并联补偿电容器的应用(PPT)

并联补偿电容器的应用1第一节并联电容器基础知识

一、并联电容器的作用

并联电容器是一种无功补偿设备。通常（集中补偿式）接在变电站的低压母线上，其主要作用是补偿系统的无功功率，提高功率因数，从而降低电能损耗、提高电压质量和设备利用率。常与有载调压变压器配合使用。2二、并联电容器的分类按照电压等级低压并联电容器高压并联电容器第一节并联电容器基础知识3（二）高压并联电容器分类（6种）壳式单元电容器箱式高压并联电容器集合式高压并联电容器充气式集合并联电容器自愈式电容器静止型动态无功功率补偿装置（SVC）第一节并联电容器基础知识4三、并联电容器型号表达式及含义W-户外型，G-高原型，户内型无字母1-单相，3-三相额定容量，Kvar额定电压，KV；分子表示线电压，分数值表示相电压设计序号，可略去M-全膜介质，MJ-金属化膜，MH-集合式，F-膜纸复合介质A-苄基甲苯，B-异丙基联苯，F-二芳基乙烷，G-硅油，W-烷基苯B-并联电容器第一节并联电容器基础知识5铭牌参数：

电容器名称、型号、额定频率，HZ、额定电压，KV、额定电流，A、额定容量，kavr、实测电容量，uF、内部元件串并联数、重量，kg、环境温度类别（例如：-40/A）；内部有放电元件，以符号“

”表示、内部有熔丝的，以符号“

”表示、编号、出厂年月、制造厂家。额定值：1.额定电压（KV）

一般宜选择以下额定电压（kV）：6.3/√3、6.6/√3、7.2/√3、10.5/√3、11/√3、12/√3、11、12、20、21、22、24、38.5/√3、40.5/√3。也可根据实际需要选用其他额定电压。2.额定容量（kvar）

一般宜选择以下额定容量（kvar）：（25）、50、100、200、334、1000、1200、1500、1667、1800。也可根据实际需要选用其他额定容量。四、高压并联电容器额定值及铭牌参数第一节并联电容器基础知识6电容器液体介质

二芳基乙烷（又称S油）和C01(苄基甲苯)，少量使用SAS40和IPB(异丙基联苯)电容器固体介质

膜（聚丙烯）纸复合结构（二膜一纸）及全膜结构（二膜或三膜）三、电力电容器的绝缘介质（2种）电力电容器的绝缘介质7第二节并联电容器基本原理及构造四、并联电容器的结构

并联电容器主要由芯子、外壳、出线结构进行装配，经过真空干燥浸渍处理和密封即成电容器。

8第二节并联电容器基本原理及构造第三节高压并联电容器组常规设计9一、并联电容器容量的确定

国家电网公司所属的各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户在配置无功补偿设备时均应严格按照Q/GDW212-2008《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》进行配置。第三节高压并联电容器组常规设计投切装置

断路器隔离开关等

控制、测量、保护装置

包括并联电容器、串联电抗器、过电压保护装置、放电装置、单台电容器保护熔断器、氧化锌避雷器、接地刀闸、构架等

电压、电流变比设备，测量仪表、继电器保护、自动控制装置

（一）并联电容器的组成元件

主功能装置

10二、并联电容器装置组件并联电容器:产生相位超前于电网电压的无功电流，提高电网功率因数。串联电抗器：抑制合闸涌流，抑制电网谐波。放电装置：泄放电容器的储能，提供继电保护信号。氧化锌避雷器及过电压保护装置：抑制操作过电压。单台电容器保护熔断器：为无内熔丝电容器的极间短路提供快速保护。接地刀闸：用于检修时的安全接地。导体、支柱绝缘子、构架等：构成装置的承重体系、电流回路。（二）并联电容器装置中各元件的作用12第三节高压并联电容器组常规设计

