電網中裝設高壓串聯諧振電容器以功率因數,維持運行電壓,提高輸變電設備輸送容量和降低線路損耗。但如運行電壓過高,會危及設備和運行。有多種因素引起穩態電壓升高,下面將進行分析
1 穩態電壓的升高
1) 電容器裝置接入電網后引起電網電壓升高。設升高的系數為K1,其值按下面方法計算:
ΔU≈UZM.Qc/Sd
K1=(UCG+ΔU)/UCG
ΔU為電壓升高值(kV);Uzm為電容器裝置未投入時母線電壓(kV);Qc為接入母線的電容器總容量(Mvar);Sd為電容器裝置安裝處母線短路容量(MVA);UCG為電容器正常工作電壓。
例如某220 kV變電站,10 kV母線短路容量350 MVA,每組串聯600 kvar,6%電抗器1臺,裝4組電容器,每組7 800 kvar,則:
(2) 電容器組接入電抗器后,電容器端電壓升高。設升高的系數為K2,其值按下面方法計算。
三相電容器回路一般不存在偶次諧波,由于電源變壓器有一側為三角形結線,三次諧波在這個低阻抗線圈中循環流動,不流入電網,只要電容器母線上沒有諧波源,很少有三次諧波,電容器組投入運行后應測試一下以便驗證。
電容器組串聯電抗器可諧振、諧波電壓、降低合閘涌流。電容器的選擇主要是對占份量較大的5次諧波,設經串聯電抗器后恰能消諧,即
5ωL-1/(5ωC)=0
解得感、容阻抗比為
XL=ωL=1/(52ωC)=0.04Xc。
為了在所有高次諧波出現時,串聯電抗器應足以消諧,使感抗值大于容抗值,可引用可靠系數1.5,則XL=1.5×0.04X?C=0.06Xc。
電容器端子上電壓:
K2=U?C/U=1.064U/U=1.064,電容器端子上電壓高出母線電壓6.4%。
(3) 電容器組如不裝串聯電抗器,則諧波引起電容器端子電壓升高的系數為K3,計算式可從傅里葉級數得知,非正弦電壓值計算如下:
式中 U1為基波電壓分量的值;UM為第M次諧波電壓分量的設U1的數值等于額定電壓UN,5次諧波電壓U?5的數值為26.45%U?N。
文章來源高壓串聯諧振電容器:http://www.ffylnb.cn