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操作并聯電容器組時的過電壓如何限制

2019-05-09 14:37  文章來源:未知瀏覽次數:
 
    1.操作并聯電容器組時的過電壓
    并聯電容器裝置需要根據電網無功的需求進行頻繁投切,具有優良頻繁操作性的真空斷路器完全可以滿足要求。
    不過,真空斷路器的應用也帶來了高操作過電壓問題,造成了大量電容器的損壞。真空斷路器操作并聯電容器組的過電壓有兩類:一類是分閘重擊穿過電壓,包括單相重擊過電壓和多相重擊過電壓;一類是合閘彈跳過電壓。
    a·分閘重擊穿過電壓。重擊穿過電壓是由于真空斷路器在切除并聯電容器組時,因真空斷路器的重擊穿而引起的。當電容電流被切斷后,電容器組上的殘存電荷在短時間內無法釋放,電容器組上將殘留直流電壓。這樣,在真空斷路器的觸頭上將出現暫態恢復電壓,經過1 /4工頻周期,將出現最大恢復電壓。一旦真空斷路器的電氣恢復強度不能承受加于其上的暫態恢復電壓,就將發生重擊穿,引起電磁振蕩,產生操作過電壓。
    發生單相重擊穿后,由于中性點的電壓傳遞作用,非重擊穿相斷口電壓將升高,從而有可能引發多相重擊穿。多相重擊穿后相對地電壓雖然不高,但電容器極間過電壓可達到最大相電壓幅值的3.06倍,從而危及到電容器組的極間絕緣。
    b·合閘彈跳過電壓。真空斷路器的觸頭是平面接觸的,因此在合閘過程中難以完全避免彈跳現象,這樣就將出現電弧斷開又接通的重復過程,與電容器充電狀態下的重新合閘的狀態相近似,實測合閘彈跳過電壓曾達到相電壓幅值的3.2倍,同時在電容器極間也會產生較大的過電壓。雖然,合閘彈跳過電壓比起重擊穿過電壓要低,但因電容器組需經常操作,在采用并聯電容器組自動投切裝置后,電容器組的投切更頻繁。這樣在多次過電壓沖擊下,電容器組的絕緣劣化速度將加快,從而影響電容器的運行壽命。美國國標規定,一年內電容器組操作過電壓倍數高,于3.54的不允許超過4次,高于2.83的不允許超過40次。因此,對于合閘彈跳過電壓也需要加以限制的。
    2.限制方法
    在電容器側相對地加裝MOA,以限制并聯電容器組操作過電壓是規程(GB50227-95)《并聯電容器裝置設計規范》所規定的。它可以有效地限制單相重擊穿時相對地過電壓。
    但是,相對地加裝MOA對于限制多相重擊穿和斷路器合閘彈跳時電容器組的極間過電壓效果甚微。當真空斷路器在開斷并聯電容器組時,可能發生多相重擊穿,或斷路器合閘時,觸頭有彈跳現象時,應裝設專門的保護裝置來限制電容器組極間過電壓,尤其是對于樞紐變電所中的大容量并聯電容器組更應該裝設。國標GB50064《3——220kV電氣裝置過電壓保護設計規范》推薦在斷路器合閘過程觸頭有彈跳現象,宜裝設限制電容器組極間過電壓的裝置。
過電壓限制裝置原理接線圖
    為了從根本上解決電容器組極間過電壓問題,推薦一種電容器組過電壓限制裝置,其原理接線如圖所示。它是由線性電阻和金屬氧化物非線性電阻片(MOV)組成的電阻尼裝置,并聯于串聯電抗器裝置上。正常運行時,由于MOV的作用,該阻尼裝置相當于開路,不影響電容器組的正常運行;一旦有操作或故障發生,該阻尼裝置投入,起到衰減各種暫態過程的作用,從而可以限制各種操作過電壓和過電流。
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