高压并联电容器装置说明书.docx

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高压并联电容器装置说明书

高压并联电容器装置说明书

1．概述

1.1产品适用范围与用途

TBB型高压并联电容器装置（以下简称装置），主要用于3~110kV，频率为50Hz的三相交流电力系统中，用以提高功率因数，调整网络电压，降低线路损耗，改善供电质量，提高供配电设备的使用效率的容性无功补偿装置。

1.2型号、规格

及外形尺寸

1.2.1型号说明

装置的保护方式通常与电容器组的接线方式有关系，一般的有AK、AC、AQ和BC、BL之分。

1.2.2执行标准

GB50227标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器

GB10229电抗器

GB311.1高压输变电设备的绝缘配合

GB500603～110kV高压配电装置设计规范

JB/T5346串联电抗器

JB/T7111高压并联电容器装置

DL/T840高压并联电容器使用技术条件

其它现行国家标准。

DL/T604高压并联电容器装置订货技术条件

1.2.3产品规格与外形尺寸

常用的产品规格与柜体外形尺寸如表1~5所示。

装置的外形和基础的示意图分如图1、图2所示。

产品规格与外形尺寸

注：

以下尺寸仅供参考，实际尺寸根据用户情况而定。

以单台电容额定电压11/

kV

表格1卧式-阻尼电抗后置单位：

mm

序号

型号规格

额定容量

L1

L2

H

额定电流

（A）

1

TBB10-600/100AK

600

1200

2800

2600

94.5

2

TBB10-900/100AK

900

1200

3100

2600

141.7

3

TBB10-1000/334AK

1000

1200

2100

2600

157.5

4

TBB10-2000/334AK

2000

1200

2800

2600

315

5

TBB10-2400/200AK

2400

1200

3400

2600

378

6

TBB10-3000/334AK

3000

1200

3000

2600

472.4

7

TBB10-3600/200AK

3600

1200

4000

2600

566.9

8

TBB10-4008/334AK

4008

1200

3400

2600

631.2

9

TBB10-4200/200AK

4200

1200

4400

2600

661.4

10

TBB10-4800/200AK

4800

1200

4600

2600

755.9

11

TBB20-6000/334AC

6000

1200

4400

3000

944.9

表格2卧式-阻尼电抗前置单位：

mm

序号

型号规格

额定容量

L1

L2

H

额定电流

（A）

1

TBB10-600/100AK

600

1200

2600

2600

94.5

2

TBB10-900/100AK

900

1200

4100

2600

141.7

3

TBB10-1000/334AK

1000

1200

2400

2600

157.5

4

TBB10-2000/334AK

2000

1200

2600

2600

315

5

TBB10-2400/200AK

2400

1200

3300

2600

378

6

TBB10-3000/334AK

3000

1200

3100

2600

472.4

7

TBB10-3600/200AK

3600

1200

3900

2600

566.9

8

TBB10-4008/334AK

4008

1200

3300

2600

631.2

9

TBB10-4200/200AK

4200

1200

4300

2600

661.4

10

TBB10-4800/200AK

4800

1200

4600

2600

755.9

11

TBB20-6000/334AC

6000

1200

4700

2600

944.9

表格3立式-阻尼电抗后置单位：

mm

序号

型号规格

额定容量

L1

L2

H

额定电流

（A）

1

TBB10-600/100AK

600

1200

3000

2600

94.5

2

TBB10-900/100AK

900

1200

3000

2600

141.7

3

TBB10-1000/334AK

1000

1200

2400

2600

157.5

4

TBB10-2000/334AK

2000

1200

2700

2600

315

5

TBB10-2400/200AK

2400

1200

3300

2600

378

6

TBB10-3000/334AK

3000

1200

3000

2600

472.4

7

TBB10-3600/200AK

3600

1200

3900

2600

566.9

8

TBB10-4008/334AK

4008

1200

3300

2600

631.2

9

TBB10-4200/200AK

4200

1200

4200

2600

661.4

10

TBB10-4800/200AK

4800

1200

4500

2600

755.9

表格4卧式-铁芯电抗后置单位：

mm

序号

型号规格

