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ABB动态

ABB为中压并联电容器组投切带来了完美的解决方

2017-02-21

中压(10-35kV)并联电容器组是变电站内最常用的无功补偿设备,和其他无功补偿设备相比有着设备造价成本低、便于维护和运行、经济效益好等特点。
随着电网容量的迅速增大和对电能质量要求的不断提到,电容器组的频繁投切操作带来的副产品:过电压(Over Voltage),它会危及系统上的设备运行安全。一是损坏并联电容器组设备,损坏电容器组的对地绝缘或发生极间击穿;二是对远端变电所的设备绝缘造成危害,严重时造成事故,带来重大经济损失,所以有时会发生一个正在运行的电气设备发生电气击穿,而自身没有相关的操作,有些就是同一个电气系统上有其他无功设备操作造成的。


要解决并联电容器组投切产生的过电压问题,就要搞清楚过电压是怎么产生的,据大量的技术原理分析及实践调查,主要是这三个方面的原因:

1.无功设备(电容器组)接入的时间点;

2.投切开关设备的合闸弹跳;

3.投切开关设备的分闸重燃(Restrike);

1.      电容器的电气特性是两端的电压无法突变,也就是说一组不带电的电容器组接入电气系统时,它两端的电压必须从“零”开始逐渐上升到系统电压,如果这时接入点远离电压波形的“零点”,就会严重的造成波形畸变,从而产生过电压反过来说,如果能让电容器组尽可能的在接近“零点”时接入系统,那么对系统波形的扰动就会大大降低,从而避免产生过大的过电压。

2.      合闸弹跳过电压机理:普通的断路器(Circuit-Breaker)主要是为切断系统短路时产生的短路电流设计的,一般都是弹簧操做机构,动作力量大,从而才能对抗短路时较大的电磁力,但这会造成合闸时触头间碰撞而产生多个周期的弹跳,可以想象成一个球体坠落地面而逐渐静止的画面。

3.      分闸重燃过电压机理:这是由于切除电容器组时因为断路器的触头间重击穿而引起的:当开关分断电流熄灭后,电容器组上的残存电荷在短时间内无法释放,如果触头间隙绝缘恢复的速度低于恢复电压增长的速度,一旦其电气恢复强度不能承受加于其上的暂态恢复电压,将发生重击穿,引起电磁振荡,产生重燃过电压。
 

且看ABB是如何解决上述问题的:

1.对于无功设备接入时机的选择:

我国的三相交流电系统是50Hz系统,ABC三相可以看作是三根辐条的自行车轮子在旋转,旋转一圈是20ms;三相角差是120度,换算到时间是6.67ms;

2.解决合闸弹跳过电压:减轻合闸行程及合闸力能够大大降低合闸弹跳幅值及时间;

3.解决分闸重燃过电压:需要对开关设备的触头材料、真空洁净度等作特别设计;

针对该方案,ABB旗下的JoslynHigh-Voltage工厂设计了一套零电压合闸系统(Zero Voltage Closing:ZVC)完美的解决以上问题,同时也兼顾了电容器组频繁投切对开关设备带来的高要求:长寿命,免维护等要求;