合理选择电抗器抑制谐振的发生

合理选择电抗器抑制谐振的发生合理选择电抗器抑制谐振的发生 通过电容器组的合理投切 达到提高变电所的功率因数 控制电压合格率 节约电能等方面都有很好的效果 其容量配 置一般均按变压器总容量的 10 30 考虑 或根据实际无功 负荷确定 由于电容器组实际投入容量需根据电网的无功负荷 情况做适当的调整 而电容器组的投切容量和电抗器的配置对 电网的稳定性 防止系统谐振 防止电容器的过电压往往认识 不足 2004 年 10 月 16 日 金湖县 110 kv 黎城变电所 10 kv 段电抗器的烧毁就是一个典型的事例 1 电抗器的选配原则电抗器的选配原则 1 1 单台电容器组电抗器的选配 单台电容器组是否考虑配置电抗器 应根据电容器组所在 系统的运行状况确定 如系统中无谐波源 可不考虑配置电抗 器 一般只要通过对电容器组正常运行时的稳态过电压情况和 无功过补偿时 电容器端电压升高的分析计算来选择电容器组 如系统中有谐波源 应根据谐波源的情况确定具体抑制谐波的 措施 一般情况下 就是谐波不多的情况下 加装合适的电抗器 就能达到一定的效果 配置原则是能够消除和抑制主要次数的 谐波 同时保证其它次谐波引起的电压升高 电容器能承受 1 2 多台电容器组并列时电抗器的选配 一条母线上装设两组及以上电容器组时 为防止一组电容 器在投切和故障跳闸的情况下 引起另一台电容器的电压异常 升高而损坏电容器组 一般电容器组应配置相应的电抗器 当 系统中无谐波源时 为防止电容器组投切时产生的过电压 结 合对电容器组正常运行时的静态过电压 无功过补偿时电容器 端的电压升高的情况分析计算 一般选用 0 5 1 的电抗器就 能满足要求 系统中有谐波源时 应根据谐波源的情况确定具 体抑制谐波的措施 配置原则是能够消除和抑制主要次数的谐 波 同时对其它次谐波引起的电压升高 电容器组能承受 2 电容器静态过电压电容器静态过电压 电力网中引起电压升高的因素有多种 严重威胁着电容器 的安全运行 现分析如下 电容器组接入电网引起电网电压升高为 u uznqc sd 电 压升高系数 k1 电容器组接入电抗器后 电容器端电压升高为 u u u 1 xl xc 电压升高系数 k2 电容器组不装设串联电抗器 电容器端电压升高 电压升 高系数 k3 电容器组相间电容差值引起过电压 中性点不接地系统的 星型接线的电容器组 由于三相电容不平衡会引起中性点位移 使电压升高为 u 1 dc 3c c u 电压升高系数 k4 并联电容器在运行过程中 由于电容器内部故障熔件熔断 切除后 故障段中 剩余的健全电容器端子所受电压也将升高 系数为 k5 mn 3mn p 3n 2 综合上述 电容器静态过电压系数可达如下数值 k k1k2k4k5 3 电抗器参数的选择和计算电抗器参数的选择和计算 为防止电容器组在投入过程中的合闸涌流 引起电容器端 的电压升高而损坏电容器 一般电容器组可选配 0 5 1 的电 抗器 如系统中有谐波源 电抗器的选择要从消除和抑制谐波 防止发生谐振方面来考虑 由于 35 kv 和 10 kv 系统都为不接地 系统 变压器接线组别均为 y d 接线 可隔离系统中的三次谐 波 通常性质的谐波源一般都不含偶次谐波 为此电抗器的选 配以抑制 5 次以上的谐波为目的 5 次谐波谐振时 x5l 5l x5c 1 5c x5l x5c 0 5l 1 5c 0 5x1l 1 5 x1c 0 x1l 5x1c 1 25 4 其中 xc 为容抗 xl 为感抗 为确保 5 次及以上的其它高次谐波不谐振 一般取可靠系数 1 5 则 电抗率为 xl xc 1 54 6 4 110 kv 变电所变电所 10 kv 段电抗器烧毁段电抗器烧毁 110 kv 黎城变电所 10 kv 段电容器组 电容器型号为 bfm68 12 31 2 100 1w 电抗器型号为 cksgq 108 12 31 2 4 5 2004 年 5 月 16 日投入系统运行 10 月 26 日 17 点 30 分 运行人员巡视发现电抗器 b c 相冒烟烧坏 110 kv 黎城变电所 10 kv 为单母线分段接线 事故当日 10 kv 单母线不分段运行 段电容器组并列 容量均由 2400 kvar 减少为 1800 kvar 由于串联电抗器无调节分头 与原 电容器组的阻抗比仍为 xl xc 4 5 电抗器的实际感抗为 2 268 w 电容器的容抗为 50 4 w 电容器容量改为 1800 kvar 后 电容器的容抗为 67 3 w 阻抗比变为 xl xc 3 375 4 当系统中出现 5 次以上谐波时 电容器组已呈容 性 不能有效地抑制 5 次以上谐波 此时在一定条件下 如加上 系统电抗 就会使整个电容器组产生严重的 5 次谐波谐振 并 产生严重的过电压和过电流 对电容器组内所有元器件绝缘产 生严重的破坏 110 kv 黎城变电所 10 kv 母线上接有理士电池有限公司高 压用户 该用户的主要生产设备为充电机 约有 40 台 每台输 入功率 140 kw 采用了三相 6 脉冲整流 从理论上看存在 61 次的谐波 对该公司谐波进行实测 发现 5 7 11 次谐波分量 相当高 总谐波量与基波的比值高达 29 特别是 5 次谐波 会在电容器组运行状况下产生谐振 5 结论结论 通过对电容器组运行及发生谐振时的定性定量分析可得出 如系统中无谐波源 母线上仅装有一组电容器组时 可不装设 电抗器 一条母线上装设两组及以上电容器组时 为防止一组 电容器在切除 故障跳闸引起另一台电容器的电压异常升高而 损坏电容器组 可