10 kV混合串并联电容器补偿装置及其工程应用

在详细分析了10 kV配电线路串联电容器补偿和并联电容器补偿的工作原理、主要组成及其优缺点后,针对它们的优缺点,提出了一种10 kV混合串并联电容器补偿装置,阐述了该装置的主要组成和串并联电容器的容量计算规则。最后介绍了一个采用混合串并联电容器补偿技术的工程实例。

并联电容器叠层母排寄生电感建模及测量方法

并联电容器母排的寄生电感是电力电子变换器换流回路总寄生电感的主要部分,寄生电感易导致电压过冲,因此需要精确提取和计算叠层母排的寄生电感。这里首先以一种5电容器并联的叠层母排为研究对象,建立了多电容器并联叠层母排的电感计算模型;在此基础上,提出一种可对母排寄生电感进行直接测量的实验方法,规避了在母排上连接电容器所产生的误差。最后,使用该方法对叠层母排寄生电感值进行实验测量,并将测量结果与有限元仿真计算结果进行对比,测量结果与仿真结果的偏差在2%以内,验证了所提方法的有效性和准确性,从而为叠层母排的低感设计提供了测量验证的基础方法。

投切并联电容器时真空断路器连续重燃事故的机理分析

并联电容器作为无功补偿装置,要随电力系统的无功负载变化进行频繁投切。由于用于投切的真空断路器重燃率较高,切除并联电容器时容易发生重击穿故障。文中针对西北某330 kV变电站低压侧采用真空断路器切除35 kV电容器时,两相电容器分别发生鼓包喷油的严重事故展开研究。通过现场检查、过电压理论分析及电磁暂态仿真分析等手段,分析获得了故障产生的原因。仿真波形与事故录波波形完好吻合,验证了所提出事故发生过程的准确性,并证明了真空断路器连续重燃是电容器故障的根本原因。最后,提出改善措施以降低真空断路器发生重击穿的概率,以避免切除并联电容器时重击穿事故的发生。

电力系统并联电容器无功补偿技术分析

电力系统中存在着大量的感性负荷,电路中总电流滞后电压一定相位角,引起功率因数偏低,存在设备容量得不到充分的利用,在设备容量选择时偏大,线路中计算电流偏大的现状。为解决上述问题,对电路中并联电容器无功补偿进行研究,主要分析影响功率因数的主要因素、无功补偿的原理,通过理论计算以及利用实例在Multisim中仿真的方法,对并联电容器无功补偿的原理给以充分说明,并给出电容器容量计算的方法,最终通过实例仿真加以验证。

10 kV成套并联电容器无功补偿柜故障分析

针对某变电站一例10 kV成套并联电容器无功补偿柜柜内短路,引发10 kV系统短时电压波动的故障进行了分析,发现单相接地故障引发喷射式熔断器熔断,从而发展成三相短路,提出了相应的改造及防范措施。

变电站并联电容器装置配置及运行状态评价方法

为了监测变电站并联电容器装置运行状态,综合评价并联电容器装置配置及运行状态,本文利用变电站生产管理系统设备资产信息和调度自动化系统电网电压无功运行数据,首先,根据并联电容器所涉及的电压无功相关指标,建立并联电容器装置配置及运行评价指标体系,其次,明确各指标物理意义及评估方法,然后考虑评价体系各指标劣化特点,提出基于劣化度的评价数据归一化处理方法,采用层次分析法与熵权值法相结合的综合评价方法对并联电容器装置配置及运行状态做出量化评价,将该方法应用于某地市公司变电站并联电容器装置的综合评价,评价结果符合装置实际运行状态,并且该方法可实现对并联电容器装置的实时评价,为变电站无功补偿的效果提升提供数据基础。

10 kV并联电容器谐振分析与对策研究

针对近期发生在云南电网某供电局的一起谐波放大事件,首先对电容器投切前后的实测谐波数据进行对比分析,验证了这是一次由于并联电容器接入后,与系统发生谐波谐振造成谐波电流放大的现象,然后通过仿真建模揭示了并联电容器对谐波电流放大的机理,最后基于谐波谐振理论提出了针对10 kV并联电容器谐波谐振的抑制措施。

