并联电容器设计标准规范.doc
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1、并联电容器装置设计规范(GB50227-95)第一章 总则 第1.0.1条 为使电力工程并联电容器装置设计贯彻国家技术经济政策,做到安全可靠、技术先进、经济合理和运营检修以便,制定本规范. 第1.0.2条 本规范合用于220KV及如下变电所、配电所中无功补偿用三相交流高压、低压并联电容器装置新建、扩建工程设计. 第1.0.3条 并联电容器装置设计,应依照安装地点电网条件、补偿规定、环境状况、运营检修规定和实践经验,拟定补偿容量、选取接线、保护与控制、布置及安装方式. 第1.0.4条 并联电容器装置设备选型,应符合国家现行产品标准规定. 第1.0.5条 并联电容器装置设计,除应执行本规范规定外,
2、尚应符合国家现行关于原则和规范规定.第二章-1 术语1.高压并联电容器装置 (installtion of high voltage shunt capacitors): 由高压并联电容器和相应一次及二次配套设备构成,可独立运营或并联运营装置.2.低压并联电容器装置 (installtion of low voltage shunt capacitors): 由低压并联电容器和相应一次及二次配套元件构成,可独立运营或并联运营装置.3.并联电容器成套装置 (complete set of installation for shunt capacitors): 由制造厂设计组装设备向顾客供货整套并
3、联电容器装置.4.单台电容器(capacitor unit): 由一种或各种电容器元件组装于单个外壳中并引出端子组装体.5.电容器组(capacitor bank): 电气上连接在一起一群单台电容器.6.电抗率(reactance ratio): 串联电抗器感抗与并联电容器组容抗之比,以百分数表达.7.放电器、放电元件(discharge device、discharge component): 装在电容器内部或外部,当电容器从电源脱开后能将电容器端子间电压在规定期间内减少到规定值设备或元件.8.串联段(series section): 在多台电容器连接组合中,互相并联单台电容器群.9.剩余电
4、压(residual voltage): 单台电容器或电容器组脱开电源后,电容器端子间或电容器组端子间残存电压.10.涌流(inrush transient current): 电容器组投入电网时过渡过电流.11.外熔丝(external fuses): 装于单台电容器外部并与其串联连接,当电容器发生故障时用以切除电容器熔丝.12.内熔丝(internal fuses): 装于单台电容器内部与元件或元件组串联连接,当元件发生故障时用以切除该元件或元件组熔丝.13.放电容量(discharging capacity): 放电器容许连接电容器组容量.14.不平衡保护(unbalance prote
5、ction): 运用电容器组内两个有关某些之间电容量之差形成电流差或电压差构成保护. 第二章-2 符号1.Qcx:发生n次谐波谐振电容器容量.2.Sd:并联电容器装置安装处母线短路容量.3.n: 谐波次数.4.K: 电抗率.5.I*ym:涌流峰值标么值.6.: 涌流计算中计及电源影响系数.7.Q: 电容器组容量.8.Uc: 电容器端子运营电压.9.Us: 并联电容器装置母线电压.10.S: 电容器组每相串联段数.第二章-3 代号1.C: 电容器组.2.IC、2C、3C:并联电容器装置分组回路编号.3.C1、C2、Cn:单台电容器编号.4.L:串联电抗器或限流线圈.5.QS:隔离开关或刀开关.6
6、.QF:断路器.7.QG:接地开关.8.TA:电流互感器.9.TV:放电器、放电元件.10.FV:避雷器.11.FU:熔断器.12.KM:交流接触器.13.KA:热继电器.14.HL:批示灯.15.Uo:开口三角电压.16.U:相不平衡电压.17.I:桥差电流.18.Io:中性点不平衡电流.第三章 接入电网基本规定 第3.0.1条 高压并联电容器装置接入电网设计,应按全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡原则拟定最优补偿容量和分布方式. 第3.0.2条 变电所里电容器安装容量,应依照本地区电网无功规划以及国家现行原则电力系统电压和无功电压技术导则和全国供用电规划规定计算后拟定.当不具备设计计算
