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操作并联电容器组时的过电压如何限制

2019-05-09 14:37  文章来源:未知浏览次数:
 
    1.操作并联电容器组时的过电压
    并联电容器装置需要根据电网无功的需求进行频繁投切,具有优良频繁操作性的真空断路器完全可以满足要求。
    不过,真空断路器的应用也带来了高操作过电压问题,造成了大量电容器的损坏。真空断路器操作并联电容器组的过电压有两类:一类是分闸重击穿过电压,包括单相重击过电压和多相重击过电压;一类是合闸弹跳过电压。
    a·分闸重击穿过电压。重击穿过电压是由于真空断路器在切除并联电容器组时,因真空断路器的重击穿而引起的。当电容电流被切断后,电容器组上的残存电荷在短时间内无法释放,电容器组上将残留直流电压。这样,在真空断路器的触头上将出现暂态恢复电压,经过1 /4工频周期,将出现最大恢复电压。一旦真空断路器的电气恢复强度不能承受加于其上的暂态恢复电压,就将发生重击穿,引起电磁振荡,产生操作过电压。
    发生单相重击穿后,由于中性点的电压传递作用,非重击穿相断口电压将升高,从而有可能引发多相重击穿。多相重击穿后相对地电压虽然不高,但电容器极间过电压可达到最大相电压幅值的3.06倍,从而危及到电容器组的极间绝缘。
    b·合闸弹跳过电压。真空断路器的触头是平面接触的,因此在合闸过程中难以完全避免弹跳现象,这样就将出现电弧断开又接通的重复过程,与电容器充电状态下的重新合闸的状态相近似,实测合闸弹跳过电压曾达到相电压幅值的3.2倍,同时在电容器极间也会产生较大的过电压。虽然,合闸弹跳过电压比起重击穿过电压要低,但因电容器组需经常操作,在采用并联电容器组自动投切装置后,电容器组的投切更频繁。这样在多次过电压冲击下,电容器组的绝缘劣化速度将加快,从而影响电容器的运行寿命。美国国标规定,一年内电容器组操作过电压倍数高,于3.54的不允许超过4次,高于2.83的不允许超过40次。因此,对于合闸弹跳过电压也需要加以限制的。
    2.限制方法
    在电容器侧相对地加装MOA,以限制并联电容器组操作过电压是规程(GB50227-95)《并联电容器装置设计规范》所规定的。它可以有效地限制单相重击穿时相对地过电压。
    但是,相对地加装MOA对于限制多相重击穿和断路器合闸弹跳时电容器组的极间过电压效果甚微。当真空断路器在开断并联电容器组时,可能发生多相重击穿,或断路器合闸时,触头有弹跳现象时,应装设专门的保护装置来限制电容器组极间过电压,尤其是对于枢纽变电所中的大容量并联电容器组更应该装设。国标GB50064《3——220kV电气装置过电压保护设计规范》推荐在断路器合闸过程触头有弹跳现象,宜装设限制电容器组极间过电压的装置。
过电压限制装置原理接线图
    为了从根本上解决电容器组极间过电压问题,推荐一种电容器组过电压限制装置,其原理接线如图所示。它是由线性电阻和金属氧化物非线性电阻片(MOV)组成的电阻尼装置,并联于串联电抗器装置上。正常运行时,由于MOV的作用,该阻尼装置相当于开路,不影响电容器组的正常运行;一旦有操作或故障发生,该阻尼装置投入,起到衰减各种暂态过程的作用,从而可以限制各种操作过电压和过电流。