紧凑型集合式高压并联电容器装置的特点分析

华佳佳　姚成

摘 要：文章主要分析紧凑型集合式高压并联电容器装置的使用环境、占地面积、运行安全性、寿命、安装维护。

关键词：紧凑型集合式高压并联电容器装置；特点；分析

引言

随着国家经济的快速发展，电网建设也在快速发展中。可是由于环境污染日益严重、资源面临消耗殆尽等原因，如何保护环境、如何保持可持续性发展成为了重要课题。本文对紧凑型集合式高压并联电容器装置做了分析。

1 紧凑型集合式高压并联电容器装置的特点和分析

装置由集合式II型高压并联电容器、油浸式串联电抗器、放电线圈、保护器件及电缆进线箱等组成。电容器、电抗器和放电线圈为一体式全密封油浸式结构。根据类型分别装设绝缘油补偿装置、温度保护器件。装置采用近似于零故障的设计理念、独特的内部结构、先进的工艺及设备，使其具有抗恶劣自然环境强、占地面积小、运行安全可靠、寿命长、安装方便、维护量小等特点。

1.1 抗恶劣自然环境强

（1）抗地震：直接落地安装的装置在抗震方面优点明显，在一旦发生地震中保持完好的可能性极大，能够降低地震灾害造成的损失。（2）抵抗覆冰和盐害：装置由于外露的带电部位极少，能有效的抵抗覆冰和盐害。（3）抗高强度光照：全密封结构和优良的散热性能，能让装置抵御更强的光照烈度而不会发生绝缘介质加速老化和容量变化。（4）适用高海拔和昼夜温差大地区：增加装置瓷套爬电裕度或遮蔽带电部位以应对高海拔地区防污要求，采用膨胀器补偿温差引起的油量变化。

1.2 占地面积小

以10kV 6000kvar电容器成套装置为例，紧凑型集合式高压并联电容器装置占地面积6.67m2；集合式II型电容器装置占地面积19.2m2。两种方案相比较，紧凑型集合式高压并联电容器装置的占地面积仅为集合式II型电容器装置的三分之一。

1.3 运行安全可靠

1.3.1 继电保护

35kV 60000kvar电容器组，框架结构由于电压及容量的关系，采用开口三角保护时，得到二次电压整定值过小，无法达到继电保护要求，所以采用桥差保护。而紧凑型集合式高压并联电容器装置采用的集合式II型电容器，内部采用大容量元件构成及不采用内熔丝结构，当内部一个元件故障时，整个串联段退出运行，容量变化极大，装置采用开口三角继电保护整定值为3.5V左右，当相间偏差为1.01时，初始不平衡保护整定值为0.8V，远远小于开口三角保护的整定值。因此紧凑型集合式高压并联电容器装置即使采用开口三角保护，也同样保证电容器故障时，快速的退出运行。

1.3.2 压力保护

电容器、电抗器、放电线圈发生严重故障后，释放大量气体而会引起内部压力增高。装置装有压力释放阀，当内部压力超过0.05MP时，释放内部压力的同时，也可以发出继电保护信号，使装置退出运行。

1.3.3 温度保护

电容器、电抗器装有油面温度控制器，当上层油温超过预设值时，可向主控室发出警报。也可以通过PT100向主控室输出电阻信号或电流信号，使监控人员可以实时监测装置的油温。

1.3.4 防爆防火

装置采用全封闭结构，油箱外壳由厚度5～20mm的钢板制成，为了保证油箱机械强度达到标准要求，同时满足抽真空注油工艺，外部焊有加强筋，加强箱体。保证装置油箱能承受住0.1MPa负压及0.06MPa正压的机械强度，而无损伤及永久性变形。由于箱体结构及完善的保护措施，保证了装置在任何情况下都不会出现爆炸或者失火现象。

1.4 寿命长

装置中寿命终结的具体表现为内部绝缘介质绝缘失效。而导致内部绝缘介质绝缘失效的原因主要有温升过高引起的热老化、局部放电引起的电老化、油箱及外部构件机械老化。以下将从产品的设计、工艺等方面介绍采用何种措施，确保装置具有较长的寿命。