7、条件时,电容器安装容量可按变压器容量10%-30%拟定. 第3.0.3条 电容器分组容量,应依照加大单组容量、减少组数原则拟定. 当分组电容器按各种容量组合运营时,不得发生谐振,且变压器各侧母线任何一次谐波电压含量不应超过现行国标电能质量- 公用电网谐波关于规定. 谐振电容器容量,可按下式计算: Qcx=Sd(1/n2)-K (3.0.3) 式中: Qcx为发生n次谐波谐振电容器容量(Mvar); Sd为并联电容器装置安装处母线短路容量(MVA); n为谐波次数,即谐波频率与电网基波频率之比; K为电抗率. 第3.0.4条 高压并联电容装置应装设在变压器重要负荷侧.当不具备条件时,可装设在三绕
8、组变压器低压侧. 第3.0.5条 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. 第3.0.6条 低压并联电容器装置安全地点和装设容量,应依照分散补偿和减少线损原则设立. 补偿后功率因数应符合现行国标全国供用电规则规定.第四章 电气接线第一节 接线方式 第4.1.1条 高压并联电容器装置,在同级电压母线上无供电线路和有供电线路时,可采用各分组回路直接接入母线,并经总回路接入变压器接线方式.当同级电压母线上有供电线路,经技术经济比较合理时,可设立电容器专用母线接线方式. 第4.1.2条 高压电容器组接线方式,应符合下列规定: 一、电容器组宜采用单星形接线或双星形接线.在中性点非直接接地
9、电网中,星形接线电容器组中性点不应接地. 二、电容器组每相或每个桥臂,由多台电容器串联组合时,应采用先并联后串联接线方式. 第4.1.3条 低压电容器或电容器组,可采用三角形接线或中性点不接地星形接线方式.第二节 配套设备及其连接 第4.2.1条 高压并联电容器装置分组回路,可采用高压电容器组与配套设备连接方式,并装设下列配套设备: 1.隔离开关、断路器或跌落式熔断器等设备. 2.串联电抗器. 3.操作过电压保护用避雷器. 4.单台电容器保护用熔断器. 5.放电器和接地开关. 6.继电保护、控制、信号和电测量用一次设备及二次设备. 第4.2.2条 低压联联电容器装置接线宜装设下列配套元件;当采
10、用交流接触器具限制涌流功能和电容器柜有谐波超值保护时,可不装设相应限流线圈和热继电器. 1.总回路刀开关和分回路交流接触器或功能相似其她元件. 2.操作过电压保护用避雷器. 3.短路保护用熔断器. 4.过载保护用热继电器. 5.限制涌流限流线圈. 6.放电器件. 7.谐波含量超限保护、自动投切控制器、保护元件、信号和测量表计等配套器件. 第4.2.3条 串联电抗器宜装设于电容器组中性点侧. 当装设于电容器组电源侧时,应校验动稳定电流和热稳定电流. 第4.2.4条 当电容器配备熔断器时,应每台电容器配一只喷式熔断器;禁止多台电容器共用一只喷逐式熔断器. 第4.2.5条 当电容器外壳直接接地时,熔
11、断器应接在电容器两侧. 当电容器装设于绝缘框(台)架上且串联段数为二段及以上时,至少应有一种串联段熔断器接在电容器电源侧. 第4.2.6条 电容器组应装设放电器或放电元件. 第4.2.7条 放电器宜采用与电容器组直接并联接线方式. 当放电器采用星形接线时,中性点不应接地. 第4.2.8条 低压电容器组装设外部放电器件,可采用三角形接线或不接地星形接线,并直接与电容器连接. 第4.2.9条 高压电容器组电源侧和中性点侧.宜设立检修接地开关. 第4.2.10条 高压并联电容器装置操作过电压保护和避雷器接线方式,应符合下列规定: 一、高压并联电容器装置分组回路,宜设立操作过电压保护. 二、当断路器公
12、发生单相重击穿时,可采用中性点避雷器接线方式,或采用相对地避雷器接线方式. 三、断路器浮现两相重击穿概率极低时,可不设立两重击穿故障保护.当需要限制电容器极间和电源侧对地地电压时,其保护方式应符合下列规定: 1.电抗率为12%及以上时,可采用避雷器与电容器组并联连接和中性点避雷器接线方式. 2.电抗率不不不大于1%时,可采用避雷器与电容器组并联连接和中性点避雷器接线方式. 3.电抗率为4.5%-6%时,避雷器接线方式宜经模仿计算研究拟定.第五章 电器和导体选取第一节 普通规定 第5.1.1条 并联电容器装置设备选型,应依照下列条件选取: 1.电网电压、电容器运营工况. 2.电网谐波水平. 3.