电容器组接线方式有星形接线和三角形。实际运行经验表明，三角形接线的电容器组其损坏率远高于星形接线，爆炸起火的事故大多发生在三角形接线的电容器组。这是因为三角形接线的电容器组当电容器发生极间击穿时，会造成电源的相间短路，较大的短路电流流过故障电容器会造成较大的冲击波而使电容器外壳爆破而起火。而星形接线电容器组，当电容器极间发生击穿不会形成相间短路。即使发生电容器的极间击穿，其故障电流只有电容器组相电流的3倍，比起相间短路时故障电流要小得多。因此，目前高压并联电容器组接线只采用星形接线。三、并联电容器接线方式13第三节高压并联电容器组常规设计常规保护

——过电压保护、失电压保护、过电流保护、速断保护。

并联电容器整组内部故障保护——开口三角电压、差动电压、中性线不平衡电流、桥差电流、单相接地保护。并联电容器单台内部故障保护——有熔断器保护。

并联电容器元件故障保护——有内熔丝保护。电容器组的操作过电压保护———电容器组限制操作过电压的主要手段是加装避雷器，通常选用电容器组专用的无间隙氧化锌避雷器。四、并联电容器装置的保护配置14第三节高压并联电容器组常规设计（一）电容器的布置和安装：电容器装置的构架设计应便于维护和更换设备，分层布置不宜超过三层，每层不应超过两排，四周及层间不应设置隔板。

五、并联电容器及配套装置安装名称电容器(户外、户内)电容器底部距地面框架顶部至屋顶净距间距排间距离户外户内最小尺寸1002003002001000装置应设维护通道，其宽度（净距）不应小于1200mm，维护通道与电容器之间应设置网状遮拦。电容器构架与墙或构架之间设置检修通道时，其宽度不应小于1000mm。单台电容器套管与母线应使用软导线连接。不得利用电容器套管支撑母线。单套管电容器组的接壳导线，应由接线端子的连接线引出。15第三节高压并联电容器组常规设计（二）串联电抗器的选择布置：串联电抗器的电抗率即每相额定感抗与额定容抗百分比（%）。电抗器的接线位置是干式空心串联电抗器宜接在装置电源侧；铁心串联电抗器宜接在中性点侧。

五、并联电容器及配套装置安装电抗器的布置方式干式空心串联电抗器的布置推荐水平安装，应避免三相叠装

布置空心电抗器时，要避开继电保护和微机室。空心电抗器周边墙体的金属结构件及地下接地体均不得呈金属闭合环路状态，避免电抗器损坏。

干式空心串联电抗器的电源引入线，应软连接。

16第三节高压并联电容器组常规设计电抗器的作用1、降低电容器组的涌流倍数和涌流频率，便于选择配套设备和保护电容器。电抗率在0.1%－1%左右即：可将涌流限制在额定电流的10倍以下.2、电抗器阻抗与电容器容抗全调谐后，组成某次谐波的交流滤波器。滤去某次高次谐波，而降低母线上该次谐波的电压值，提高电网的电压质量。3、抑制谐波的电抗器，先决条件是需要清楚电网的谐波情况，查清周围用电户有无大型整流设备、电弧、炼钢等能产生谐波的设备，有无性能不良好的高压变压器及高压电机，尽可能实测一下电网谐波的实际量值，再根据实际谐波量来配置适当的电抗器。铁芯电抗器电抗线性度不好，有噪声，空芯电抗器运行无噪声，线性度好，损耗小。4、由于设置了串联电抗器，减少了系统向并联电容器装置或电容器装置向系统提供短路电流值。第四节高压并联电容器运行问题一、电压对电容器的影响（一）电压对电容器的影响

运行电压过高，会使电容器过负荷发热量增加，绝缘加速老化，导致损坏或缩短使用寿命，反之，如果运行电压过低，会影响电容器无功出力是不经济的。因此，在日常运行中要加强电压监视，控制好运行电压。（二）电容器的最高工作电压电容器额定电压选择应考虑:电网处的运行电压、运行中承受的长期工频过电压、串联电抗器引起的运行电压升高。电容器组的投入而引起的母线电压升高、谐波引起的电容器端电压升高、一相中电容器串联段之间的电容器偏差引起电压升高、外熔丝熔断引起的电容器缺台运行、星形接线中性点不接地电容器组三相电容不平衡引起的中性点电位偏移导致电容器电压升高。19

