【正文】 這兩大類電抗器各自具有不同特點(diǎn)：干式空心電抗器的優(yōu)點(diǎn)是無油、噪音小、磁化特性好、機(jī)械強(qiáng)度高，適合室外。 電氣設(shè)備的絕緣水平選擇是設(shè)計(jì)的最基本原則之一，電容器的絕緣水平選擇應(yīng)遵守這一通用原則，同時(shí)，所選取得電容器絕緣水平應(yīng)與同電壓等級的其他設(shè)備相適應(yīng)，以符合電網(wǎng)對電氣設(shè)備絕緣水平的要求。選用單臺容量較大的電容器，不僅可以減少占地面積和安裝維護(hù)工作量，而且大容量電容器能承受的爆破能量大，可以減少電容器外殼爆破的可能性。對于中小容量的電容器組，宜選擇標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，在電容器額定容量優(yōu)先值中選擇，電容器額定容量優(yōu)先值為：50、100、200、334kvar、417 kvar，無特殊情況，不宜采用非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品?！被谏鲜鰳?biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，本規(guī)定作出相應(yīng)規(guī)定，要求選用的電容器滿足這一規(guī)定，使在允許過電流和諧波的作用下，電容器能正常運(yùn)行。這種過電流是過電壓和高次諧波造成的。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)《電力電容器》：“。 靜止無功系統(tǒng)中靜止無功補(bǔ)償器產(chǎn)生的諧波將引起并聯(lián)電容器承受的電壓升高?！卑碔EC標(biāo)準(zhǔn)和我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電容器的最高長期允許過電壓應(yīng)滿足：（過渡過程除外）下連續(xù)運(yùn)行。但是，安全裕度不宜過高，以免容量虧損過多?！蔽覈鳪B3983《并聯(lián)電容器》附錄A安裝運(yùn)行說明A4條對額定電壓的選擇解釋是：“電容器的額定電壓應(yīng)等于該電容器接入的電網(wǎng)的運(yùn)行電壓，并注意接入電容器后引起的電壓升高。為了使電容器的額定電壓選擇合理，達(dá)到經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行的目的，在分析電容器端子上的預(yù)期電壓時(shí)，下面幾種情況應(yīng)予以考慮：(1) 電容器裝置接入電網(wǎng)后引起的電網(wǎng)電壓升高；(2) 諧波引起的的電網(wǎng)電壓升高；(3) 裝設(shè)串聯(lián)電抗器引起的電容器端電壓升高；(4) 電容器組相間和串聯(lián)段間的容差，將形成電壓分配不均，使部分電容器的電壓升高；(5) 輕負(fù)荷引起的電網(wǎng)電壓升高。運(yùn)行電壓高于額定電壓，將造成不允許的過負(fù)荷，電容器在過電壓下運(yùn)行將使其介質(zhì)場強(qiáng)增高而影響電容器的性能和壽命，當(dāng)過電壓的幅值及作用時(shí)間超過允許值時(shí)，將使電容器內(nèi)介質(zhì)產(chǎn)生局部放電。為此在設(shè)計(jì)選擇電容器組的額電壓時(shí)應(yīng)避免這種不合理情況的出現(xiàn)。為了使電容器組避免在過電壓下長期運(yùn)行可能導(dǎo)致的不利影響，在選擇電容器組的額定電壓時(shí)宜計(jì)及這個(gè)升高值。 本條為電容器額定電壓選擇的主要原則。上述情況選型時(shí)應(yīng)予以綜合考慮。至于選用常規(guī)的單臺電容器或是集合式電容器以及大容量電容器（單臺容量334kvar及以上）組成的電容器組，可根據(jù)工程具體條件進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，本條不作限制性規(guī)定。