额定容量

L1

L2

H

额定电流

（A）

1

TBB10-600/100AK

600

1200

3100

2700

94.5

2

TBB10-900/100AK

900

1200

3200

2700

141.7

3

TBB10-1000/334AK

1000

1200

3300

2600

157.5

4

TBB10-2000/334AK

2000

1200

3300

2600

315

5

TBB10-2400/200AK

2400

1200

3900

2600

378

6

TBB10-3000/334AK

3000

1200

3600

2600

472.4

7

TBB10-3600/200AK

3600

1200

4500

2600

566.9

8

TBB10-4008/334AK

4008

1200

3900

2600

631.2

9

TBB10-4200/200AK

4200

1200

4800

2600

661.4

10

TBB10-4800/200AK

4800

1200

5100

2600

755.9

11

TBB20-6000/334AC

6000

1200

4600

3000

944.9

表格5立式-铁芯电抗后置单位：

mm

序号

型号规格

额定容量

L1

L2

H

额定电流

（A）

1

TBB10-600/100AK

600

1200

3200

2600

94.5

2

TBB10-900/100AK

900

1200

3200

2600

141.7

3

TBB10-1000/334AK

1000

1200

2600

2300

157.5

4

TBB10-2000/334AK

2000

1200

2900

2300

315

5

TBB10-2400/200AK

2400

1200

3500

2300

378

6

TBB10-3000/334AK

3000

1200

3200

2300

472.4

7

TBB10-3600/200AK

3600

1200

4100

2300

566.9

8

TBB10-4008/334AK

4008

1200

4400

2300

631.2

9

TBB10-4200/200AK

4200

1200

3500

2300

661.4

10

TBB10-4800/200AK

4800

1200

4600

2300

755.9

11

TBB20-6000/334AC

6000

1200

4100

2300

944.9

图1装置外形图

图2装置基础图

1.3使用环境条件

1.装置用于户内或户外；

2.安装运行地区的海拔高度不超过1000m（特殊地域或地区可商定）；

3.周围空气温度为-40℃～+45℃（特殊环境可商定）；

4.空气相对湿度不大于85%（20℃时）；

5.无有害气体及蒸汽，无导电性或爆炸性尘埃等；

6.安装场所应无剧烈的机械振动和颠簸；

7.抗震设防烈度8度。

1.4工作条件

1.4.1装置的连续运行电压为1.05Un,且能在表6所规定的稳态过电压运行相应时间。

表6稳态过电压

工频过电压

最大持续时间

说明

1.10Un

长期

指长期工作电压的最高值不超过1.1倍

1.15Un

每24h中30min

系统电压的调整和波动

1.20Un

5min

轻负荷下电压升高

1.30Un

1min

1.4.2装置能在方均根值不超过1.1×1.3In（In为电容器组额定电流）的电流下连续运行。

该电流系由1.1Un、电容值偏差及高次谐波综合作用的结果。

1.4.3装置接入处电网本侧应无非线性负荷谐波源，电网背景谐波电压水平应不超过现行国际GB/T14549规定的允许值。

1.4.4顾客自选与装设的断路器应符合切合电容器组的性能要求。

2.技术性能

2.1依据标准

装置技术性能符合DL/T604-1996《高压并联电容器装置订货技术条件》及其引用标准GB50227-95《并联电容器装置设计规范》等相关标准的规定要求。

装置在正常工作条件下确保安全可靠运行。

2.2主要技术性能

装置的主要技术性能见表7、表8。

表7装置主要技术性能

项目

技术参数/性能指标

装置额定电压

10kv、6kv

装置额定电容

按用户需要选取

电容偏差

（1）电抗器组允许的电容器偏差为装置额定电容的0~+5%

（2）三相电容器组任何两线路端子间电容的最大值与最小值之比不超过1.02

电抗器电感偏差

（1）电抗器电抗值允许偏差为其额定值的0~+10%

（2）每相电抗值不超过三相平均值的±2%

阻尼电阻偏差

每相阻尼电阻容许偏差为其额定值的-5%~+10%

火花间隙动作电压

火花间隙击穿电压整定值为（1400~1800）V

绝缘水平

装置的一次电路各相之间及相与地之间，二次电路与地之间能承受表8规定的工频耐受电压，施加时间1min

温升

连接处的温升不超过50K；电气设备的温升不超过各自规定

耐受短路电流能力

按用户需要选取

稳态过电流

满足本说明书1.4.2规定要求

稳态过电压

满足本说明书1.4.1规定要求

涌流

背靠背追加合闸涌流不超过电容器组额定电流20倍（峰值）

联锁防护能力

具备电气闭锁和机械闭锁功能确保人身设备安全

（详见本说明书3.1.4）

表8绝缘水平kV

装置额定电压

一次电路

二次电路工频耐受电压

（方均根值）

工频耐受电

（均方根值）

冲击耐受电压

[（1.2~5）/50μs峰值]

