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<div align=center>高壓并聯電容器成套裝置的選型與布置</div><BR> 摘要：高壓并聯電容器成套裝置按結構型式可分為散裝框架式、集合式和半封閉式。布置方式可分為室外布置和室內布置。它的選型與布置是與變電站的總體布置緊密相連的，同時適當考慮用戶的運行習慣，使所選設備充分發(fā)揮其特點，達到運行安全、投資經濟的目的。 <BR> 關鍵詞：散裝框架電容器 密集型電容器 室內布置 室外布置 <BR> 高壓并聯電容器裝設在變電站主變的低壓側，用于對電力系統(tǒng)進行無功補償， 以提高電網功率因數，減少線損，改善電壓質量， 充分發(fā)揮供電設備的效率。并聯電容器裝置的成套供應， 給電力部門提供了便利， 目前一些220～500 kV 的變電所廣泛采用大型電力電容器成套裝置，自投運以來，大多安全穩(wěn)定，運行情況良好。<BR> <BR> 1 成套電容器裝置的結構型式及特點<BR> 1. 1 散裝框架成套電容器<BR> 散裝框架式成套電容器裝置，是指將帶鐵殼的單臺電容器按一定順序放置在框架上，設備四周設置圍欄。這類產品在國內應用范圍最廣，各地均有豐富的運行經驗，并且運行效果很好。成套裝置布局清晰，安全距離和絕緣距離較大，由于采用單臺外熔絲保護，當電容器發(fā)生故障時，外熔絲示意牌掉下，運行人員能夠很快發(fā)現故障電容器并及時更換，為裝置重新投入運行爭取了時間。這一點正是該型式產品深受歡迎的主要原因。<BR> 散裝框架式成套裝置的缺點是占地面積較大。為了節(jié)約占地，可將多臺電容器進行高層布置，將設備分層裝置在鐵架上，為檢修方便，上下一般不多于3 層，水平放置一般為2 排，以保證散熱良好及運行巡視的方便。徐水500 kV 變電站，保南220 kV 變電站，唐山小馬坊110 kV 變電站等均采用的是室外高層布置框架式成套電容器裝置。<BR> 1. 2 集合式并聯電容器<BR> 集合式(又稱密集型) 并聯電容器由內部電容器單元、框架、箱體及出線套管組成，它的外形像一臺中型變壓器，箱體內充滿變壓器油，起絕緣與冷卻作用。<BR> 并聯電容器采用小元件加內熔絲的保護。電容器單元內每個小元件串有一熔絲，當某個小元件擊穿，其他完好元件對其放電，使熔絲迅速斷開，切除故障元件。因容量僅有微小變化，故裝置仍能繼續(xù)正常運行。<BR> 近年來集合式成套裝置的產品日益多樣化。如按相可分為單相和三相式，35 kV 電壓等級一般為三相式，110 kV 電壓等級產品為單相式。按密封性可分為全密封和半密封式，全密封結構是指裝置箱體外殼的連接采用焊接方式，而半密封結構的箱體頂部采用螺栓與箱體固定，事故發(fā)生時可打開箱蓋在廠家技術人員的協助下進行故障維修。35 kV 電壓等級按對地絕緣分可分為全絕緣和半絕緣產品；按容量可分為固定容量、抽頭調容和轉換開關調容3種形式，調容式產品的出現可避免因容量固定，無法兼顧建站初期與終期負荷相差較大，初期裝置投不上的弊病。<BR> 集合式電容器的優(yōu)點是占地面積小，安裝維護方便。適用于變電站戶外集中補償，特別適用于電網的改造工程。例如保東(孫村) 220 kV 五期改建工程，由于主變增容，導致無功容量需求的增加，設計考慮采用密集型產品，就是充分利用了該裝置占地面積小的特點，在站內現有的空間內設置了2 組TBB - 10 - 7200 - 3W 密集型成套裝置，由于防火距離緊張，在裝置與主變之間設置了防火墻。