并联电容器的连接釆用哪种连接方**

高压并联电容器组单双星形接线方式的选择……………………………………………………………………………………………………………………………………………………摘要：　　摘　要　从选择高压并联电容器组接线方式的取决因素, 深入进行单、双星形接线方案的技术经济指标的比较, 估算两种不同接线方式的适用范围之后, 提出不同容量的电容器组应选择采用哪种接线方式的结论。　　关键词　高压并联电容器组　星形接线方式 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………1 　引言当高压并联电容器装置接入电网的容量、电压等级以及连接方式确定以后, 选择并联电容器组的接线方式即成为关系到装置在技术上是否更安全可靠、在投资上是否更经济合理的首要问题。虽然在**标准gb -95[1 ] 4.1.2.1 中指出: 电容器组宜采用单星形接线或双星形接线,且在该标准的条文说明中阐述: 单星形接线与双星形接线比较, 前者接线简单, 布置清晰, 串联电抗器接在中性点侧只需一台, 没有发生对称故障(双星形的同相双臂发生相同的故障, 如同时发生一台电容器极间击穿) 的可能。因此, 4.1.2.1 第1 款规定的实质是电容器组接线要先考虑采用单星形接线, 其次再考虑采用双星形接线。但是该条文对两者的适用范围场合并没有具体界定, 故有的地区不论电容器组容量大小仍习惯采用单星形接线。鉴于此, 本文拟从决定接线方式的有关因素入手, 深入比较两种接线方式的利弊, 以电容器耐爆能量为判据和以保证保护动作灵敏度为条件,推导估算单、双星形接线方式的适用范围。2 　决定接线方式的有关因素2．1 　与电容器组的容量和电压有关一旦电容器组的容量与电压确定之后, 其电容量也随之确定, 而电压可以由不同的并联台数和串联段数的电容器单元组合而成。然而在同一串联段上的并联台数要受到电容器单元耐爆能量的限制,即我们提及的所谓最大并联台数问题。计算公式如下：mzd≤（e2x/ed）+1mzd：最大允许并联电容器台数e2x电容器单元保证的外壳**能量，kj或kw.s对于大容量电容器组而言, 通常采取增大串联段数和减少并联台数(包括适当提高单元电容器容量) , 以有效降低故障电容器所承受的放电能量, 确保其不发生爆裂事故; 而对于35k 及以上电压等级特大容量电容器组而言, 除了上述措施以外, 应采用双星形接线中性点不平衡电流保护或者单星接线桥式差流保护方式。2．2 　与采用的电容器故障保护方式有关电容器组接线方式是与所采用的继电保护方式相对应的。目前国内作为电容器内部故障的继电保护方式有: 单星形接线电容器组采用的开口三角保护; 串联段数为两段及以上的单星形电容器组采用的电压差动保护; 每相能接成4个桥臂的单星形电容器组采用的桥式差电流保护; 双星形接线电容器组采用的中性点不平衡电流保护。3 　单、双星形接线方案的技术比较单星形与双星形在技术性能或技术特点上的优劣都是相对而言的, 上述的单星形所具有的优点是基于该接线方式可用的前提, 如果超出其使用范围,则无可比性。下面围绕电气接线、器件配置、工作条件、薄弱环节、保护能力及适用范围等方面进行。3．1 　电气接线电气接线包括电容器组内部与外部接线, 对于单星形来说其接线和相应的结构布置均十分简单与清晰, 无论串联电抗器装在中性点侧还是电源侧,电容器组布局不变; 双星形的两臂中性点需通过电流互感器来连接, 如串联电抗器装在中性点侧, 则各相各臂分别通过串联电抗器相连, 两个中性点再经过电流互感器连接。电气接线与结构布局后者比前者复杂。一般情况下双星接线电抗器都是安装于电源侧的。尤其是35k 及以上电压等级电容器组, 电容器需装设在绝缘**上(电容器串联段数为2 级以上) , 双星接线的结构布局以及母排走线比单星接线显得复杂。即使是10k 柜式电容器组, 如果受安装空间限制,双星接线也不是那么清晰方便。3．