并联电容器装置设计方案要求及注意事项.ppt

万洲电气技术部
并联电容器装置设计方案要求及注意事项
主讲人：欧阳
襄樊万洲电气集团有限公司
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一、 高压并联电容器补偿装置接入电网的要求及容量确定
1、容器安装容量可按变压器容量的10~30%确定。
2、电容器分组容量，应根据加大单组容量、减少组数的原则确定。
3、 当配电所中无高压负荷时，不得在高压侧装设并联电容器装置。
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高压并联电容器装置接入电网的设计，应按全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡的原则确定最优补偿容量和分布方式。
变电所里的电容器安装容量，应根据本地区电网无功规划以及国家现行标准<<电力系统电压和无功电力技术导则>>和<<全国供用电规则>>的规定计算后确定。当不具备设计计算条件时，电容器安装容量可按变压器容量的10~30%确定。
电容器分组容量，应根据加大单组容量、减少组数的原则确定。
设计高压并联电容器补偿装置时，应认真检测安装点处有关的谐波电压和电流。根据检测结果和电网参数进行核算，避免发生谐波电压的串联谐振和谐波电流的并联谐振。并校核并联电容器组在各种组合下，都不发生谐波严重放大现象。
谐振电容器容量，可按下式计算：
Q=S（1/n—k）
式中Q----发生n次谐波谐振的电容容量（Mvar）；
S----并联电容器装置母线安装处的母线短路容量（MVA）；
n ----谐波次数，即谐波频率与电网基波频率之比；
k ----电抗率。
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二、 高压并联电容器装置电抗率配置原则，如何避免分组回路对谐波的放大以及如何抑制谐波
总的配置原则：当电容器装置接入电网处的背景谐波为5次及以上时，-6%，当电容器装置接入电网处的背景谐波为3次及以上时，宜取12%，-6%和12%两种电抗率。
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抑制电容器组对谐波的放大是设计电容器装置考虑的原则之一，
电容器分组回路是否会将谐波放大取决于电容器分组回路谐波阻抗
的大小及性质（感性或容性）。
(nXL-Xc/n)/nXs
XL----串联电抗器工频阻抗
XC----并联电容器工频阻抗
n --- 谐波次数
XS----系统工频阻抗
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a、当(nXL-Xc/n)>0，对n次谐波而言，电容器分组回路成感性。此时，电容器分组回路与系统回路是分流状态，不会产生n次谐波放大，一般选择串联电抗器的电抗率（K=XL/Xc）时要求考虑所需限制的 n次谐波时满足(nXL-Xc/n)>0，当 n=5时，可以算出只要电抗率K>4%，就能满足电容分组回路呈感性；当 n=3时，可以算出只要电抗率K>%，就能满足电容分组回路呈感性；
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b、当(nXL-Xc/n)=0，电容器分组回路呈n次滤波状态，也就是n次谐波全部流过电容器分组回路，这种情况必须避免，因为并联电容器一般没有按滤波电容器要求设计，大量的谐波电流流入会使电容器过热而损坏电容器装置，或使电容器装置无法投入运行。
例如:（1）10KV并联电容器装置，串联电抗率为5%，每相电容器5并1串，当每相各拆除1台时，变成4并1串，此时 XL/Xc=4%，电容器分组回路对5次谐波呈谐振状态，因此，这种接线不可以减1台运行。（2）当电容器内部故障，如内熔丝熔断，或元件击穿，都可导致实际电抗率的变化，严重者亦可以使电容器组进入某次谐波的谐振状态，因此，及时测量电容器，退出故障电容器是十分必要的。
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C、-2<(nXL-Xc/n)/nXs <0，该区间为电容器分组回路放大 n次
谐波，越接近-1，放大越严重。
d、(nXL-Xc/n)/nXs =-1，说明电容器分组回路在n次谐波下呈
容性,而且其容抗等于系统阻抗,将产生并联谐振。
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发生串联谐振的谐波次数及对应电抗率
谐波次数 3 5 7 9 11 13
谐振电抗率（%） 4

由上表可以看出，较低次谐波（如5次）串联电抗率的支路对较高次数谐波（如7次及以上）均呈感性支路，不会产生谐波放大。反之，对更低次谐波（如
3次）呈容性支路，会产生谐波放大，由此可以得出：
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对不同电抗率（如12%和5%）混装的高压并联电容器装置，在投电容器装置时，应先投高电抗率组（如12%），后投