13、母线短路电流. 4.电容器对短路电流助增效应. 5.补偿容量及扩建规划、接地、保护和电容器组投切方式. 6.海拔高度、气温、湿度、污秽和地震烈度等环境条件. 7.布置与安装方式. 8.产品技术条件和产品原则. 第5.1.2条 并联电容器装置电器和导体选取,应满足在本地环境条件下正常运营、过电压状态和短路故障规定. 第5.1.3条 并联电容器装置总回路和分组回路电路和导体稳态过电流,应为电容器额定电流1.35倍. 第5.1.4条 高压并联电容器装置外绝缘配合,应与变电所、配电所中同级电压其她电气设备一致. 第5.1.5条 并联电容器成套装置组合构造,应便于运送和现场安装.第二节 电容器 第5.2
14、.1条 电容器选型应符合下列规定: 一、可选用单台电容器、集合式电容器和单台容量在500Kvar及以上电容器且成电容器组. 二、设立在寒冷、高海拔、湿热带等地区和污秽、易 燃易爆等环境中电容器,均应满足特殊规定. 三、装设于屋内电容器,宜选用难燃介质电容器. 四、装设在同一绝缘框(台)架上串联段数为二段电容器组,宜选用单套电容器. 第5.2.2条 电容器额定电压选取,应符合下列规定: 一、应计入电容器接入电网处运营电压. 二、电容器运营中承受长期工频过电压,应不不不大于电容器额定电压1.1倍. 三、应计入接入串联电抗器引起电容器运营电压升高,其电压升高值按下式计算: Uc = Us/(3)S.
15、1/(1-K) (5.2.2) 式中: 1.Uc为电容器端子运营电压(KV); 2.Us为并联电容器装置母线电压(KV); 3.S为电容器组每相串联段数. 第5.2.3条 电容器绝缘水平,应按电容器接入电网处规定选用. 第5.2.4条 电容器过电压值和过电流值,应符合国家现行产品原则规定. 第5.2.5条 单台电容器额定容量选取,应依照电容器组设计容量和每相电容器串联、并联台数拟定,并宜在电容器产品额定容量系列优先值中选用. 第5.2.6条 低压电容器宜采用自愈式电容器.第三节 断路器 第5.3.1条 高压并联电容器装置断路器选取,除应符合断路器关于原则外,尚应符合下列规定: 一、并合时,触头
16、弹跳时间不应不不大于2ms,并不应有过长预击穿;10KV少油断路器关合预击穿时间不得超过3.5ms. 二、开断时不应重击穿. 三、应能承受关合涌流,以及工频短路电流和电容器高频涌流联合伙用. 四、每天投切超过三次断路器,应具备频繁操作性能. 第5.3.2条 高压并联电容器装置总回路中断路器,应具备切除所连接所有电容器组和开断总回路短路电流能力. 条件容许时,分组回路断路器可采用不承担开断短路电流开关设备. 第5.3.3条 投切低压电容器开关,其接通、分断能力和短路强度,应符合装设点使用条件.当切除电容器时,不应发生重击穿,并应具备频繁操作性能.第四节 熔断器 第5.4.1条 电容器保护使用熔断
17、器,宜采用喷逐式熔断器. 第5.4.2条 熔断器时间-电流特性曲线,应选取在被保护电容器外壳10%爆裂概率曲经左侧. 时间-电流特性曲线偏差,应符合现行国家原则高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件关于规定. 第5.4.3条 熔断器熔丝额定电流选取,不应不大于电容器额定电流1.43倍 ,并不适当不不大于额定电流1.55倍. 第5.4.4条 设计选用熔断器额定电压、耐受电压、开断性能、熔断特性、抗涌流能力、机械性能和电气寿命,均应符合国家现行原则高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件规定.第五节 串联电抗器 第5.5.1条 串联电抗器选型,宜采用干式空心电抗器或油浸式铁心电抗器,并应依照
18、技术经济比较拟定. 第5.5.2条 串联电抗器电抗率选取应符合下列规定: 一、仅用于限制涌流时,电抗率宜取0.1%-1%. 二、用于抑制谐波,当并联电容器装置接入电网处背景谐波为5次及以上时,宜取4.5%-6%;当并联电容器装置接入电网处背景谐波为3次及以上时,宜取12%;亦可采用4.5%-6%与12%两种电抗率. 第5.5.3条 并联电容器装置合闸涌流限值,宜取电容器组额定电流20倍;当超过时,应采用装设串联电抗器予以限制.电容器组投入电网时涌流计算,应符合本规范附录B规定. 第5.5.4条 串联电抗器额定电压和绝缘水平,应符合接入处电网电压和安装方式规定. 第5.5.5条 串联电抗器额定电
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