电网运行电压的允许范围：满足GB12325-1990《电能质量供电电压允许偏差》的规定。电容器允许过电压：按右表要求。电容器额定电压与电网运行电压的关系：国标规定电容器额定电压应不低于该电容器所要接入电网的最高运行电压，还需考虑接入电容器后所引起的电压升高。因此，所选的电容器额定电压应略高于电网额定电压。一、电压对电容器的影响电容器和电容器元件的工频稳态过电压和相应的运行时间工频过电压倍数持续时间说明1.05连续1.10每24h中8h1.15每24h中30min系统电压调整与波动1.205min轻荷载时电压升高1.301min3．标准对电容器运行电压的要求20第四节高压并联电容器运行问题二、电流对电容器的影响国家标准规定电容器应能在有效值为1.3In的稳定电流下运行。在实际的供电网络中，运行电压的升高和电源电压中的谐波往往是同时存在的。如果要求电容器的实际无功功率不超过额定无功功率的l．35倍，则允许运行电压升高和允许某次谐波分量的大小两者之间是互相限制的。若运行电压太高，可调整变压器分接头或在电压过高时将电容器退出运行，如电流增大，却没有伴随电压增高时，说明存在高次谐波电流，应采取限制谐波的措施，如大功率整流器近旁安装交流滤波器，整流装置多极化。当谐波源影响到电容器安全运行时，可在电容器回路中装串联电抗器。允许在不超过额定电流30%情况下长期运行，三项不平衡电流不应超过±5%21第四节高压并联电容器运行问题三、温度对电容器的影响

电容器和大部份其他电气设备（变压器、发电机）不同，它通常都在满负荷下较长时间运行的，而其他电气设备则负荷随时变化，温升也随之增高或降低，因此电容器是不能从日负荷变化而使平均温升较低的特性中得到好处。另一方面电容器的绝缘介质又在较高场强下运行。如长时间在高场强和高温下运行将导致电容器逐渐劣化、介质击穿、或因介质损耗的增加，热平衡破坏造成热击穿缩短使用寿命，因此电容器制造设计的运行温升较其他电气设备的温升要低些。22第四节高压并联电容器运行问题电容器组在投入时会出现涌流，涌流的频率较高，可达几百到几千赫，幅值比电容器正常工作电流大几倍到几十倍，但持续时间很短，小于20ms。涌流过大可能造成高压断路器触头熔焊、烧损；涌流产生的电动力可能会使零件损坏；也可能给电流互感器和串联电抗器造成绝缘损伤。电容器涌流由工频部分和高频部分组成。限制涌流的有效措施是在电容器组上串联合适的电抗器。四、合闸涌流问题23第四节高压并联电容器运行问题五、分闸过电压问题分闸过电压截流过电压分闸重燃过电压无故障单相重燃带故障单相重燃两相重燃24第四节高压并联电容器运行问题1．电容器容量与谐波放大关系电容器在实现分组运行后，要防止它在投切过程中发生有害的谐振和不适当的谐波放大，必须正确选择各安装处的电容器分组容量。在不同的短路容量下，投入相同容量的电容器，使母线电压上升的幅值不同，短路容量越小，上升幅度越大。电容器组对谐波和母线电压的影响是随着安装处的不同而有所区别的。因此，对电容器分组容量的确定不能统一规定，要视具体情况而定。2．高次谐波共振过电压供电网络的阻抗和电容器组的电容可以看成一个RLC的串联回路，如果回路中某次谐波的谐振频率等于回路的固有频率时，回路就会发生谐振。3．采取限制措施在电容器回路中串联一电抗器。六、谐波问题25第四节高压并联电容器运行问题一、并联电容器装置的验收投运（一）验收1．外观检查2．设备完好性检查3．运行要求核实4．对成组安装的并联电容器的要求5．电容器装置验收时应提交的资料26第七节高压并联电容器的运行管理（二）投运电容器组电缆投运前应定相，应检查电缆头接地良好，并有相色标志。两根以上电缆两端应有明显的编号标志，带负荷后应测量负荷分配是否适当。在运行中需加强监视，一般可用红外线测温仪测量温度，在检修时，应检查各接触面的表面情况。停电超过一个星期不满一个月的电缆，在重新投入运行前，应用摇表测量绝缘电阻。电力电容器组新装投运前，除各项试验合格并按一般巡视项目检查外，还应检查放电回路，保护回路、通风装置应完好。构架式电容器装置每只电容器应编号，在上部三分之一处贴45℃～50℃试温蜡片。设备新投运时应在额定电压下合闸冲击三次，每次合闸间隔时间5分钟，应将电容器残留电压放完时方可进行下次合闸。27第七节高压并联电容器的运行管理二、并联电容器装置的运行操作（一）运行操作