包括對電容器型式、適應(yīng)環(huán)境條件等提出的要求。因此，強(qiáng)調(diào)無功補(bǔ)償裝置外絕緣配合應(yīng)與同級電壓的其他電氣設(shè)備相一致。如并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)串聯(lián)電抗器，正常工況回路工作電流將小于電容器組的額定電流計(jì)算值，即使在諧波和過電壓的共同作用下，否則過負(fù)荷保護(hù)將動作跳閘，也是合理的。操作過程的特殊要求包括：合閘過程的高頻涌流、分閘過程可能產(chǎn)生的重燃重?fù)舸ㄐg(shù)語要標(biāo)準(zhǔn)化，前后要統(tǒng)一）以及重燃引起的過電壓、頻繁操作性能等。 本條規(guī)定為無功補(bǔ)償裝置電器和導(dǎo)體的選擇應(yīng)滿足的技術(shù)要求。無功補(bǔ)償裝置的電器和導(dǎo)體的有關(guān)技術(shù)條件和對環(huán)境條件的一般要求不再一一列出。7 電器和導(dǎo)體選擇 一般規(guī)定 本條是選擇無功補(bǔ)償裝置的電器和導(dǎo)體的原則要求。當(dāng)諧波濾波器容量較大時(shí)，也可研究在該回路設(shè)分支斷路器。為保證主變壓器及變電站的運(yùn)行可靠性，當(dāng)不裝設(shè)總斷路器時(shí)，各分支回路包括TCR回路均應(yīng)裝設(shè)具有切短路故障能力的斷路器。TCR回路中的晶閘管裝置為控制電抗器運(yùn)行的設(shè)備，能起到負(fù)荷開關(guān)的作用，可用于正常運(yùn)行條件下的操作。當(dāng)主變壓器低壓側(cè)電壓等級過高時(shí)，可采用升壓變壓器使補(bǔ)償設(shè)備的電壓降低。 鏈?zhǔn)絊TATCOM接線目前靜止無功補(bǔ)償器和靜止無功發(fā)生器的電壓等級不大于35kV，均連接在主變壓器低壓側(cè)。鏈?zhǔn)絊TATCOM 采用多個(gè)單相逆變橋直接串聯(lián)，摒棄了多重化變壓器，因此避免了上述缺點(diǎn)，同時(shí)還可通過冗余設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高裝置的可靠性。迄今為止，世界上已投運(yùn)的大容量STATCOM裝置多采用變壓器多重化主電路結(jié)構(gòu)。在變壓器多重化STATCOM裝置的設(shè)計(jì)中，變壓器重?cái)?shù)過少得不到良好的諧波特性，重?cái)?shù)過多則使得電路復(fù)雜，損耗太高。采用變壓器多重化需注意考慮逆變橋交流側(cè)變壓器的連接方式和不同逆變橋間的移相角。最后，鏈?zhǔn)絊TATCOM裝置通過升壓變壓器與系統(tǒng)相連。每相通過若干個(gè)單相電壓源逆變器串聯(lián)，適當(dāng)?shù)目刂瓶梢韵b置的諧波電流。我國對STATCOM裝置的研究包括多重化變壓器方式和鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，并且已在工程中投入使用。 靜止無功補(bǔ)償裝置的接線方式 在當(dāng)前的電力電子器件制造水平下，單個(gè)不采用器件串聯(lián)技術(shù)的三相逆變橋的容量約在5MVar～7MVar，應(yīng)為：Mvar，與全面一致因此，要制造輸配電系統(tǒng)的大容量STATCOM，同時(shí)滿足諧波等多項(xiàng)性能要求，必須采用多種技術(shù)和方法設(shè)計(jì)主電路結(jié)構(gòu)。