6

32

60

2

10

42

75

3.结构与特性

3.1总体结构与特性

3.1.1结构简介

高压并联电容器装置主要分为分散式（构架式）高压并联电容器装置和密集型（集合式）高压并联电容器装置两种，其结构及特点如下所述：

分散式高压并联电容器装置由隔离开关（接地开关）、放电线圈、氧化锌避雷器、串联电抗器、高压并联电容器、电流互感器、喷逐式熔断器和母线、放电指示灯、组合柜体（构架）等组成。

柜式装置一般情况下用于户内，组合构架式装置既可用于户内也可用于户外。

装置设计时根据用户及场地需要，可做成双排并列、单排的单层、双层或三层结构，其具有容量调节灵活，装置安装维护方便，储油量少等特点。

密集型高压并联电容器装置主要由隔离开关（接地开关）、放电线圈、氧化锌避雷器、串联电抗器、集合式（密集型）并联电容器、母线和框架（根据需要可加设围栏）等组成。

密集型高压并联电容器装置一般情况下用于户外，其运行不受环境和场地影响。

集合式电容器具有全密封、免维护的优点。

调容式高压并联电容器装置又分为有载调容和无载调容两种型式。

一般情况下，10kV及其以下电力系统用电容器装置可实现有载自动调容，装置通过检测母线电压和无功的情况，通过控制真空接触器（或真空开关）的投切，来实现有载自动调容，电容器组可根据变电站的要求来进行分组；无载调容又分为电动调容和手动调容两种，装置通过（集合式）电容器内置的电动或手动分接开关的不同档位分接或者通过隔离开关的不同组合投切，来实现无载手动调容。

组别

柜名

装设的主要元器件

基本组

进线柜

隔离开关、接地开关、避雷器、放电线圈*阻尼式限流器、熔断器、电容器

电容柜

调节组

进线柜

隔离开关、开关、接地开关、避雷器、放电线圈、阻尼式限流器、熔断器、电容器

电容柜

表格9装置主要元器件配置与分布

注：

“*”可按顾客要求设投切开关

3.1.2装置的组件符合各自和整体的技术要求

装置中主要元器件的技术性能分布符合本说明书中表12~表20所示的技术要求，同时与其他附属器件组合成为成套装置，其主要技术性能见表7所示要求。

此外，补充说明如下：

1　经调研考察并经无功补偿成套装置质检中心实验验证，选用部分国产FN16A-12D/630型真空负荷开关盒意大利ABB生产的VC12型真空接触器，可确保安全可靠频繁投切电容器组。

2　鉴于阻尼式限流器10KV等级标准产品适用于等容量且单组容量为2Mvar及以上电容器组，故本装置与上述情况不符者，需做验证后决定抑或调整限流电感和阻尼电阻的参数配置。

