DS5型無功自動補償裝置安全可靠性分析工學(xué)論文

DS5型無功自動補償裝置安全可靠性分析工學(xué)論文

　　摘要：由于電力系統(tǒng)中的無功功率占用了供配電設(shè)備的容量，增大了線路的損耗，造成電網(wǎng)電壓下降，功率因數(shù)降低，嚴重影響電能質(zhì)量和電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，從電力用戶的角度來看，無功功率不能就地平衡，直觀表現(xiàn)為功率因數(shù)偏低，產(chǎn)生的無功沖擊引起電網(wǎng)壓降。電壓波動與閃變；產(chǎn)生的高次諧波使電網(wǎng)電壓畸變，從而引起保護裝置誤動、電容器過負荷過電壓，電器設(shè)備損耗增大、發(fā)熱、絕緣易老化等一系列不良影響。因此安裝并運行無功自動補償裝置勢在必行，但無功自動補償裝置由于本身也是容性電氣設(shè)備，其自身運行時的保護及安全可靠性又相當(dāng)重要。

　　關(guān)鍵詞：無功自動補償；電網(wǎng)質(zhì)量；保護；安全

　　一、引言

　　6KV無功自動補償裝置不同于輸配電網(wǎng)上的其他設(shè)備，區(qū)別之一因補償裝置跟蹤負荷的變化，電容器投切開關(guān)頻繁動作，對開關(guān)的電氣性能和機械性能都有特殊的要求，二是電容器是高場強的高壓設(shè)備容易發(fā)生擊穿故障，一旦發(fā)生擊穿故障有可能引起電容器爆炸著火。近年來提高6KV無功自動補償裝置運行的可靠性、安全性，杜絕爆炸著火事故的發(fā)生一直是一個棘手的問題，本文針對DS5型無功自動補償裝置的工作原理及電容器的補償特性，分析了無功自動補償裝置運行中的安全可靠性。

　　二、保護原理分析

　　在設(shè)備安全運行上如何及時發(fā)現(xiàn)電容器的早期故障，發(fā)現(xiàn)故障后盡快的把故障電容器切掉，是保證高壓無功補償設(shè)備安全運行、避免爆炸事故發(fā)生的根本條件。而電容器早期故障的發(fā)現(xiàn)，用常規(guī)的電流保護不容易解決，原因是單只高壓電力電容器內(nèi)部是多個小單元電容器串聯(lián)而成，額定電壓就分配在幾個單元電容器上，電容器損壞時，首先是內(nèi)部一個單元電容發(fā)生擊穿損壞，這時電流增大很小，用常規(guī)的電流保護不會動作。但是一個單元電容發(fā)生擊穿損壞后剩下的單元電容運行電壓升高，如果電容器此時繼續(xù)運行很快就會出現(xiàn)第二個單元電容擊穿損壞現(xiàn)象，剩下的單元電容運行電壓又被提高，此時電容器有可能已經(jīng)出現(xiàn)鼓肚，重者出現(xiàn)鼓裂、漏油，這樣繼續(xù)運行下去，很可能造成這只電容器由鼓肚、鼓裂、漏油到爆炸起火。

　　三、DS5型無功自動補償裝置保護分析

　　DS5型無功自動補償裝置除了有電容器通用的保護單元外，例如：支路電容器過流保護、支路開口零序電壓保護、抑制涌流保護、瞬時過壓保護、系統(tǒng)異常保護，DS5型無功自動補償裝置還設(shè)計有故障和事故兩種保護。故障保護能及時發(fā)現(xiàn)電容器的早期擊穿故障，避免由故障發(fā)展到事故狀態(tài)。事故保護能避免事故擴大向上一級蔓延。故障保護設(shè)計有三個保護層面，第一層電壓不平衡保護，第二層1段過流保護，第三層2段過流保護。電容器內(nèi)部某個小單元電容發(fā)生擊穿短路時，電流雖然變化很小但零序電壓變化卻很明顯。每組電容器的零序電壓是由并聯(lián)在每相電容器上的PT構(gòu)成開口三角檢出的，不受任何外界及電源不平衡的影響，只有電容器三相容量發(fā)生不平衡時才會出現(xiàn)，所以這種保護能準確及時的發(fā)現(xiàn)電容器的早期故障，盡快的把故障電容器切除掉，避免爆炸事故的發(fā)生。1段過流保護和2段過流保護過電流的整定值整定在額定電流的1.25-1.45倍，并與時間值配合使故障保護更加可靠，保證設(shè)備安全運行，使電容器有故障時不會發(fā)生爆炸著火事故。

　　四、裝置可靠性分析

　　6KV無功自動補償裝置運行的可靠性主要是基于開關(guān)的可靠性，投切電容器開關(guān)和普通負載的開關(guān)有很大區(qū)別，投電容時開關(guān)觸頭要承載的電流是額定電流的幾倍或幾十甚至是幾百倍，切電容時開關(guān)觸頭承載的電壓是額定電壓的兩倍以上，頻繁分合動作，投切開關(guān)每天分臺幾次甚至幾十次。DS5型6KV無功自動補償裝置采用了電容器投切專用真空開關(guān)，此時開關(guān)采用真空斷路器滅弧室，觸頭壓力大，可以承受合閘涌流的沖擊，減小觸頭燒損，開關(guān)觸頭間隙大，可以承受分閘時的過電壓避免重燃，特制操作機構(gòu)，適合頻繁操作。

　　五、運行前景

　　DS5型無功自動補償裝置是一種采用電力電子器件作為容性觸電開關(guān)對電力電容器實行快速無涌流投入或切除進而實現(xiàn)對電網(wǎng)所需無功進行快速補償?shù)难b置，該裝置與傳統(tǒng)的無功功率靜態(tài)補償裝置相比具有明顯的優(yōu)點(如無涌流、無噪聲、跟蹤時間快等)，且能顯著提高功率因數(shù)，并且其自身的保護性強，安全可靠，對電力部門來講，可以提高發(fā)配電設(shè)備的供電能力使得設(shè)備能充分利用；減少輸、變、配電設(shè)各的電流，降低電能在輸送過程中的損失，降低電力系統(tǒng)的電壓損失，減少電壓波動，改善電能質(zhì)量。

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