浅谈智能电力电容器的应用保护与选型

  本文主要阐述了电力电容器的保护、电力电容器的接通和断开、电力电容器的放电、电力电容器组倒闸操作时要注意的事项、电容器在运行中的故障处理内容。

  电力电容器是一种静止的无功补偿设备。它的最大的作用是向电力系统提供无功功率,提高功率因数。一般都会采用就地无功补偿,能够大大减少输电线路输送电流,由此减少线路损耗和压降,改善电能质量并提高设备利用率。现将电力电容器的保护与运行维护作简单的介绍,以供大家参考。

  如采用差动保护或短时限过电流保护,对于3kV及以上的电容器,要在每个电容器上配置单独的熔断器,熔断器的额定电流应按熔丝的特性和接通时的涌流来选定,一般都会采用1.5倍电容器的额定电流,以防止电容器内部短路时油箱爆炸。

  (1)过电压保护:如果系统电压长时性升高,需采取一定的措施使电压升高不超过1.1倍标称电压;如果电容器同架空线路或真空断路器联接时,可用合适的避雷器来进行大气过电压或操作过电压保护;如果电容器在运行中出现的过电压,则装设过电压继电器保护动作于跳闸。(2)过电流保护:用合适的电流自动开关或电流继电器进行保护,使电流升高不超过1.3倍额定电流。(3)在中性点不接地系统中,短路单相电流大于20A时,并且短路电流的保护设施或熔丝不能可靠地保护接地故障时,则应装设单相接地保护设施。(4)低电压保护:如果母线Ue(母线标称电压),装设低电压保护并动作于电容器组的电源开关跳闸。(5)对于双三角形接线的电容器组装设横差动保护;对于双星形接线的电容器组装设中性线不平衡电流保护;对于单星形接线的电容器组装设开口三角电压保护;对大容量分组电容器装设零序电流保护。

  正确选择电容器组的保护方式是确保电容器安全可靠运行的首要条件,但无论采用何种保护方式,均应符合以下要求。

  (1)保护设施应有足够的灵敏度。(2)能够有选择地切除故障电容器,或在电容器组电源全部断开后,便于检查出已损坏的电容器。(3)在电容器停送电过程中及电力系统发生接地或其它故障时,保护设施不能有误动作。(4)保护设施应便于来安装、调试和运行维护。

  相反应装设无压释放自动跳闸装置,主要是因电容器放电需要一段时间,当电容器组的开关跳闸后,如果马上重合闸,电容器是来不及放电的,在电容器中就可能残存着与重合闸电压性相反的电荷,这将使合闸瞬间产生很大的冲击电流,从而造成电容器外壳膨胀、喷油甚至爆炸。

  当电容器安装于“谐波源”较多的电网上时,为避免谐波电流引起电容器内部相间短路,故应在电容器前串联适当的电抗器。

  (1)电力电容器组在接通前应用兆欧表检查绝缘及放电网络。(2)接通和断开电容器组时,须考虑以下几个方面:(1)当母线倍标称电压允许值时,禁止将电容器组接入电网。(2)在电容器组自电网断开后1min内不得重新接入,但自动重复接入情况除外。(3)在接通和断开电容器组时,要选用不能产生危险过电压的断路器。

  (1)电容器每次从电网中断开后,应该自动进行放电。其端电压迅速降低,不论电容器标称电压是多少,在电容器从电网上断开5min内,其端电压应不超过65V。(2)为保护电容器组,自动放电装置应装在电容器断路器的负荷侧,并与电容器直接并联(中间不准装设断路器、隔离开关和熔断器等)。具有非专用放电装置的电容器组,例如:对于高压电容器用的电压互感器,对低压电容器用的白炽灯泡,以及与电动机直接联接的电容器组,可以不再装设放电装置。为了延长灯泡的常规使用的寿命,应适当地增加灯泡串联个数。(3)在接触从电网断开的电容器的导电部分前,要用绝缘的接地金属杆进行单独放电。

  (1)在一般的情况下,全所停电操作时,应先断开电容器组断路器后,再拉开各路出线断路器。恢复送电时应与此顺序相反。(2)在变电所事故停电情况下须将电容器组的断路器断开。

  (3)电容器组断路器跳闸后不准强送电;保护熔丝熔断后,未查明原因之前,不准更换熔丝送电.(4)电容器组禁止带电荷合闸。电容器组再次合闸时,要在断路器断开3min之后才可进行。

  (1)当电容器喷油、爆炸着火时,应立即断开电源,并用砂子或干式灭火器灭火。(2)电容器的断路器跳闸,而分路熔断器熔丝未熔断。操作人员应对电容器放电3min后,再检查断路器、电流互感器、电力电缆及电容器外部等情况,经检查后,若未发现不正常的情况,可以试投,否则应进一步对保护以及电容器做全部的试验检查。(3)当电容器的熔断器熔丝熔断时,应向值班调度员汇报,待取得同意后,再断开电容器的断路器。在断电并对电容器放电后,先进行外部检查,如套管的外部有无闪络痕迹、外壳是否变形、漏油及接地装置有无短路等,然后用绝缘摇表摇测间及对地的绝缘电阻值。如未发现故障迹象,可换好熔断器熔丝后继续投入运行。如经送电后熔断器的熔丝仍熔断,则应退出故障电容器,并恢复对其余部分的送电运行。

  AZC/AZCL系列智能电容器是应用于0.4kV、50Hz低压配电中用于节省能源、降低线损、提高功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备。它由智能测控单元，晶闸管复合开关电路，线路保护单元，两台共补或一台分补低压电力电容器构成。可替代常规由熔丝、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等散件在柜内和柜面由导线连接而组成的自动无功补偿装置。具有体积更小，功耗更低，维护方便，常规使用的寿命长，可靠性高的特点，适应现代电网对无功补偿的更高要求。

  AZC/AZCL系列智能电容器采用定式LCD液晶显示器，可显示三相母线电压、三相母线电流、三相功率因数、频率、电容器路数及投切状态、有功功率、无功功率、谐波电压总畸变率、电容器温度等。通过内部晶闸管复合开关电路，自动寻找投入（切除）点，实现过零投切，具有过压保护、缺相保护、过谐保护、过温保护等保护功能。

  总之,装设安全可靠的保护设施以及加强对电容器组的运行维护,不但可以保障电力系统的供电质量和提高经济效益,还能增加电容器的使用寿命。

  [1]许建安.电力系统微机继电保护[M].北京:中国水利水电出版社,1988.

  [3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.6版.返回搜狐，查看更加多