浅谈智能电力电容器的应用保护与选型

刘细凤

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801

【摘要】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。

【关键词】电力电容器保护运行维护

电力电容器是种静止的无功补偿设备。它的主要作用是向电力系统提供无功功率,提高功率因数。般采用就地无功补偿,可以减少输电线路输送电流,从而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。

1电力电容器的保护

1.1电容器组应采用适当保护措施

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,般选用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。

1.2除上述的保护形式外,般还应装设下面的几种保护

(1)过电压保护:如果系统电压长时性升高,需采取措施使电压升高不超过1.1倍额定电压;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,短路单相电流超过20A时,并且短路电流的保护装置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装置。(4)低电压保护:如果母线电压低于0.5Ue(母线额定电压),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序电流保护。

1.3正确选择电容器组的保护

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

(1)保护装置应有足够的灵敏度。(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,保护装置不能有误动作。(4)保护装置应便于进行安装、调试和运行维护。

1.4电容器不允许装设自动重合闸装置

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定时间,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,为了防止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。

2电力电容器的接通和断开

(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)当母线上的电压超过1.1倍额定电压允许值时,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。

3电力电容器的放电

(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,不论电容器额定电压是多少,在电容器从电网上断开5min内,其端电压应不超过65V。(2)为了保护电容器组,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,对于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。为了延长灯泡的使用寿命,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。

4电力电容器组倒闸操作时要注意的事项

(1)在正常情况下,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。

5电容器在运行中的故障处理

(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,若未发现异常情况,可以试投,否则应进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。在切断电源并对电容器放电后,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。

6安科瑞AZC/AZCL智能集成式电容器介绍

6.1产品概述

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，使用寿命长，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。

6.2产品选型

AZC系列智能电容器选型：

AZCL系列智能电容器选型：

6.3产品实物展示

AZC系列智能电容模AZCL系列智能电容模块

安科瑞无功补偿装置智能电容方案

7结语

总之,装设可靠的保护装置以及加强对电容器组的运行维护,不仅可以保障电力系统的供电质量和提高经济效益,还可以增加电容器的使用寿命。

参考文献

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

[2]刘萍.电力电容器的保护与运行.

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.6版.

作者简介：刘细凤，女，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电力电容产品的研发与应用。