2 　器件配置通常单星形电容器组采用基本配置(按照gb —95 第4.2.1 条规定) , 即隔离开关；断路器或跌落式熔断器等设备；串联电抗器；操作过电压保护用避雷器；单台电容器保护用熔断器；放电器和接地开关；继电保护、控制、和电测量用一次设备和二次设备。但从现场运行中发现, 由于与电容器并接的兼作放电和保护用的三台放电线圈的伏安特性偏差过大而引起开口三角电压保护误动, 故选用的放电线圈必须符合电力行业标准dl/ t — 的规定要求, 且伏安特性需相近; 双星形电容器组除了基本配置以外, 尚需增设保护用电流互感器, 从保护要求变比越小越好, 而从保证电气绝缘的要求出发, 变比不宜小于20 ，因此，电流互感器的变比需通过计算保护整定电流值后选取 。3．3 　工作条件为了减少正常运行时的不平衡电压或不平衡电流, 以提高保护灵敏度, 要求电容器组的各相、各臂、各串联段电容量调整平衡, 标准规定要求在回路中任何两端电容量的最大值与最小值之比应不超过1.02 , 故此电容调整平衡工作量(还包括日常运行维护) 双星形要比单星形大得多，尤其是对于多串联段的装置。3．4 　薄弱环节当双星形中某臂电容器发生故障时, 中性线电流互感器将通过高频率高幅值的放电电流, 瞬时过电压过电流是对互感器的严酷考验, 甚至遭受损坏。因此, 要求选用加强绝缘的专用互感器, 而且变比尽可能选高。3．5 　保护能力从继电保护与外熔丝配合整定而言, 要求依据国标gb —95 中6.1.2 的规定&lduo;采用外熔丝保护的电容器组, 其不平衡保护应按单台电容器过电压允许值整定&rduo;。根据保护工作原理与整定原则可推导出单星形开口三角电压保护定值( udz) 和双星形中性点不平衡电流保护定值( idz) 的一步到位(注: 对按过电压允许的外熔丝切除故障电容器台数不作取整加1处理) , 算式分别为udz=[3n(kv-1)uex]/(3n-2)klmnv （1）idz=[3m(kv-1)ie]/(6n-5)klmni （2）kv———单台电容器过电压允许倍数,取1.1klm —— 保护灵敏度系数, 取1.3uex———电容器组的额定电压ie———单台电容器额定电流m———每相各串联段并联的电容器台数（双星为每臂并联台数）n———每相电容器的串联段数nv ———放电线圈变比ni ———中性线电流互感器变比为了防止保护发生误动作, 要求保护定值分别满足下式的要求udz ≥kkubp (3)idz ≥kkibp (4)上式中　kk ———可靠系数, 取1.5ubp ———为开口三角正常运行时的不平衡电压ibp ———为正常时中性点间的不平衡电流据, 电网三相电压不平衡, 三相放电线圈特性不一致和三相电容器组电容量不均衡程度, 都会影响δubp 值的大小, 现按ubp = 0.02 n uex/ nv计; 而δibp 大小主要受电容器组每相每臂电容量不均衡程度影响, 现按ibp = 0.01 mie/ ni 计。在将kv = 1.1 、klm = 1.3 、kk = 1.5 , 以及上述的δubp和δibp值分别代入式(1) 、(3) , 式(2) 、(4) , 经联解化简后可得如下结果:(1) 单星形开口三角电压保护要求n ≤3（n ≤3.23） 。即如要确保在电容器发生故障时保护有足够的灵敏度, 且在电容器正常运行时保护能可靠防止误动作, 通常要求电容器组串联段数不宜超过3 段; 换言之, 假如串联段数在3 段以上, 则应采取措施有效地降低不平衡电压。(2) 双星形中性点不平衡保护要求n ≤3 （n ≤3.40） 。可见保护的定值和电容器组串联段数是受到正常运行时不平衡电流的制约, 亦即保护能力受其限制。3.6 　适用范围3.6.1 　电容器组最大并联台数电容器组接线方式与电容器**能量密切相关。依据gb/ t.3 —[2 ] 中5.3.1 条有关放电能量的算法进行计算。其中, 放电瞬间电容器端电压为1.1 倍额定电压峰值; 注入能量为 %放电能量; 全膜电容器耐爆能量wx为15kj。按上述设定条件分别估算单、双星形接线时电容器组的最大并联台数mx 。