论文：10kV高压并联电容器用放电线圈浅析

10kV高压并联电容器用放电线圈浅析

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摘要：为了确保电能质量满足供电要求，减少输、供电损耗，10kV供电系统中广泛应用高压并联电容器，与之配套的并联放电线圈起到对电容器的优化和保护作用，本文就10kV高压并联电容器用放电线圈进行讨论和分析。
关键词：10kV高压并联电容器用放电线圈 配置 保护
1、引言
当电容器从电网断开后，为使其存储的电荷自行泄放，在规定时间内将电容器剩余电压在规定时间内降到规定安全值以下，确保电容器装置配置及维修人员安全，放电线圈须具备以下两方面的基本性能要求：一是放电性能要求，即在配套电容器组容量范围内，满足电容器组的放电要求；二是故障情况及异于正常状态下的保护作用。
2、放电线圈放电过程分析
正常运行时，放电线圈一次接线方式如下图：

正常运行
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，一般10kV系统不低于2kΩ；介损因数值：35kV及以下产品不大于3%（20℃时）。
（3）放电线圈的额定一次电压应与所并联的电容器组的额定电压一致。


（4）放电线圈的额定绝缘水平应符合下列要求：
1 安装在地面上的放电线圈，额定绝缘水平不应低于同电压等级电气设备的额定绝缘水平；
2 安装在绝缘框（台)架上的放电线圈，其额定绝缘水平应与安装在同一绝缘框(台)上的电容器的额定绝缘水平一致。

（5）每一个放电线圈可以满足某一容量范围内的并联电容器的放电要求，单相放电线圈的放电容量优先从图6中选取，放电线圈的最大配套电容器容量(放电容量)，不应小于与其并联的电容器组容量。

示例：系统电压10kV，电容器总容量＜5100kvar，三台单相放电线圈放电容量分别为1700kvar；电容器总容量5100kvar～10000kvar，三台单相放电线圈放电容量分别为3334kvar，以此类推。
（6）放电线圈带有二次线圈时，其额定输出、准确级，应满足保护和测量的要求。额定频率、0.9～1.3倍额定电压和额定二次负荷下，应满足图7要求。

（7）放电性能要求：放电线圈与规定容量上限值的并联电容器相并接，当电容器组脱开电源后，其端子间电压在5s内将电容器组的剩余电压降至50V及以下。
根据电压计算公式放电时间长短取决于τ（RC的乘积）的影响，τ大放电时间长，τ小放电时间短：
1 电容器容量：W=Cu2/2，电容器选择容量大，即储能大，则放电线圈容量选择大，在等值电阻一定的情况下，放电时间长；
2 等值电阻：R =u/ i,等值电阻大，在电容容量一定的情况下，放电电流小，放电时间长。
2）相关选配要求
（1）放电线圈与感性PT的选择
1 两者的选择需与高压并联电容容量配合，当电容容量大时，感性PT一次容量与配套电容器组容量难以配合，达不到断电5s后剩余残压降到50V的要求，此时应选用放电线圈。
2 放电装置随电容器组投切，大容量电容器组配置下，放电线圈绕组的绝缘水平要比普通感性PT高。
（2）单只并联电容器熔丝要求
根据一次接线图可知，如果电容器保险熔断，对应电容的电荷将无法放掉，会对工作人员产生危险，熔丝选择应符合下列要求：
1 户内型熔断器（或丝）不得用于户外电容器组。
2 熔断器的熔丝额定电流选择，不应小于电容器额定电流的1.43倍，并不宜大于额定电流的1.55倍，一般选1.5倍电容器的额定电流为宜。
3 电容器保护使用的熔断器宜采用喷逐式熔断器。熔断器的时间电流特性曲线应选择在被保护的电容器外壳的10％爆裂概率曲线的左侧。
4 10kV线路选用快熔保护式无功固定补偿装置时，作为电容器保护装置的跌落开关快熔保险宜保证在1.5倍过流下小于75秒熔断。
（3）分闸时各相电压残存情况
电容器组正常分闸时，各相电容器上的操作过电压与开断顺序有关，每次开断时，那一相首开是随机的，但开断后每相电容器上的电压则是基本确定的：首开相电容器上的电压为√2Uc、第二相为0.37√2Uc、第三相为1．37√2Uc(Uc为开断时电容器组的相电压）。显然，放电线圈在电容器退出运行后的放电过程将直接受制于各相电容器上剩余电压的状况，其中以第三相的条件为最恶劣。根据三相的放电条件，在标准中分别给出如下规定：
1 放电线圈的放电性能要求是以首开相的放电条件提出的，为了确定放电线圈的放电性能，并以此为鉴别其性能能否满足运行要求，标准规定在最大配套电容器组容量时，充电达电容器组的额定电压峰值条件下，该放电线圈应能在放电5 s时，使其电压降至50 V以下。
2 放电线圈应能承受住以第三相的放电条件下的电流冲击和能量消耗，考虑到电容器组频繁操作的特点，其充电电压按第三相放电时的电容器电 ……（未完，全文共4044字，当前仅显示2043字，请阅读下面提示信息。收藏《论文：10kV高压并联电容器用放电线圈浅析》）