35kV真空断路器开断并联电容器过电压分析

针对一起35 kV真空断路器开断并联电容器故障实例,利用EMTP-ATP软件搭建仿真模型,模拟真空断路器开断并联电容器出现过电压的情况,分析比较避雷器与阻容过电压保护器对重燃过电压的抑制效果,同时根据网内并联电容器实际运行情况提出相应的技术建议,为真空断路器开断并联电容器过电压相关问题提供一定参考。

10 kV并联电容器组不平衡保护动作诊断及分析

针对一起10 kV并联电容器组不平衡保护动作的故障案例,通过现场对并联电容器、电抗器、放电线圈、避雷器等进行诊断性试验,利用PSCAD对不平衡电压仿真计算,以及根据规程重新核算保护定值,最终确认了引起保护动作原因为该电容器内部存在故障以及不平衡保护定值设置不当。

并联电容器元件故障击穿原因分析

并联电容器广泛采用带有内熔丝的油浸电容器,电容器元件击穿是电容器故障的主要形式。电容器元件击穿的机理和原因比较复杂,不同类型的击穿需要采取不同的改进措施。通过解剖大量的故障并联电容器,对元件故障击穿位置进行了分类,结合电容器元件的结构和生产工艺,将元件击穿的位置分为电极端部、圆弧折弯处以及中心位置3个类型。3个类型的击穿位置对应3种不同的击穿机理,针对不同的击穿类型提出了改进措施。

集合式并联电容器组运行中常见的故障

近年来，集合式并联电容器产品发展很快，其总容量已占我国高压并联电容器总容量的40％左右。它在220kV及以下中小变电站中得到了广泛的应用。其优点是占地面积小，安装维护简单，特别适用于户外安装。现对变电站集中补偿的集合式并联电容器在运行中的两种典型故障发生的频率与原因分析如下，供参考。

相控断路器投切10kV并联电容器的应用

近年来,变电站真空断路器投切10 k V并联电容器组时发生了多起断路器或电容器炸裂事故,在更换断路器和改善保护措施后,此类事故还是屡禁不止。为减少该工况下绝缘事故的发生,重庆市某110 k V变电站采用分相控制技术的永磁机构真空断路器来抑制投切电容器组时的合闸涌流和降低分闸重燃概率。相控断路器是抑制并联电容器合闸涌流与分闸过电压的重要措施之一。为了验证该技术的有效性,首先基于电路理论分析了合闸角对合闸涌流的影响以及分闸过电压机理,之后在重庆市某110 k V变电站针对某种型号相控断路器与普通真空断路器合(分)闸10 k V并联电容器进行了一系列的现场试验研究。试验结果表明:相控断路器的控制精度高(合(分)闸误差均在±0.3 ms以内);普通真空断路器的合闸涌流高达4.5倍额定电流,而相控断路器的合闸涌流均在2.4倍额定电流以下;控制分闸技术能够保证首开相的工频续流开断时断路器断口间有足够的开距,降低重燃发生的概率,从而提高系统运行的安全性与可靠性。

真空断路器快速合-分闸操作10kV并联电容器的过电压机理

近年来变电站投切10 kV并联电容器时发生的断路器炸裂事故率不断上升,对此类事故进行了详细的统计后发现近50%的事故中都出现了断路器合闸后快速分闸的操作。就此,率先对并联电容器的快速合-分闸操作进行了概念定义,并对其过程中过电压产生的机理进行了理论推导。同时,提出了暂态回路重构、母线对地电容突变等观点。借助ATP-EMTP软件,对快速合-分操作过电压进行了大量仿真计算。研究表明:快速合-分闸操作会在断路器负载侧产生极高的过电压;对地电容起到了重构振荡回路的作用,改变了操作暂态过程的发展;断路器触头电流高频过零后出现等效截流的现象。仿真计算操作过电压标幺值高达8.5,此操作极有可能引发断路器重燃甚至绝缘击穿。