3.1.3采取熔断器批检继保配合确保装置安全

装置采用电容器单台保护用熔断器（下称熔断器）作为电容器内部故障的第一级保护。

为了确保其性能的稳定性和可靠性，应用统计技术对熔断器实施基本熔断器特性抽检，批检合格产品放行使用。

检验要求如表10所示，其中Inf为熔断器额定电流。

表10熔断器基本熔断特性的抽检要求

限制要求

动作时间

1.1Inf

1.5Inf

2.0Inf

基本特性要求（tL或tu）

≥4h不熔断

≤75s

≤7.5s

出厂抽检要求（合格判据）

≥11h熔断器

≤57.5s

≤6.1s

装置采用不平衡保护作为电容器内部故障的第二级保护，按GB50227-95的6.1.2规定的继保配合整定原则，导出保护整定算式（注：

不对理论计算的允许熔断器切除故障电容器台数取整加1）如表11所示，从而提高保护灵敏度和可靠性，同时简便计算。

表11采用熔断器保护电容器组不平衡保护整定算式

接线方式

不平衡保护方式

继保整定算式

单星形

开口三角零序电压保护

双星形

中性点不平衡电流保护

注：

—开口三角零序电压保护整定值（二次值）V；N—电容器组串联段数；B—单台电容器允许过电压倍数，取1.1；

—取放电线圈变比；

—保护灵敏系数可取1.2~1.3；

—单台电容器额定电压V；

—中性点不平衡电流保护整定值（二次值）A；M—电容器组每臂并联台数；

—保护用电流互感器变比；

—单台电容器额定电流A

3.1.4装置装设机电一体防误操作联锁装置

装设的机电一体防误操作联锁装置（国家专利号ZL99243349.5.）具有多重逻辑联锁功能，可靠防止误操作，保障人生与设备安全。

1）电气闭锁功能：

——总开关（或基本组开关）与基本组隔离开关的闭锁

——调节组开关与调节组隔离开关的闭锁

2）机械闭锁功能：

——隔离开关与接地开关的闭锁

——接地开关与防护门的闭锁

图5装置采用机电一体连锁装置局部

3.1.5装置柜体采用铠装式组合式结构形式

装置采取新型工艺结构，使外形美观整齐、设备安装与维护方便，有利于装置扩容，有利于规范设计。

3.1.6装置柜体的样式

3.1.6.1卧式—阻尼电抗后置

图6TBB10-4008/334AK卧式—阻尼电抗后置

图7TBB20-6012/334AC卧式—阻尼电抗后置

3.1.6.2卧式—阻尼电抗前置

图8TBB10-4008/334AK卧式—阻尼电抗前置

图9TBB20-6012/334AC卧式—阻尼电抗前置

3.1.6.3卧式—铁芯电抗后置

图10TBB10-4008/334AK卧式—铁芯电抗后置

图11TBB20-6012/334AC卧式—铁芯电抗后置

3.1.6.4立式—阻尼电抗后置

图12TBB10-4008/334AK立式—阻尼电抗后置

3.1.6.5立式—铁芯电抗后置

图13TBB10-4008/334AK立式—铁芯电抗后置

图14TBB20-6012/334AC立式—铁芯电抗后置

3.2主要元器件简介

TBB（Z）型装置中所选用的一次回路主要电器元件均选用技术性能指标符合国家现行标准的产品。

以下就装置中所选用的一次回路主要电器元件作简要介绍，供选用参考（更详细的说明请参阅相关的产品说明书）。

3.2.1装置中备选的“调节开关”简介

3.2.1.1VC12型真空接触器

VC12真空接触器由意大利ABB、SACE公司生产，其各项性能符合GB14808、IEC40470、IEC60632-1标准的规定要求。

接触器的电气、机械寿命都很长，只需要少量的定期维护，特别适合于电容器组的频繁投切操作。

图15VC12型真空接触器

3.2.1.2GN24-12（C）D

（

）/400~1250型户内高压隔离开关

GN24-12（C）D

（

）/400~1250型户内高压隔离开关系户内高压电器设备，适用于额定电压12kV，三相交流50~60Hz的网络中，作为有电压而无负载的情况下分、合电路之用。

3.2.1.3GN19-12型户内高压隔离开关

GN19-12型系列户内高压隔离开关系高压开关设备,用于额定电压12KV,交流50Hz及以下电力系统中,配用CS6-1型人力操作机构,作为在有电压而无负载的情况下,分、合电路之用,亦有派生产品防污型,高原型的和加装带电显示装置等。

图16GN24-12型户内高压隔离开关

3.2.2阻尼式限流器简介

阻尼式限流器是以限制和阻尼并联电容器组的合闸涌流为目的的配套设备，选用低电抗率（<1%）的电抗器，能满足标准要求的涌流倍数低于20倍的要求，同时，在正常运行时，占用电容器组容量足够低。

利用火花间隙在合闸瞬间自动接入的电阻器能迅速阻尼合闸涌流的振荡过程和幅值，随着涌流的迅速衰减，间隙自动熄弧，使电阻器退出工作并被隔离，有效地抑制了合闸涌流对电容器及相关配套设备的冲击，同时保证装置不会因电阻器的使用而增加不必要的能量损耗。

