并联电容器装置设计规范学习笔记.docx

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并联电容器装置设计规范学习笔记

3.0.3并联电容器组谐振容量

Qcx=Sd1n2-K

Qcx------发生n次谐波谐振的电容器容量（Mvar）

Sd--------并联电容器安装处的母线短路容量

n---------谐波次数，即谐波频率与电网基波频率之比

K---------电抗率

4.1.2并联电容器组接线形式

1）并联电容器组应采用星型接线。

中性点非直接接地的电网中，星型电容器组中性点不应接地。

单串段的三角形接线并联电容器组，发生极间全击穿的机会是比较多，极间全击穿相当于相间短路，注入故障点的能量，不仅有故障相健全电容器的涌放电流，还有其他两相电容器的涌放电流和系统短路电流。

这些电流的能量远远超过电容器油箱的耐爆能量。

而星型接线电容器组发生全击穿时，故障电流受到健全相容抗的限制，来自系统的工频电流大大降低，最大不超过电容器组额定电流的3倍，而且没有其他两相电容器的涌放电流，只有来自同相的健全电容器的涌放电流，因此油箱爆炸事故较少。

2）并联电容器的每相或每个桥臂，由多台电容器串并联组合连接，宜采用先并联后串联的连接方式。

在故障相同的情况下，先并后串接线方式，健全电容器上的电压升高较低，有利于安全运行。

故障电流大，能使外熔丝迅速熔断，迅速切除故障电容。

健全电容器电压将会升高，只要不超过允许值就可继续运行。

采用先串后并的电容器组，当一台电容器击穿时，因受健全电容器容抗的限制，故障电流比上述小，外熔丝不能迅速熔断，故障时间延长，与故障电容器串联的健全电容器，因长时间过电压而损坏。