(1) 单星形接线时mxw =1/2mcum2 ≤wx (5)式中, w 为放电能量; c = n/ ωun2 ( n 为单台电容器额定容量, ω为工频角频率, un 为单台电容器额定电压) ; um =√2 kvun (kv为过电压倍数) 。将c 和um 的表达式代入式(5) 中, 经化简转换后可求得mx的算式mx ≤ωwx／kv2 n (6)图1 　单星形电容器组(相) 接线示意图按kv = 1.1 、ω= , 由式(6) 可得出mx与n 、wx (不同介质) 的关系, 如表1 所示。表1 　单星形电容器组最大并联台数限值(单位: 台)n/ kvar 50 全膜( wx = 15kj ) mx＝ 77 38 19 11(2) 双星形接线(见图2) 时mx 　双星形与单星形不同之处在于对短路故障电容器放电的总电容量不是mc , 而是mc + mc/( 2 n-1 ) =2mnc/(2 n-1) ,其余与式(5) 相同,经化简转换后可求得双星形接线时的mxmx =［(2 n - 1) wxω］／2kv2 nn (7)图2 　双星形接线电容器组(相)接线示意图按kv = 1.1 、ω = 、n = 2 、3 , (当n = 1时为单星形) , 由式( 7 ) 可得出mx 与n 、wx (不同介质) 的关系, 如表2 所示。表2 　双星形电容器组最大并联台数限值(单位: 台)n/ kvar 50 全膜( wx = 15kj )n＝2时mx＝ 58 29 14 8全膜( wx = 15kj )n＝3时mx＝ 32 16 93.6.2 　单、双星形接线方式适用范围对应于不同的n 和mx ( 相应于不同的wx和n),可导出两种不同的接线和保护方式的适用范围。(1) 单星形适用范围　按电容器组总容量∑ = 3nmx , 并取其中最小者( 对应于n =kvar) , 其结果如表3 所示。表3　单星接线适用范围(单位: kvar)n (段) 1 2 3∑(kvar) (2) 双星形接线适用范围　按电容器组总容量∑ = 6nmx , 并取其中最小者(对应于n =kvar) , 其结果如表4 所示。表4 　双星接线适用范围(单位: kvar)n (段) 2 3∑(kvar) 单、双星形接线方案的经济比较现以10k电压等级、容量kvar的并联电容器装置为例，由于电容器装置用不同的接线和保护方式所采用的部件比较：单星接线设备配置 双星接线设备配置1 电容器单元bfm11/√3--1w 电容器单元bfm11/√3--1w2 高压熔断器brw-12/26p 高压熔断器brw-12/26p3 干式串联电抗器cksg-/10-6 干式串联电抗器cksg-/10- 干式放电线圈fddc-1.7/11/√3 干式放电线圈fddc-1.7/11/√35 氧化锌避雷器hy5wr-17/45 氧化锌避雷器hy5wr-17/ 隔离开关gn24-12d/ 隔离开关gn24-12d/ 柜体（5.6*1.6*2.6） 柜体（5.6*1.6*2.6）8 铝排60*6 40米 铝排60*6 50米9 支柱绝缘子zn2-10/4等 1套 支柱绝缘子zn2-10/4等 1套10 电流互感器lzjc-10由此可见，对于10k、kvar的电容器组，双星接线要比单星接线所用的设备多，这样费用就比单星的有所增加，随着电压等级的增高，所增加的费用也相应增多。5 结论1） 从技术经济比较结果可显而易见，对于中小型电容器组（n＝1，n≤kvar），可采用单星接线及开口三角电压保护方式；2） 增加电容器组的串联段数和减少并联台数是提高耐爆能力的有效措施，对此双星接线比单星接线效果更显著，故对于大容量或特大容量的电容器组宜采用双星接线中性点不平衡电流保护的方式；3） 采取措施减少电容器组正常运行时的不平衡电压和不平衡电流，对于提高保护的动作灵敏度，增强防止保护误动作的安全可靠性，以及扩大接线及保护方式的适用范围，都是至关重要的。 硬之城上面应该有这个电阻，可以去看看有没有教程之类的，因为毕竟上面的技术资料型号等都很全面也是最新的，所以能解决很多问题。 20210311