并聯(lián)電容器及其成套裝置

內(nèi)容簡(jiǎn)介

電力系統(tǒng)內(nèi)大多數(shù)場(chǎng)合電感性設(shè)備較多，功率因數(shù)偏低，線路損耗大。為了克服這類缺點(diǎn)，確保電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在其各個(gè)電壓等級(jí)的變電站與高壓直供大負(fù)荷企業(yè)中，對(duì)其主要負(fù)荷側(cè)（10kV或35kV）加裝并聯(lián)電容器及其成套裝置，是一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的措施。《并聯(lián)電容器及其成套裝置》作者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，編著了《并聯(lián)電容器及其成套裝置》。

《并聯(lián)電容器及其成套裝置》共十二章，內(nèi)容包括并聯(lián)電容器、并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置、斷路器、串聯(lián)電抗器、放電線圈、氧化鋅避雷器、熔斷器、電流互感器、繼電保護(hù)設(shè)備、投切設(shè)備、并補(bǔ)裝置的運(yùn)行維護(hù)、低壓并補(bǔ)裝置。

《并聯(lián)電容器及其成套裝置》可供電力系統(tǒng)從事并聯(lián)電容器及其成套裝置設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行管理人員參考使用。

并聯(lián)電容器會(huì)對(duì)諧波放大,放大的諧波可能對(duì)電氣設(shè)備造成損害。

1 諧振

當(dāng)諧波與并聯(lián)電容器在低壓電網(wǎng)中并存時(shí)，最怕的就是引發(fā)串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振。

1.1 串聯(lián)諧振

若諧波來自電源系統(tǒng)，則變壓器的電抗和低壓并聯(lián)電容器的電容在一定的參數(shù)下配合，就能引發(fā)串聯(lián)諧振，文獻(xiàn)[1]有數(shù)字實(shí)例，一臺(tái)Uk為6%的1000kVA變壓器，在低壓母線上接有160kVar的并聯(lián)電容器，結(jié)果引發(fā)了11次諧波的諧振，使電容器中的11次諧波電流達(dá)175A，電容器中的基波電流只有233A，總有效電流Iceff為313A，過載1.35倍，已超過允許值1.30倍。負(fù)載母線上11次諧波電壓畸變系數(shù)達(dá)6.9%，也已超過允許值，而低壓電源(含變壓器阻抗ZT在內(nèi))母線上的畸變率只有1.5%。

1.2 并聯(lián)諧振

若諧波源來自低壓側(cè)的非線性負(fù)荷，例如變頻器，則變壓器的電抗(加上電源系統(tǒng)的少量電抗)和低壓側(cè)的電容可構(gòu)成并聯(lián)諧振，文獻(xiàn)[1]也有數(shù)字實(shí)例，低壓側(cè)接有300kvA的驅(qū)動(dòng)裝置，其它如變壓器和電容器參數(shù)同，1.1節(jié)串聯(lián)諧振中的實(shí)例，結(jié)果引發(fā)11次諧波的并聯(lián)諧振，使電容器中11次諧波電流達(dá)到212A，已大于電容器中基波的90%，總有效電流達(dá)334A，過載1.45倍，也超過允許值1.30倍，其實(shí)負(fù)載的11次諧波電流才39A，又11次諧波電壓的畸變率已達(dá)8.3%，大大超過允許值。

2 避免諧振的措施

措施之一為改變網(wǎng)絡(luò)元件的電抗電容量值，然而，它的可能性不大，特別當(dāng)電容器組是自動(dòng)控制的場(chǎng)合，將有許多諧振條件都要考慮。同時(shí)要注意，即使系統(tǒng)參數(shù)只是接近諧振頻率也能使電容器組過電流和電壓畸變率超過標(biāo)準(zhǔn)。

最常用的方法是與電容器串聯(lián)一個(gè)電抗器，調(diào)諧的諧振頻率低于網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的最低次諧波的頻率，這樣，無論是串聯(lián)諧振還是并聯(lián)諧振就不會(huì)發(fā)生。

現(xiàn)代的工業(yè)和建筑物電網(wǎng)中完全沒有諧波電壓和電流是不可能的，那么是否凡并聯(lián)電容器都要串電抗器呢？那也不一定，如果需要串，電抗值取多少呢？下面著重討論1000V以下低壓電網(wǎng)情況。

2.1 并聯(lián)電容器組(不串電抗器)

