高压串联谐振电容器避雷防护措施

更新时间：2013-5-31 点击:2796次

电网中装设高压串联谐振电容器以功率因数，维持运行电压，提高输变电设备输送容量和降低线路损耗。但如运行电压过高，会危及设备和运行。有多种因素引起稳态电压升高，下面将进行分析

1　稳态电压的升高

1) 电容器装置接入电网后引起电网电压升高。设升高的系数为K1，其值按下面方法计算：　　

ΔU≈UZM.Qc/Sd

K1=(UCG+ΔU)/UCG

ΔU为电压升高值(kV)；Uzm为电容器装置未投入时母线电压(kV)；Qc为接入母线的电容器总容量(Mvar)；Sd为电容器装置安装处母线短路容量(MVA)；UCG为电容器正常工作电压。

例如某220 kV变电站，10 kV母线短路容量350 MVA，每组串联600 kvar，6%电抗器1台，装4组电容器，每组7 800 kvar,则：

(2) 电容器组接入电抗器后，电容器端电压升高。设升高的系数为K2，其值按下面方法计算。

三相电容器回路一般不存在偶次谐波，由于电源变压器有一侧为三角形结线，三次谐波在这个低阻抗线圈中循环流动，不流入电网，只要电容器母线上没有谐波源，很少有三次谐波，电容器组投入运行后应测试一下以便验证。

电容器组串联电抗器可谐振、谐波电压、降低合闸涌流。电容器的选择主要是对占份量较大的5次谐波，设经串联电抗器后恰能消谐，即　　

5ωL-1/(5ωC)=0

解得感、容阻抗比为

XL=ωL=1/(52ωC)=0.04Xc。

为了在所有高次谐波出现时，串联电抗器应足以消谐，使感抗值大于容抗值，可引用可靠系数1.5，则XL=1.5×0.04X?C=0.06Xc。

电容器端子上电压：

K2=U?C/U=1.064U/U=1.064,电容器端子上电压高出母线电压6.4%。

(3) 电容器组如不装串联电抗器，则谐波引起电容器端子电压升高的系数为K3，计算式可从傅里叶级数得知，非正弦电压值计算如下：　　

式中　U1为基波电压分量的值；UM为第M次谐波电压分量的设U1的数值等于额定电压UN，5次谐波电压U?5的数值为26.45%U?N。