3）每个串联的电容器并联总容量不应超过3900kvar。

4.2.3串联电抗器

串联电抗器装设在电源侧，既有抑制谐波和合闸涌流的作用，又能在电抗器短路时限制短路电流的作用，具有耐受短路电流的能力。

干式空心电抗器或加强型油浸式电抗器。

当串联电抗器耐受短路电流的不满足装设在电源侧要求，将其安装在中性点侧，不具有限制短路电流的作用。

干式铁心或普通油浸式电抗器。

4.2.4外熔断器

电容器配置外熔断器时，每台电容器应该配置一个专用熔断器。

4.2.5放电线圈

放电线圈与电容器宜采用直接并联接线。

严禁将放电线圈一次绕组中性点接地。

4.2.6并联电容器检修接地

并联电容器电源侧和中性点侧设置检修接地。

星型接线中性点长期运行积有电荷具有一定的电位。

当电容器外熔丝或者电容器内部连线断线，脱离运行，均有可能电容器带有残留电荷，应进行短接放电。

4.2.8并联电容器避雷器

避雷器采用相对地方式。

接入位置应紧靠电容器组电源侧。

不得采用三台避雷器星型连接后经第四台避雷器接地的接线方式。

5.1.2和5.1.3并联电容器装置的电器和导体选择

电容器组的总容量与安装点的母线短路容量之比不超过5%（对应k=5%）或10%（对应k=12%）

电容器容量偏差不超过+5%（以前按照+10%），长期过电压不超过额定电压的1.1倍，长期允许过电流为1.3倍电容器组额定电流。

5.2.2电容器额定电压选择

1）应计入串联电抗器引起的电容器运行电压升高。

接人串联电抗器后，电容器运行电压应按下式计算：

Uc=Us3×11-K

Uc—电容器的运行电压（（kV）；

Us—并联电容器装置的母线运行电压（kV）；

S—电容器组每相的串联段数；

K—电抗率。

2）并联电容器投入电网后引起的母线电压升高值按照

∆U=UsoQSd

∆U—母线电压升高值（kV）；

Uso—并联电容器装置投入前母线运行电压（kV）；

Sd—母线三相短路容量（MV.A）；

Q—母线上所有运行的电容器组容量（Mvar）。

3）选择电容器的额定电压可先由公式求出计算值，再从电容器的标准系数中选取。

Ucn=1.05Usn3S（1-K）

Ucn—单台电容器的额定电压（kV）；

Usn—电容器接入点电网标称电压（kV）；

S—电容器组每相的串联段数；

K—电抗率。

5.2.3电容器的绝缘水平

按电容器接入电网处的电压等级、由电容器组接线方式确定的串并联组合、安装方式要求等，根据电容器产品标准选取。

5.4.2外熔断器的熔丝额定电流

用于单台电容器保护的外熔断器的熔丝额定电流，应按电容器额定电流的1.37～1.50倍选择。

5.4.3外熔断器

用于单台电容器保护的外熔断器的额定电压、耐受电压、开断性能、熔断性能、耐爆能量、抗涌流能力、机械强度和电气寿命等，应符合国家现行有关标准的规定。

电容器内部元件击穿，过电流大于1.1倍的熔丝额定电流，熔丝应动作将故障切除。

过电流达到1.5倍熔丝额定电流，小于75s开断；达到2.0倍熔丝额定电流时，小于7.5s开断。

外熔丝的保护特性：

小容性电流开断、耐爆能量、大容性电流开断，以及动作电流与动作时间成反时限特性。

5.5.2串联电抗器电抗率选择

应根据电网条件与电容器参数经相关计算分析确定，电抗率取值范围应符合下列规定：

1、仅用于限制涌流时，电抗率宜取0.1%～1.0%。

2、用于抑制谐波时，电抗率应根据并联电容器装置接人电网处的背景谐波含量的测量值选择。

当谐波为5次及以上时，电抗率宜取4.5%～5.0%；当谐波为3次及以上时，电抗率宜取12%，亦可采用4.5%～5.0%与12%两种电抗率混装方式。

（1）当电网5次及以上谐波为主，电抗率选用6%时，对3次谐波放大。

（2）当电网3次及以上谐波为主，采用两种方案。

全部电抗率采用12%；或者采用4.5%～5.0%与12%两种电抗率混装方式。

5.5.3并联电容器装置的合闸涌流限值

并联电容器装置的合闸涌流限值宜取电容器组额定电流的20倍；当超过时，应采用装设串联电抗器予以限制。

电容器组安装处母线短路容量不超过电容器组容量的80倍时，单组电容器的合闸涌流将不超过10倍电容器组额定电流。

5.7.2并联电容器装置的避雷器选值

可以按照电容器组容量估算：

24Mvar及以下2ms方波电流不应小于500A；容量大于20Mvar，容量每增加20Mvar，按照方波电流增加值不小于400A进行估算。

6.1.2并联电容器组保护

1）单星形电容器组，可采用开口三角电压保护

优点是：

不受系统接地故障和系统不平衡电压的影响，不受3次谐波的影响，灵敏度高设备少接线简单。

缺点是：

电压变比大，保护定值难与电容器内熔丝配合，放电线圈三相性能差异，易产生不平衡电压，影响灵敏度。

2）单星形电容器组，串联段数为两段及以上时，可采用相电压差动保护

优点是：

不受系统接地故障和系统不平衡电压的影响，灵敏度高。

缺点是：

设备复杂，对称故障，保护不会动作。

6.2.3变电站中有两种电抗率的并联电容器装置时，其中12%的装置应具有先投后切的功能。

6.2.4并联电容器的投切装置严禁设置自动重合闸

7.2.2并联电容器装置的总回路，应装设无功功率表（或功率因数表）、无功电度表。

每相应装设一个电流表。

分相装设电流表的目的是为了检测总回路三相电流是否平衡。

8.1.7并联电容器组下部地面和周围地面的处理

宜符合下列规定：

1）、屋外油浸式并联电容器组安全围栏内，宜铺设一层碎石或卵石（混凝土基础以外部分），其厚度应为100～150mm，并不得高于周围地坪。

2）、屋内并联电容器组下部地面，应采取防止油浸式电容器液体溢流措施。

屋内其他部分的地面和面层，可与变电站的房屋建筑设计协调一致。

8.2.3电容器组的安装设计最小尺寸

名称

电容器（户外/户内）

电容器底部距地面的距离

装置顶部至屋顶的净距

间距

排间距

户内

户外

最小尺寸

70

100

200

300

1000

以往规范

100

200

300

400

1000

电容器间距、排间距

8.2.4电容器组的安装设计最小尺寸

1）户内外布置电容器四周或一侧维护通道宽度1200mm。

维护通道与电容器间应设网状遮拦，不应低于1700mm。

2）当电容器采用柜式结构双排布置相互之间维护通道宜按照单侧门加宽800mm，最小尺寸不得小于1200mm。

3）电容器框架与墙或框架之间应设置检修通道宽度不宜小于1000mm。

电容器在框架单排安装，框架与墙之间不设检修通道，可靠墙布置。

4）当户内只有一组电容器，一侧设置维护通道，一侧与墙之间设检修通道。

5）当户内有两组电容器组。

方式一：

电容器靠两侧墙布置，两组框架之间设置维护通道，框架与墙间设检修通道。

方式二：

电容器框架之间设检修通道，框架与墙维护通道。

8.2.5集合式电容器在地面安装时外壳应可靠接地。

8.2.10外熔断器安装，应符合下列要求：

1）、应装设在通道一侧。

2）、安装角度、喷口方向和弹簧拉紧位置，应符合制造厂的产品说明，拉紧弹簧必须保持规定的弹力状态。

3）、熔丝熔断后，尾线不应搭在电容器外壳上。

此项规定应写入施工图

8.3.3干式空心串联电抗器布置与安装

应满足防电磁感应要求。

电抗器对其四周不形成闭合回路的铁磁性金属构件的最小距离以及电抗器相互之间的最小中心距离，均应满足下列要求：

1）、电抗器对上部、下部和基础中的铁磁性构件距离，不宜小于电抗器直径的0.5倍。

2）、电抗器中心对侧面的铁磁性构件距离，不宜小于电抗器直径的1.1倍

3）、电抗器相互之间的中心距离，不宜小于电抗器直径的1.7倍。

8.3.4干式空心串联电抗器支承绝缘子的金属底座接地线，应采用放射形或开口环形。

8.3.5干式空心串联电抗器组装的零部件，宜采用非导磁的不锈钢螺栓连接;当采用矩形母线与相邻设备连接时，矩形母线宜采用立式安装方式。

9.1.1防火距离

1）独立布置的电容器（电抗器）及户外布置的油浸电容器（电抗器）与其他建筑物或主要电气设备之间防火距离不应小于10m

2）当不满足上述规定，应设置防火墙。

当相邻建筑物的外墙为不开门窗及洞口的防火墙时，防火距离不受限制。

当相邻建筑物的外墙为设有甲级防火门的防火墙时，防火距离不应小于5m。

当与其他建筑物联合布置时，其间应设置防火墙，防火墙的长高尺寸应比设备外廓尺寸每边大1m，并在防火墙的两侧2m范围内，不得开门窗及洞口。

9.1.2并联电容器装置的消防设施，应符合下列要求：

1、属于不同主变压器的屋外大容量并联电容器装置之间，宜设置消防通道。

2、属于不同主变压器的屋内并联电容器装置之间，宜设置防火隔墙。

3、并联电容器装置必须设置消防设施。