正确选择电抗器尤其串联电抗器可抑制谐振

正确选择电抗器尤其串联电抗器可抑制谐振

经由过程电容器组的合理投切,到达提高变电所的功率因数、控制电压及格率、勤俭电能等方面都有很好的效果,其容量设置装备摆设一般均按变压器总容量的10%~30%斟酌,或凭据现实无功负荷肯定。由于电容器组现实投进容量需凭据电网的无功负荷情况做适当的调整,而电容器组的投切容量和电抗器的设置装备摆设对电网的稳定性、避免系统谐振、避免电容器的过电压往往熟悉不足,2004年10月16日,金湖县110 kV黎城变电所10 kVⅡ段电抗器的烧毁就是一个典型的事例。

1 电抗器的选配原则

1.1 单台电容器组电抗器的选配

单台电容器组是否斟酌设置装备摆设电抗器,应凭据电容器组所在系统的运行状态肯定。如系统中无谐波源,可不斟酌设置装备摆设电抗器, 一般只要经由过程对电容器组正常运行时的稳态过电压情况和无功过抵偿时,电容器端电压升高的分析计较来选择电容器组。如系统中有谐波源,应凭据谐波源的情况肯定具体抑制谐波的措施。一般情况下(就是谐波不多的情况下),加装合适的电抗器就能到达一定的效果,设置装备摆设原则是能够消除和抑制主要次数的谐波,同时保证其它次谐波引发的电压升高,电容器能承受。

1.2 多台电容器组并列时电抗器的选配

一条母线上装设两组及以上电容器组时,为避免一组电容器在投切和故障跳闸的情况下,引发另外一台电容器的电压异常升高而损坏电容器组,一般电容器组应设置装备摆设响应的电抗器。当系统中无谐波源时,为避免电容器组投切时发生的过电压,连系对电容器组正常运行时的静态过电压、无功过抵偿时电容器真个电压升高的情况分析计较,一般选用0.5%~1%的电抗器就能知足要求。系统中有谐波源时,应凭据谐波源的情况肯定具体抑制谐波的措施,设置装备摆设原则是能够消除和抑制主要次数的谐波,同时对其它次谐波引发的电压升高,电容器组能承受。

2 电容器静态过电压

电容器组接进电网引发电网电压升高为ΔU = UZNQC/Sd ,电压升高系数K1。

电容器组接进电抗器后,电容器端电压升高为ΔU = U - U/(1 - XL/XC),电压升高系数K2。

电容器组不装设串联电抗器,电容器端电压升高,电压升高系数K3。

电容器组相间电容差值引发过电压。中性点不接地系统的星型接线的电容器组,由于三相电容不服衡会引发中性点位移,使电压升高为ΔU = [1 + dC/(3C + δC)]U,电压升高系数K4。

并联电容器在运行进程中,由于电容器内部故障熔件熔断切除后,故障段中,残剩的健全电容器端子所受电压也将升高,系数为K5 = mn/[3mn - p(3n - 2)]。

3 电抗器参数的选择和计较

为避免电容器组在投进进程中的合闸涌流,引发电容器真个电压升高而损坏电容器,一般电容器组可选配0.5%~1%的电抗器。如系统中有谐波源,电抗器的选摘要从消除和抑制谐波,避免发生谐振方面来斟酌。由于35 kV和10 kV系统都为不接地系统,变压器接线组别均为Y/d接线,可隔离系统中的三次谐波,凡是性质的谐波源一般都不含偶次谐波,为此电抗器的选配以抑制5次以上的谐波为目的。5次谐波谐振时,X5L = 5ωL,X5C = 1/(5ωC),X5L- X5C = 0,5ωL - 1/(5ωC)= 0,5X1L -(1/5)X1C = 0,X1L/5X1C = 1/25 = 4%,其中XC为容抗,XL为感抗,为确保5次及以上的其它高次谐波不谐振,一般取靠得住系数1.5, 则电抗率为XL/XC = 1.5×4% = 6%。

4 110 kV变电所10 kVⅡ段电抗器烧毁

110 kV黎城变电所10 kVⅡ段电容器组,电容器型号为BFM68-12/31/2 - 100/1W,电抗器型号为CKSGQ - 108/12/31/2 - 4.5%。2004年5月16日投进系统运行,10月26日17点30分,运行人员巡视发现电抗器B、C相冒烟烧坏。

110 kV黎城变电所10 kV为单母线分段接线,事故当日,10 kV单母线不分段运行,Ⅰ、Ⅱ段电容器组并列,容量均由2400 kvar削减为1800 kvar,由于串联电抗器无调理分头,与原电容器组的阻抗比仍为XL/XC= 4.5%,电抗器的现实感抗为2.268 W,电容器的容抗为50.4 w。电容器容量改成1800 kvar后,电容器的容抗为67.3 w,阻抗比变为XL/XC  = 3.375%<4%,当系统中泛起5次以上谐波时,电容器组已呈容性,不能有用地抑制5次以上谐波,此时在一定条件下(如加上系统电抗),就会使整个电容器组发生严重的5次谐波谐振,并发生严重的过电压和过电流,对电容器组内所有元器件尽缘发生严重的破坏。

110 kV黎城变电所10 kV母线上接有理士电池有限公司高压用户,该用户的主要生产装备为充机电,约有40台,每台输进功率140 kW,采用了三相6脉冲整流,从理论上看存在6±1次的谐波。对该公司谐波进行实测,发现5、7、11次谐波份量相当高,总谐波量与基波的比值高达29%,出格是5次谐波,会在电容器组运行状态下发生谐振。

5 结论

经由过程对电容器组运行及发生谐振时的定性定量分析可得出:如系统中无谐波源,母线上仅装有一组电容器组时,可不装设电抗器;一条母线上装设两组及以上电容器组时,为避免一组电容器在切除、故障跳闸引发另外一台电容器的电压异常升高而损坏电容器组,可选用0.5%~1%的电抗器。电容器组容量变化很年夜时,可选用与电容器同步伐整分接头的电抗器。系统中有谐波源时,应凭据谐波源的情况,肯定具体抑制谐波的措施,凡是选用6%的电抗器,就能到达消除系统中5次及以上次谐波的高次谐波引发的谐振发生。

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