电容器停用时，应先拉开断路器，再拉开电容器侧隔离开关，后拉开母线侧隔离开关。投入时的操作顺序与此相反。电力电容器组的断路器一次合闸不成功，必须待5min后再进行第二次合闸，事故处理亦不得例外。全所停电及母线系统停电操作时，应先拉开电力电容器组断路器，再拉开各馈路的出线断路器。全站恢复供电时，应先合各馈路的出线断路器，再合电力电容器组断路器，禁止空母线带电容器组运行。变电所全所停电或接有电容器的母线失电压时，应先拉开该母线上的电容器断路器，再拉开线路断路器，来电后根据母线电压及系统无功功率补偿情况最后投人电容器。28第七节高压并联电容器的运行管理遇有下列情况时，应退出电容器：电容器发生爆炸；接头严重发热或电容器外壳示温蜡片熔化；电容器套管发生破裂并有闪络放电；电容器严重喷油或起火；电容器外壳明显膨胀，有油质流出或三相电流不平衡超过5%以上，以及电容器或电抗器内部有异常声响；当电容器外壳温度超过55℃，或室温超过40℃时，采取降温措施无效时；密集型并联电容器压力释放阀动作时。29第七节高压并联电容器的运行管理（二）出现下列情况时须将并联电容器组立即停运30第七节高压并联电容器的运行管理三、并联电容器装置的巡检（一）日常巡检序号巡视内容及标准备注1检查瓷绝缘有无破损裂纹、放电痕迹，表面是否清洁。2母线及引线是否过紧过松，设备连接处有无松动、过热。3设备外表涂漆是否变色，变形，外壳无鼓肚、膨胀变形，接缝无开裂、渗漏油现象，内部无异声。外壳温度不超过50℃。4电容器编号正确，各接头无发热现象。5熔断器、放电回路完好，接地装置、放电回路是否完好，接地引线有无严重锈蚀、断股。熔断器、放电回路及指示灯是否完好。。6电容器室干净整洁，照明通风良好，室温不超过40℃或低于-25℃。门窗关闭严密。7电抗器附近无磁性杂物存在；油漆无脱落、线圈无变形；无放电及焦味；油电抗器应无渗漏油。8电缆挂牌是否齐全完整，内容正确，字迹清楚。电缆外皮有无损伤，支撑是否牢固电缆和电缆头有无渗油漏胶，发热放电，有无火花放电等现象。

