng)中的電容器組的中性點均未接地。因此，在開斷電容器組時如發(fā)生單相重擊穿，電容器組的電源側(cè)(高壓端)對地可能出現(xiàn)超過設(shè)備對地絕緣水平的過電壓，如在電抗率K=0時的理論最大值為5．87倍相電壓，而且，隨K值增大，過電壓呈上升趨勢；在電源側(cè)有單相接地故障時產(chǎn)生的單相重擊穿過電壓遠高于無接地情況。因此，對單相重擊穿過電壓應(yīng)予以限制。對于操作較為頻繁的真空斷路器，應(yīng)考慮發(fā)生單相重擊穿的可能性。
根據(jù)國內(nèi)已作的試驗研究，使用無間隙金屬氧化物避雷器限制單相重擊穿過電壓時，避雷器接線方式可采用附錄A中的圖A．0．4—1或圖A．0．4—2 。在運行中，曾多次發(fā)生相對地避雷器的爆炸事故。因此，武漢高壓研究所和東北電力試驗研究院都在自己的研究報告中提出了中性點避雷器的保護方案，并建議以此替代傳統(tǒng)的相對地保護方案。報告中分析認為，中性點避雷器有下列優(yōu)點：①正常運行時荷電率接近于0 ，負擔輕松，僅在電源側(cè)有單相接地故障的情況下荷電率較高。中性點避雷器長期在接近于0的電壓下運行，使避雷器電阻片可以得到自恢復(fù)，大大延緩避雷器的老化速度，從而減少避雷器的損壞事故，對電網(wǎng)和電容器組的安全運行均為有利；②使用的避雷器數(shù)量少，最經(jīng)濟；③避雷器接在中性點，萬一發(fā)生爆炸事故，不會形成相間短路事故，事故影響面小。
但需指出，當電源側(cè)有單相接地故障時開斷電容器組發(fā)生了單相重擊穿，采用中性點避雷器保護方式尚難于達到絕緣配合要求，還需作進一步的試驗研究，尋求解決辦法。因此，中性點避雷器的使用條件還要局限于不考慮電源側(cè)有單相接地故障時的單相重擊穿，或?qū)\行條件加以限制：電源側(cè)有單相接地故障時不能作停運電容器組的操作。上述情況設(shè)計時應(yīng)予以注意。
(3)當開斷電容器組時斷路器發(fā)生兩相重擊穿，則電容器極間過電壓可達2．87倍及以上，超過了電容器的相應(yīng)絕緣水平，應(yīng)予以保護。這種過電壓保護的避雷器接線方式，可采用附錄A中的圖A．0．4—3或圖A．0．4—4，但電抗率K為4．5％~6％時，需根據(jù)具體工程的特定條件進行模擬計算研究確定。
還需指出，試驗研究中的數(shù)據(jù)表明，電源側(cè)有單相接地時的單相重擊穿，對電容器的極間電壓無影響；兩相重擊穿時的過電壓也不受單相接地的影響，這也是確定避雷器參數(shù)的依據(jù)之一。
【并聯(lián)電容器的電氣接線 ?高壓并聯(lián)電容器接線】,