<BR> 集合式電容器也有它無法回避的缺點：如在運行中，設備一旦出現故障，故障點不易查找，且需對設備進行吊芯及絕緣油的凈化處理，而用戶往往沒有自行維護修理的條件，只能與廠方聯系，給運行帶來不便。這也是許多用戶不愿采用該型式產品的主要原因。<BR> 集合式電容器在電網中也有多年的運行經驗，尤其是在一些無功補償容量較小的中小型變電站<BR> 中，運行情況很令人滿意。石家莊電業(yè)局采用集合式電容器裝置較多，我院設計的辛集220 kV 變電所二期工程，衡水220 kV 變電所技改工程，保定110kV 工業(yè)站均采用的是室外布置的密集型電容器成套裝置。<BR> 1. 3 半封閉式成套裝置<BR> 半封閉式電容器相當于將框架式裝置中立放的電容器側臥放，并把帶電部分封閉在箱體內，它的外型更像一面高壓開關柜。裝置中單臺電容器為側臥放，插入箱體兩側，套管對套管，箱底均朝外。所謂半封閉是指將電容器的帶電部分封閉在箱體內，而鐵盒部分裸露在箱體外。<BR> 該產品優(yōu)點是占地面積小，安裝維修方便，可采用外熔絲作為主保護，且不需設置儲油設施。河北省南網的邯鄲電業(yè)局采用該裝置型式較多，由我院設計的邯鋼220 kV“04”總降壓站，以及石鋼35 kV變電所采用的是室內布置的半封閉式成套裝置，辛集220 kV 變電所一期工程采用的是室外布置的半封閉式成套裝置，自投運以來，運行情況良好。<BR> 前些年，一些地區(qū)運行的半封閉式電容器裝置相繼發(fā)生事故，石家莊電業(yè)局車站變電站就有該型式產品在投運時發(fā)生爆炸的事故。其原因如下：<BR> (1) 由于將設備半封閉，導致裝置的散熱條件不好，容易發(fā)生凝露現象。<BR> (2) 由于裝置并未完全封閉，潮氣和塵土仍可進入箱體內，成套裝置中單臺電容器為側臥放，首尾端出線套管垂直布置在一條直線上，如套管瓷裙積灰容易發(fā)生閃絡現象。<BR> (3) 臥放的單臺電容器，如果套管引出端封密不牢，更容易發(fā)生滲漏油的現象。<BR> (4) 相對于立放的設備，油量的多少對內部小元件有更大的影響。<BR> 由此可見，半封閉式成套裝置的產品質量和結構還有待于提高、改進，為使運行更加可靠，目前在設計時一般不推薦采用該型式產品。<BR> <BR> 2 成套電容器裝置的布置方式及特點<BR> 2. 1 室外布置<BR> 將成套電容器組露天安裝于室外，具有土建施工工作量小，節(jié)約工程造價的優(yōu)點。同時，在運行中設備的通風散熱條件較好，風和雨還能對設備進行自然的沖洗。但設備受室外環(huán)境的影響較大，尤其隨著工業(yè)的發(fā)展，污染程度日益嚴重，設備的運行條件更加惡劣，因此對設備提出了更高的要求。就目前電容器的產品質量來說，除非特殊地區(qū)特殊環(huán)境，一般均能滿足。<BR> 目前室外安裝運行的電容器成套裝置在各地廣泛采用，大至500 kV 變電所，小至用戶變，運行效果都不錯。<BR> 2. 2 室內布置<BR> 電容器安裝于室內，設備不受雨雪塵土的侵襲，不會發(fā)生閃絡現象，運行較安全。在一些特殊地區(qū)若設備不能滿足室外安裝條件，多采用室內布置。<BR> 室內布置需考慮建筑及其防火機械通風等問題，這無疑增加了工程的造價。我院設計的220 kV 變電所中并聯電容器大部分采用的是室內布置的散裝框架式成套裝置。<BR> 2. 3 其他<BR> 需要提出一點的是半露天布置，它相當于給室外安裝的電容器搭了一個遮陽棚。在電容器四周砌約1 m 高的圍墻，磚墻與室頂用鐵絲網遮圍，屋頂支柱支在磚墻上。采用半露天布置，設備可免受夏季陽光的爆曬，但同時失去了雨水自然沖洗的條件，設備容易積灰塵，出現閃絡事故。