（二）特殊巡检31第七节高压并联电容器的运行管理序号巡视内容及标准备注1雨、雾、雪、冰雹天气应检查瓷绝缘有无破损裂纹、放电现象，表面是否清洁；冰雪融化后有无悬挂冰柱，桩头有无发热；建筑物及设备构架有无下沉倾斜、积水、屋顶漏水等现象。大风后应检查设备和导线上有无悬挂物，有无断线；构架和建筑物有无下沉倾斜变形。2大风后检查母线及引线是否过紧过松，设备连接处有无松动、过热。3雷电后应检查瓷绝缘有无破损裂纹、放电痕迹，4环境温度超过或低于规定温度时，检查温蜡片是否齐全或熔化，各接头有无发热现象。5断路器故障跳闸后应检查电容器有无烧伤、变形、移位等，导线有无短路；电容器温度、音响、外壳有无异常。熔断器、放电回路、电抗器、电缆、避雷器等是否完好。6系统异常（如振荡、接地、低周或铁磁谐振）运行消除后，应检查电容器有无放电，温度、音响、外壳有无异常；

32第七节高压并联电容器的运行管理

四、并联电容器装置的维护

（一）日常维护

连接电容器的金具应使用铜螺母，且无烧伤损坏，连接紧固。固定金具使用铝制金具，无裂纹，尺寸合适。电容器本体的引出线端连接用的螺母、垫圈应齐全，外壳无显著变形。瓷件应完好无破损。导电杆无弯曲变形。接地应可靠，接地螺丝应紧固。电容器编号应向外，铭牌应完整，联接母线应平整无弯曲。熔断器无断裂、虚接，熔断器规格应符合设备要求。放电线圈瓷套无破损，油位应正常，无渗漏现象，二次接线应紧固。干式电抗器外观检查完好，绝缘层无破损；支持瓷柱应无破裂；接线板螺丝紧固并无发热现象。（二）定期维护

按照装置校验检修工艺标准对所用装置进行校验。操作回路检查包括：手分手和回路；开关防跳回路；开关压力试验。传动试验包括：模拟故障查看保护动作行为、断路器动作是否正确；模拟故障查看就地信号是否正确；模拟故障查后台机、远方监控系统显示情况、光子牌显示是否正确。核对定值包括：打印定值单与最新保护定值通知单进行核对正五、并联电容器装置的定期预试33第七节高压并联电容器的运行管理预试周期检查项目检查内容方法判断措施1、1～5年2、吊芯修理后相间和极对壳绝缘电阻自行规定采用2500V兆欧表仅对有六个套管的三相电容器测量相间绝缘电阻1、投运后1年内2、1～5年3、吊芯修理后电容值每相电容值偏差应在额定值的－5%～+10%的范围内，且电容值不小于出厂值的96％三相中每两线路端子间测得的电容值的最大值与最小值之比不大于1.06每相用三个套管引出的电容器组，应测量每两个套管之间的电容量，其值与出厂值相差在±5％范围内1、必要时2、吊芯修理后相间和极对壳交流耐压试验试验电压为出厂试验值的75％仅对有六个套管的三相电容器进行相间耐压1、1～5年2、吊芯修理后绝缘油击穿电压（KV）运行油15KV以下≥2515～35KV≥3066～220KV≥35330KV≥45500KV≥50按GB/T507和DL/T429.9方法进行试验1年渗漏油检查漏油应修复观察法34六、并联电容器装置的检修第七节高压并联电容器的运行管理（一）检修周期经过检查与试验并结合运行情况、制造质量原因造成故障频发的同类型电容器、结合定期预防性试验进行相应的检查、缺陷处理、校验、调整等检查。（二）检修准备工作检查在电容器装置电源侧是否已经三相短路并接地，电容器组中性点接地（或合上接地刀闸）和绝缘台架是否接地。（三）检修项目及要求外部清扫绝缘子、套管、油箱表面、构架及通风装置；检查接线和各连接部分是否紧固，放电回路是否中断；对电容器及附属设备的外壳和构架除锈刷漆；检查保护熔丝是否松弛、有无异常，对熔断器外部涂刷保护绝缘漆，但不应将漆流到弹簧上，更不得对弹簧刷漆；更换锈蚀的熔断器；电容器油箱的渗油处理和附属设备检修，补充或调整电容器容量，更换绝缘子等；渗漏油的电容器应先经过测试，如果绝缘和电容量没有问题，应计划尽快退出；如绝缘或电容量有问题应立即退出。35七