但由于雙星形中性點(diǎn)差流保護(hù)接線方式要求單相并聯(lián)電抗器線圈內(nèi)部分裂并聯(lián)繞制，對制造要求的精度極高，往往致使三相兩中性點(diǎn)之間出現(xiàn)不平衡電位，正常差流值大，同時(shí)空心戶外干式電抗器一般匝間電壓僅數(shù)百伏，而其絕緣耐壓達(dá)3kV以上，因此出現(xiàn)匝間擊穿的可能性極小。 因斷路器操作并聯(lián)電抗器產(chǎn)生的截流過電壓發(fā)生在并聯(lián)電抗器端部，要限制此過電壓，則應(yīng)將避雷器裝設(shè)在斷路器的并聯(lián)電抗器側(cè)，這樣才能起到保護(hù)并聯(lián)電抗器的作用。 斷路器開斷并聯(lián)電抗器時(shí)，由于斷路器截流，電抗器上儲存的能量將通過電抗器入口端的等值電容釋放，并產(chǎn)生振蕩，在電抗器上形成截流過電壓。并聯(lián)電抗器作為無功補(bǔ)償設(shè)備使用時(shí)，電抗器回路必須保證裝設(shè)斷路器，以滿足切斷短路電流的要求。需要注意，當(dāng)電容器的外熔斷器熔斷，或電容器內(nèi)部連線斷線，這種情況的電容器脫離運(yùn)行時(shí)，均可能帶有殘留電荷，為保證安全，在接觸這些電容器之前，應(yīng)進(jìn)行對地短接放電。需要說明，星形接線電容器組，長時(shí)間運(yùn)行后，中性點(diǎn)積有電荷，電源側(cè)經(jīng)接地放電后，中性點(diǎn)仍會具有一定電位，威脅檢修人員的安全。 由于放電器件往往不能將電容器的殘留電荷放泄殆盡，為確保檢修人員的人身安全，檢修工作進(jìn)行之前，還必須對電容器組進(jìn)行接地放電。根據(jù)對并聯(lián)電容器裝置操作過電壓的研究，通常性能好的斷路器極少發(fā)生重?fù)舸a(chǎn)生單相重?fù)舸?，出現(xiàn)的是對地過電壓，裝設(shè)相對地避雷器，即可抑制對地過電壓。如果只靠電容器內(nèi)附的放電電阻，其放電速度太慢，重?fù)舸┻^電壓將比裝設(shè)了外放電線圈的電容器組高。為了避免合閘過電壓，必須裝設(shè)放電設(shè)備，在短時(shí)間內(nèi)使殘壓降至安全電壓，以保障再次合閘時(shí)的設(shè)備安全及檢修人員安全。電容器放電有兩種方式：在電容器內(nèi)部裝設(shè)放電電阻，與電容元件并聯(lián)；在電容器外部裝設(shè)放電線圈，與電容器直接并聯(lián)。 本條文強(qiáng)調(diào)單臺電容器外部專用熔斷器應(yīng)接于電源側(cè)。但是，當(dāng)發(fā)生套管閃絡(luò)和極對殼擊穿時(shí)，故障電流只流經(jīng)電源側(cè)，中性點(diǎn)側(cè)無故障電流，所以，裝在中性點(diǎn)側(cè)的外熔斷器對這類故障不起作用。 (2) 在切除故障的同時(shí)應(yīng)能確定和隔離發(fā)生故障的單臺電容器，并保證其余健全電容器能在不發(fā)生過電壓的情況下繼續(xù)運(yùn)行。 并聯(lián)電容器組是由若干臺并聯(lián)電容器按要求串、并聯(lián)組合而成的，在運(yùn)行中如果內(nèi)部元件擊穿而不及時(shí)將故障電容器切除退出運(yùn)行，將導(dǎo)致內(nèi)部元件全擊穿，致使箱殼發(fā)生爆裂，進(jìn)而波及鄰近健全電容器，甚至使整組電容器燒毀。限制電容器組分閘過電壓或降低其倍數(shù)的關(guān)鍵是消除或減少斷路器或負(fù)荷開關(guān)的重?fù)舸?，為此電容器裝置必須設(shè)置適合電容器組投切要求的專用斷路器或負(fù)荷開關(guān)。 綜上所述，串聯(lián)電抗器在電容器裝置回路中的裝設(shè)位置，應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果確定。串聯(lián)電抗器裝于中性點(diǎn)側(cè)，可以不受系統(tǒng)短路電流的作用，從而降低了對串聯(lián)電抗器動、熱穩(wěn)定的要求，對產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度要求可以降低，價(jià)格也相應(yīng)低一些。