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(多图) 串联补偿电容器在超高压输电系统中的应用

李晔?? 井伟 徐州供电公司?? 2012年05月09日 ?? 收藏0
在输电线路上采用串联补偿装置(以下简称“串补装置”)来提高系统的稳定输送容量,改善线路电器参数,实现2条线路输送3条线路的功率,既提高了传输功率又节省了投资。徐州供电公司500kv三堡变电站装设的串补装置实现了提高长线路的稳定输送容量,在华东电网“北电南送”输电网络中发挥了重要作用。

  1串补装置的基本知识

  1.1基本原理

  安装串补装置后稳定输送容量提高的原理:高压输电线路的静态稳定输送功率可由下式表示

串联补偿电容器在超高压输电系统中的应用

 式中,U1、U2为线路两端的电源电压;δσ为线路两端的电源电压的相角差;XL为线路的阻抗;U1U2/XL为线路的极限输送功率(静态稳定极限)。当线路中安装有串补电容器后,线路的稳定输送功率为

串联补偿电容器在超高压输电系统中的应用

在同一个相角差(σ相同)的条件下,将装有串补电容器前后的稳定输送功率进行比较:Ke=Xe/XL为补偿度。在500kv超高压输电线路工程中,若补偿度设为40%,则每条输电线路安装串补电容器后的稳定输送功率与安装前的稳定输送功率之比为1.67倍。即安装了2套串补装置后相当于增加了一条输电线路。

串联补偿电容器在超高压输电系统中的应用

1.2基本接线形式

  串联电容补偿装置由电容器组、金属氧化物变阻器(MOV)、放电间隙、阻尼电抗、旁路开关、绝缘平台、保护和控制系统组成。串补装置采用的是固定式装置,其保护电容器的设备是MOV、分路间隙及旁路断路器。该串补装置的基本接线如图1所示。

串联补偿电容器在超高压输电系统中的应用

2电容器组的应用

  电容器组是串补装置的主要设备,其主要技术参数及有关性能见表1.

串联补偿电容器在超高压输电系统中的应用

2.1外熔丝电容器及内熔丝电容器

  串补用的电容器通常有2种:外熔丝电容器及内熔丝电容器。内熔丝电容器是每相电容器组由320台电容器单元组成。该电容器是油浸全膜电容器,实际设计的电场强度为170V/um。电容器组的保护水平为2.3pu,保护电压为230。

  外熔丝电容器是熔丝装置安装在电容器单元的外部。IEC标准规定外熔丝的熔断电流应是所保护的电容器额定电流的1.43倍以上,一般取1.5倍。作为串补用的电容器还需要考虑电容器组两端短路放电时熔丝不被熔断,否则在系统发生故障而串补电容器组退出运行时,旁路间隙或分路开关旁路电容器组时会使电容器组的外熔丝动作。

  采用外熔丝的电容器,当发生故障熔丝熔断后,熔丝管会跌落下来,巡视人员比较容易发现。但也有缺点,如电容器通常有许多的电容器元件按照一定的规律串并联而成,当其中某个元件被击穿后,与之相关联的并联组会被短路,电容器单元的电容量就会增加,此时该电容器单元仍能工作;工作电流会流过故障电容器元件的故障点使故障扩大,最后使整个电容器单元发生故障,熔丝动作并使故障电容器单元退出运行。若此过程比较长,故障元件的故障点在电流的作用下会不断地产生气体,就有可能使电容器鼓肚子甚至外壳破裂,使整个电容器单元退出运行后会造成电容器组损失较大的容量以及在其他健康的电容器单元上的过电压较高等不良后果。

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