3.2.2.1阻尼式限流器

1）限流器在1.3倍额定电流下可连续运行。

a）电抗器在1.3倍额定电流下，温升不超过70K，最热点温度≯130°

b）电抗器额定电流按长期接入时可能通过的最大稳态电流1.3倍选定。

2）限流器能承受25倍额定电流的短时电流持续0.5s的作用，其第一波的峰值为短时电流（有效值）的2.55倍，且不会发生任何热的和机械的损伤。

3）限流器能承受与其配套的最大容量的电容器组在背靠背时合闸涌流的冲击，不发生电气绝缘闪络击穿和机械损伤。

4）绝缘水平：

限流器的绝缘水平应符要求：

见下表12

表12限流器的绝缘水平

系统额定电压

（有效值）kV

工频耐受电压（干、湿式）

1minkV

冲击耐受电压

kV（峰值）1.2/50μs

6

32

60

10

42

75

35

95

185

5）火花间隙应在0～不小于5mm范围内连续可调，并有位置锁定装置。

两球极轴之中心偏移不超过2mm，间隙击穿电压整定值可在下列范围内选定：

10（6）kV级：

1800～2500V35kV级：

3000～4000V。

6）限流器应具有良好的绝缘防潮性能，外露金属部分应有良好的防腐蚀层。

7）限流器与并联电容器的接线方式见图17。

图17限流器与并联电容器的接线方式

图18阻尼式限流器

图19铁芯式电抗器

3.2.3高压并联电容器简介

高压并联电容器采用单相全膜电力电容器，具有介质损耗低、寿命长等优异性能。

所以电容均采用可生物降解的非PCB的较高绝缘强度的液体作为浸渍液。

电容器的极板采用折边结构，用来改善极板边缘效应，因而提高了电容器的局部放电水平，电力电容器具有极低的损坏率和很高的可靠性，产品符合GB/T11024.1、2、4-2001《标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器》和DL/T《高压并联电容器订货技术条件》标准的规定要求。

图20高压并联电容器

3.2.4干式放电线圈

干式放电线圈采用先进绝缘介质及先进工艺，作为电容器组的放电和内部故障监测用，其性能符合DL/T653-1993《高压并联电容器用放电线圈订货技术条件》标准的规定要求，是无油化要求安装的理想产品。

放电线圈的额定放电容量不超过所并接的电容器组的额定容量时，应能使电容器组脱开电源后在5s时间内将电容器组上的剩余电压自额定电压的峰值降至50V以下。

带有二次绕组的放电线圈还可用作开口三角零序电压保护和电压差动保护。

对于110kV等非标电容器组用放电线圈，须根据装置的结构和容量另行选配，其放电性能须满足上述要求；110kV的电容器装置一般在电容器单元内部都装设了放电电阻，此时装置可以不设放电线圈，不过放电时间有所延长，应在断电15分钟之后方可进行其它操作！

图21干式放电线圈

3.2.5电流互感器简介

电流互感器的主要技术性能符合GB1208-1997《电流互感器》国家标准的规定要求，作为中性点不平衡电流保护用电流互感器选用加强绝缘型。

图22电流互感器

3.2.6复合外套无间隙金属氧化物避雷器简介

复合复合外套无间隙金属氧化物避雷器内部都采用具有优异伏安特性的氧化锌电阻片做芯片，绝缘外套采用国外已有长期运行经验的硅橡胶材料，确保避雷器能有效地限制可能出现的过电压以保证电气设备的安全运行，其性能符合GB11032-89《交流无间隙金属氧化物避雷器》标准的规定要求。

图23氧化锌避雷器

3.3保护、测量与控制

3.3.1装置的保护（用户自定保护装置）

1．装置应设有过电流保护，其动作整定值可靠系数在1.5~2.5之间。

2．装置应设有速断保护。

3．装置应设有过电压保护，其动作电压整定值应按1.1~1.15Un整定，整定结果应不超过1.2Uc。

4．装置应设有失压保护，其动作电压值在40~60%Un整定（或按该系统统一整定值处理），失压保护不应设置自动重合闸装置。

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