[行业技术文章]集合式电容器电抗器组在变电站的应用

随着工生产的成长，城乡居平易近家用电器的增加，在用电增加的同时，电网中的感性负荷比例也在较着上升，改善电压，提高电网功率身分，削减线损显的尤其重要。近年来纠合式电容器因其占地面积小，安装维护利便，靠得住性高等势而被普遍选用于无功抵偿，非凡是运用于年夜型变电站的户外集中抵偿和城市电网改造中，在我们通州市供电局就有一座220kV变电所、五座110kV变电所、九座35kV变电所安装使用了20台总计55Mvar容的纠合式电容器，运行情况秀。
　　我们知道，变电站的负荷是动态变化的，功率身分也是动态变化的，任何固定容的电容器都没法实现好的“全天候”抵偿”。容偏小则在重负荷、低功率身分时抵偿不足，容偏年夜则在轻负荷时过抵偿，使输电线路中的电容电流增加，从而增加了线损。凡是电容器是依照变电站正常运行时现实无功缺额选定容进行部门抵偿并连系人工投切措施，但这类方式难以到达较佳经济效果。作者认为采用以下两种方式可以弥补一些不足，一是选用有载调档纠合式电容器，可以凭据负荷情况充实进行抵偿，二是装设多组纠合式电容器可以凭据负荷情况而运行其中一部门。
　　纠合式电容器内部原理接线主要有以下几种，见图1～图4。
　

　

　

　

　　图1为单相电容，图2、3、4为三相电容，其中图3为带抽头电容。纠合式电容器每相电容由多个单元电容器串并组成，（如图5所示），每一个元件串有一熔丝，当某一元件击穿时，其它无缺元件即对其放电，使熔丝在毫秒级的时间内迅速断开，切除故障元件，仅使容有细小变化，电容器仍能继续运行，提高了运行靠得住性。
　

　　凭据一次接线方式的分歧，电容器内部故障采用以下几种庇护形式，见图6～图8。
　

　

　

　　电容器外部庇护形式可设置装备摆设过电压庇护、失压庇护、过电流速断庇护等，通州供电局220kV银河变电所35kV　2＃电容器（型号：BFF12×2－2000－1W）曾发生电压纵差庇护动作（庇护原理结线如图8），经实验人员测试发现C相电容不服衡，实验数据如表1。
　　电容器厂家技术人员到现场对C相进行了复测，实验数据如表2。
　　初步判定内部有故障，逐对电容器进行吊芯，发现C相一只电容器熔丝熔断，经更换后再测电容数据如表3。


　

　　恢复运行后正常。凭据厂家的出厂资料，三相中任何线路端子测得年夜、小电容之比不跨越1．05，就以上数据来看C1／C2≈1．022，CA／CC≈1．026，说明电压纵差庇护定值偏小，可作调整，单只电容器熔丝熔断不会影响运行。继保人员在日常巡视中测得的电压纵差庇护的电压差值可发现问题，这样可放置适那时间对电容器检修。

　　由于纠合式电容器单台容很年夜，合闸涌流也就很年夜，串联电抗器与电容器串联使用能有用地抑制合闸涌流，庇护电容器的平安运行，经常使用接线方式如图9。
　

　　适被选择电容器、电抗器参数可以有用地抑制电网中的高次谐波。对于n次谐波当2πnfL－1／2πnfC＝0即XL／XC＝1／n2时（XL、XC划分为基波感抗、容抗），电容电抗回路有滤波作用，但此时nf也是谐振频率。为了抑制n次谐波，若选择XL／XC年夜于1／n2，如XL／XC＝6％抑制5次谐波，XL／XC＝13％抑制3次谐波，选用前应对变电站的谐波份进行实测，做到有的放矢。
　　变电站纠合式电容器串联电抗器经常使用的有传统的油浸式电抗器、干式铁芯电抗器，干式空心电抗器。油浸式电抗器由于渗漏缘由慢慢被后两者替换，干式铁芯电抗器比油浸式电抗器体积削减30％左右，消耗低于油浸式电抗器，适合户内小空间安装。干式空心电抗器结构上不用任何铁磁性材料，是以，线性度年夜年夜于铁芯电抗器，应当。但由于没有铁芯，绕组中经由过程单元电流所发生的磁通较小，所以体积较年夜。再有空心电抗器四周存在磁导体的话，将使电抗值升高，在正常情况下电抗器的磁通在空气中形成回路，但安装场所屋顶、地面、墙壁、围栏等若有铁钢等磁性材料存在，则会在其中引发发烧，是以空心电抗器在安装时对四周物体有一定距离要求，同时为避免相邻两组电抗器相互影响，一样也需要连结一定距离，如图10、11，图中d为电抗器直径。
　

　

　　垂直排列（图10）B相绕组绕向要相反，这可以削减相间支持尽缘子的拉伸力。B相绕组绕向不相反，则当电流相角为60°时，A、B绕组排斥力年夜，其力年夜小与下式成正比，即F1∝（sin60°×）2=1.512,而当相角为150°时，A、B绕组间吸引力年夜，其力年夜小与下式成正比，即F2∝（sin150°×）2=0．5I2可见A、B绕组间年夜排斥力为年夜吸引力的3倍。假设B相绕组绕向相反，支持尽缘子所受的年夜压缩力为年夜拉伸力的3倍，由于支持尽缘子的抗压强度远比抗拉强度高得多。B相绕组反绕后，可将支持尽缘子所受的拉力年夜为缩小，保证运行靠得住性。