當(dāng)不存在諧振條件即電網(wǎng)的電抗值和并聯(lián)電容器的電容值所構(gòu)成的諧振頻率比較高而負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流和母線的諧波電壓又很低時(shí)，此時(shí)，不需要考慮降低諧波值，但是IEC標(biāo)準(zhǔn)[1]并未給出劃分界線的具體數(shù)據(jù)。筆者認(rèn)為，諧波次數(shù)≥17就可以不考慮，即諧振頻率≥17次諧波。

15次諧波是3的整數(shù)倍，一般只存在于單相220V的設(shè)備中，這樣只考慮到了13次就可以了。什么場(chǎng)合一定要串聯(lián)電抗，GB[3]對(duì)此問題沒有提及，廠家[4]在樣本中規(guī)定的條件為GN/SN<15%，GN為產(chǎn)生諧波設(shè)備的功率。SN為變壓器視在功率。筆者認(rèn)為產(chǎn)生諧波的設(shè)備類型有幾種，發(fā)射諧波電流的大小也不同，還與一些外部條件的變動(dòng)有關(guān)。因此，規(guī)定 GN/SN<15%似乎并不明確說明什么問題，還不如IEC標(biāo)準(zhǔn)[1]的條件，至少概念上是明確的。

2.2 失諧濾波器(detuned filter)

失諧濾波器是一種濾波器，它的調(diào)諧頻率比有相當(dāng)大(considerable)，電壓(電流)副值的最低次諧波頻率還要小過10%多。

低壓接地成套裝置是低壓系統(tǒng)中接地用電阻成套裝置。為了提高低壓用電系統(tǒng)供電質(zhì)量，減少因發(fā)生接地故障時(shí)引起的設(shè)備斷電，發(fā)電廠的主廠房?jī)?nèi)低壓用電系統(tǒng)應(yīng)該采用高阻接地，這樣不僅避免了單相接地時(shí)不必立即跳閘，而且當(dāng)采用熔斷器作為保護(hù)電器從而減少用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)燒毀的機(jī)率。

ENR－DR低壓接地成套裝置

發(fā)布者：伊諾爾電氣－郭

ENR-DR低壓接地成套裝置主要用于低壓柴油發(fā)電機(jī)組、火力發(fā)電廠、煤炭生產(chǎn)企業(yè)、啟動(dòng)及制動(dòng)功率等電阻設(shè)備。

低壓接地成套裝置技術(shù)指標(biāo)

ENR-DR低壓接地成套裝置是低壓系統(tǒng)中接地用電阻成套裝置。為了提高低壓用電系統(tǒng)供電質(zhì)量，減少因發(fā)生接地故障時(shí)引起的設(shè)備斷電，發(fā)電廠的主廠房?jī)?nèi)低壓用電系統(tǒng)應(yīng)該采用高阻接地，這樣不僅避免了單相接地時(shí)不必立即跳閘，而且當(dāng)采用熔斷器作為保護(hù)電器從而減少用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)燒毀的機(jī)率。

以前低壓系統(tǒng)主要采用直接接地方式或不接地方式。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，直接接地系統(tǒng)的中性點(diǎn)電壓保持不變，但是系統(tǒng)中性點(diǎn)電流過大，容易使絕緣擊穿，燒毀中性點(diǎn)系統(tǒng)。如果系統(tǒng)采用不接地方式時(shí)，產(chǎn)生的過電壓是額定電壓的N倍，由于弧光和鐵磁諧振過電壓使非故障相的相電壓升高數(shù)倍，這對(duì)用電設(shè)備的絕緣和熱穩(wěn)定都構(gòu)成威脅。

我國(guó)的《煤礦用電安全規(guī)程》明確規(guī)定：中性點(diǎn)直接接地的變壓器及發(fā)電機(jī)不允許直接向井下供電。也就是說，煤礦井下電網(wǎng)的中性點(diǎn)不允許直接接地。原來主要用消弧線圈方式接地，隨著技術(shù)的跟進(jìn)主要采用接地電阻方式。

當(dāng)安裝中性點(diǎn)接地電阻柜后，發(fā)生非金屬性接地時(shí)，受接地點(diǎn)電阻的影響，流過接地點(diǎn)和中性點(diǎn)的電流有顯著降低，同時(shí)非故障相電壓上升也顯著降低，零序電壓值約為單相金屬性接地的百分之三十。