基于真空断路器的并联电容器组相控投切装置

为了减小配电网中无功补偿并联电容器组投切时所引起的涌流和过电压,开发了一种基于永磁机构的相控真空断路器系统,包括断路器本体和同步控制器。控制器硬件以数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407A为核心,采用模块化设计思想,具有良好的抗干扰性。分析了断路器的机械特性、介质绝缘特性以及控制系统精度对相控投切效果的影响。系统实时采集电网参数并采用平均序列交越零点相位差分算法提取参考信号相位信息,配合合适的投切策略,完成电容器组在预定相位投切。该断路器装置已经完成在系统试验站的大量相控投切实验,实验表明样机运行稳定可靠,达到了预期设计要求。

并联电容器组中电容器击穿的特征分析与仿真研究

并联电容器组是交流电力系统输配电环节的主要无功补偿装置,在变电站中普遍采用10 kV框架式高压并联电力电容器组。实际运行中,电容器内部元件击穿的故障是电容器组故障比例最高的。以常用的10 kV并联电容器为研究对象,分析了电容器组在运行过程中内部元件击穿一串、二串情况的击穿放电量,故障相电容器的电压暂态变化量,并估计了放电电流的峰值。在EMTP仿真软件中建立了电容器的击穿模型,计算并分析了击穿元件的等效电路参数对放电电流峰值的影响:电阻值越大,则击穿峰值电流越小,随着电阻值的增加,击穿电流峰值下降减缓。最后,将仿真分析与电容器击穿的故障记录进行对比分析,验证了理论分析的正确性和仿真的有效性,为电容器击穿的实时监测和快速定位提供参考。

1000kV变电站主变110kV侧并联电容器装置的参数选择

1000kV变电站主变低压侧的并联电容器组是特高压电网无功调节的重要装置。与超高压电网相比,特高压变电站低压并联电容器组的电压更高、容量更大,其参数选择有其特殊性。文章结合特高压试验示范工程,确定低压电容器组的分组方式及最大分组容量,研究电容器装置的额定参数选择和接线方式,并对电容器装置的合闸涌流进行校核。

500kV变电站并联电容器组保护整定的若干问题

介绍了500 kV变电站35 kV并联电容器组的熔断器保护与继电保护的一般配置。重点论述了针对内熔丝不平衡保护的选择与整定,给出了开口三角形不平衡电压保护、差压保护、中性线不平衡电流保护和桥差不平衡电流保护的保护定值和初始值的计算公式。通过对4种不平衡保护的可靠系数、灵敏度以及相关影响因素的比较,建议35 kV电压等级大容量电容器组使用桥差不平衡电流保护,并提供了相应的定值整定实例。

10kV系统中切除并联电容器时的重燃过电压研究

电力系统中使用真空断路器切除无功补偿用并联电容器时,容易产生重燃过电压,严重影响并联电容的安全运行。笔者对10kV系统中切除并联电容器时所产生的重燃过电压进行了模拟计算,着重分析了影响重燃过电压大小的因素,并研究了利用MOA对并联电容器进行过电压保护的效果。

树状配电线路并联电容器无功优化规划

为解决含分支树状配电线路无功补偿问题,提出了在树状配电线路安装多台固定容量电容器的无功优化规划方法。该方法以净节约金额最大为目标函数,采用等效负荷法将树状配电线路转化为多个梳状配电线路,分别对各个等效线路进行优化规划,将目标函数值最大者对应的方案确定为最优规划方案。实例分析和规划结果验证了该方法的正确性和可行性。

1000kV系统用并联电容器组不平衡保护设计

由于特高压系统110kV侧用并联电容器装置的容量大、电压等级高,其保护设计也出现了一些新问题。为了保障特高压系统安全运行,提高并联电容器装置保护的可靠性,根据电容器组的不平衡保护整定原则,以EMTP软件为计算工具,计算分析了特高压示范工程中并联电容器组多种接线方式下的保护的灵敏度和整定值之间的差异及电容器组的接线方式对耐爆性能的影响。计算得出了故障时电容器元件过电压与不平衡保护电流的关系曲线和保护整定值的合理范围,结果表明:双桥差保护的灵敏度远高于单桥差,目前特高压系统用的并联电容器不平衡保护整定值设置成5个元件发生击穿时跳闸是合适的,这些可为今后设计计算提供参考。