1.4.1 产品设计

（1）電容器设计。a.采用较低的电场强度，低场强设计是延长电容器使用寿命最有效的方法之一。b.优化元件及芯体设计，达到降低电容器的损耗和改善电场分布。c.增大导体截面积，避免因为通流能力不足引起的发热。d.增大油隙，避免芯体内部局部温升过高。（2）电抗器及放电线圈设计。a.原材料采用高品质取向性冷轧硅钢片，夹件采用高强度非磁性特种钢。b.独有的屏蔽技术优化磁场结构。c.线圈恒张力卷绕保证线圈的均匀性，线圈恒压力干燥保证线圈的一致性。d.采用真空浸渍整体固化技术，损耗和噪音减至最低。e.专有线圈换位技术，防止涡流损耗。（3）装置结构设计。a.采用全密封油箱结构，避免由于装置渗漏油，引起外部水分进入箱体内部，破坏电容器绝缘，影响装置寿命。b.采用进口油量补偿装置，用以补偿温度引起的浸渍剂体积变化，使密封的装置内部处于充满浸渍剂的微正压状态。

1.4.2 产品工艺

（1）严控原材料品质。绝缘介质的介损对装置温升有比较显著的影响，故有必要通过对原材料性能的控制降低装置温升。针对装置所用的原材料，与供应商签订专用的技术协议，对原材料性能指标、检验监测方法等进行严格要求，其中对原材料的介损性能进行了进一步的规定。其次原材料的入厂检验适当的增加了抽检范围和频率，确保使用的不同批次原材料性能在较高水平上尽量接近。（2）电容器铝箔采用折边工艺。铝箔采用激光切割工艺，元件卷绕时铝箔一边折边、一边凸箔，一边折边后，边缘消除毛刺，曲率半径增大，大大改善边缘电场畸变，提高元件的局部放电水平，增强耐受过电压的能力。（3）电容器独特元件的连接方式。元件采用机械压接方式，压接端子为进口的专用端子，具有两项主要优点：压接效果可视化，不会发生连接处接触不良现象；压接端子经过特殊钝化处理，不会发生毛刺放电。避免导体之间的连接处不良引起局部发热。（4）采用独特的真空浸渍技术降低局放量。真空处理采用三步法，真空干燥、真空注油、热烘试漏分步进行，处理终点以处理效果来判定不以固定时间来判定，保证达到工艺要求，使工艺过程合理化，科学化。真空干燥过程采用双抽变压法先进工艺，注油过程采用炉外单抽单注、加压浸渍工艺，保证浸渍充分。提高了装置的局部放电水平。（5）添加进口环氧添加剂降低局放量。绝缘油老化过程中，会产生少量的活性氢离子。在绝缘油中添加进口环氧添加剂，通过活性键吸收绝缘油老化产生的活性氢离子，有效的抑制绝缘油绝缘耐力的下降，减少局放的生成。

1.5 安装方便免维护

（1）装置采用全封闭结构，绝缘油完全与大气隔离，整个寿命期内无需油样检测。电容器箱壁采用6mm以上的钢板双面焊接，寿命期内不会出现任何漏油点。（2）装置采用一体化设计，外露的带电部位全部遮蔽，此种布置使得装置在整个寿命期间内不需要任何维护。对于没有专业电容器装置维护人员的企业用户，免维护是非常适用的。（3）装置运至现场后，不需要出更多的人力物力来安装。直接将装置落在基础上，电缆接入装置便可上网运行。

2 结束语

公司几十年的电力电容器设计、制造的经验基础，凭借先进科学的工装设备和生产工艺，依托对产品技术的深刻研究和全面掌握，以“为客户提供满意的产品和服务”为宗旨，不断的进行产品技术和原材料性能的研究和结合自身设计和制造能力，提高产品性能并满足客户的需求。

参考文献

[1]电力行业电力电容器标准化技术委员会.并联电容器装置技术及应用[M].中国电力出版社，2011.

[2]GB 50227-2008.并联电容器设计规范[S].