<BR> 半露天安裝適用于夏季多高溫，春季少風沙且污穢等級較低的地區(qū)，如我國某些南方地區(qū)。石家莊局的東寺220 kV 變電所采用的就是此種布置型式，自1985 年投運以來運行情況良好。<BR> 《并聯電容器裝置設計規(guī)范》8. 1. 2 的條文說明中，在分析某些工程采用半露天布置所出現的問題后，得出“這種布置型式不宜在設計中采用”的結論，因此，目前該布置方式在設計中一般不被采用。<BR> <BR> 3 成套電容器裝置的選型與布置<BR> 3. 1 成套電容器裝置的選型與布置原則<BR> 目前，散裝框架式并聯電容器與密集型電容器均有良好的運行業(yè)績，產品質量都比較可靠，選擇何種型式的成套裝置除需考慮變電站的總體布局外，還應當考慮用戶的運行習慣及經驗。設備布置方式的選擇應依據設備的性能，環(huán)境條件。為控制工程造價，只要設備性能允許，應首先推廣采用屋外布置。<BR> 3. 2 選擇與布置裝置時應注意的幾個問題<BR> 3. 2. 1 當電容器為電纜進線時，應注意即使低壓母線側設置了開關及隔離刀閘，在電容器電纜進線側最好再設置一組單極接地的隔離刀閘，中性點側還應設置一個單極接地刀閘。以前只在電纜進線及中性點側設置四極聯動接地刀閘，檢修電容器時，電源側沒有明顯斷開點，而且此時四極刀閘為閉合狀態(tài)，不符合運行檢修規(guī)范。<BR> 3. 2. 2 當電容器布置在離低壓配電裝置較遠且高<BR> 壓電纜數量較少時，如采用直埋的方式，高壓電纜穿長管會給施工帶來很大的困難，此時可沿途做一段高壓電纜溝，以減少電纜穿管的長度，也可采用穿管與直埋相結合的方式。如高壓電纜數量較多，可做高壓電纜溝直至電容器裝置，但應注意溝道邊緣對電容器組外廓的間距應不小于2 m。根據規(guī)范要求，引至電容器裝置處的電纜，應采用穿管敷設，埋管拐彎半徑應滿足大于15 倍管徑的要求。二次電纜不應敷設在高壓溝內，可單獨做溝或采用穿管與直埋相結合的方式。<BR> 3. 2. 3 《并聯電容器裝置設計規(guī)范》9. 1. 7 條規(guī)定：采用集合式電容器應設置儲油或擋油設施，是出于防止事故時絕緣油向四周流散，并引起火災蔓延的考慮。而根據《火力發(fā)電廠與變電所設計防火規(guī)范》5. 6. 8 條“屋外單臺油量為1 000 kg 以上的電氣設備應設置儲油或擋油設施”的規(guī)定，在設計中考慮到密集型電容器產品質量的提高及多年運行的經驗，為減少整個工程的造價，如采用全密封結構產品或油量小于1 000 kg 的半封閉結構產品時，可直接將設備布置在水泥基礎上，而不再設置儲油池。由于全封閉裝置事故后，現場根本無法進行吊芯及絕緣油的循環(huán)過濾等工作，只能更換新產品或返廠維修。<BR> 3. 2. 4 采用室外安裝的成套裝置，在裝置布置時應考慮成套裝置與其他建筑物及各電壓等級配電裝置的防火距離問題。框架式成套裝置室外布置時要考慮防范小動物侵襲發(fā)生的短路事故，如鳥鼠類活動頻繁，應在成套裝置定貨時，提出如在電容器四周及頂部均設置網狀圍攔，電容器的底部對地的高度等要求，盡量減少事故的發(fā)生。<BR> 3. 2. 5 在接線形式確定的條件下，設備的選型與布置往往是與變電站的總體布置緊密相連的，同時適當考慮用戶的運行習慣。應根據變電所的實際情況，綜合考慮設備的選型與布置，使所選設備充分發(fā)揮其特點，達到運行安全，投資經濟的目的。<BR>
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