對于星形接線的并聯(lián)電容器組，限制合閘涌流或抑制諧波的串聯(lián)電抗器，無論接在電容器組的電源側(cè)或中性點(diǎn)側(cè)，其阻抗特性是完全一樣的，可以起相同的作用。 本條文強(qiáng)調(diào)裝設(shè)串聯(lián)電抗器的位置。常用電容器組接線和保護(hù)方式主要有4種：單星形接線采用開口三角電壓保護(hù)；單星形接線采用相電壓差動保護(hù)；雙星形接線采用中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)；雙星形接線采用橋式差電流保護(hù)雙星形橋差？。根據(jù)我國目前的設(shè)備制造現(xiàn)狀，35kV～220 kV變電站的并聯(lián)電容器組的電壓等級為66kV及以下，而66kV及以下電網(wǎng)為非有效接地系統(tǒng)，所以，星形接線電容器組中性點(diǎn)均應(yīng)不接地。而星形接線電容器組發(fā)生全擊穿時(shí)，故障電流受到健全相容抗的限制，來自系統(tǒng)的工頻電流將大大降低，最大不超過電容器組額定電流的三倍，并且沒有其他兩相電容器的涌放電流，只有來自同相的健全電容器的涌放電流，這是星形接線電容器組油箱爆炸事故較少的技術(shù)原因之一。單串聯(lián)段三角形接線方式的并聯(lián)電容器組，在技術(shù)上存在問題，因?yàn)檫@種三角形接線并聯(lián)電容器組，發(fā)生極間全擊穿的機(jī)會是比較多的，這時(shí)相當(dāng)于相間短路，注入故障點(diǎn)的能量，不僅有故障相健全電容器的涌放電流，還有其他兩相電容器的涌放電流和系統(tǒng)的短路電流。 并聯(lián)電容器及其配套設(shè)備的接線方式 本條文規(guī)定了并聯(lián)電容器組的接線方式。具體工程中對主變壓器低壓側(cè)電壓等級的選取可通過對不同電壓等級下各組件的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 主變壓器低壓側(cè)10(35)kV電壓等級適用于調(diào)相機(jī)補(bǔ)償方式或靜止無功補(bǔ)償方式調(diào)相機(jī)？。由于每組主變裝設(shè)的無功補(bǔ)償裝置主要是補(bǔ)償本組變壓器本身及其所供負(fù)荷所需要的無功容量，同時(shí)如果采用切換方式，會造成電氣接線復(fù)雜，不易實(shí)現(xiàn)，存在潛在的安全隱患，增加工程造價(jià)，而并未帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。但是為了節(jié)約投資，當(dāng)裝設(shè)總斷路器時(shí)，接入總斷路器下的分組回路不再必須安裝斷路器，可裝設(shè)能投切電容器組的其他開關(guān)電器。在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先考慮在此種情況下任一組無功補(bǔ)償裝置出現(xiàn)故障時(shí)不影響主變壓器的連續(xù)運(yùn)行。若無功補(bǔ)償裝置分組回路采用能開斷母線短路電流的斷路器，會引起工程造價(jià)提高，為節(jié)約投資，設(shè)置無功補(bǔ)償裝置專用母線，專用母線的總回路斷路器按能開斷母線短路電流選擇，分組回路開關(guān)不考慮開斷母線短路電流，采用價(jià)格便宜的真空開關(guān)，滿足頻繁投切要求。設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)方針政策，結(jié)合工程具體情況，綜合考慮對主接線的要求，并通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 本條文明確提出了進(jìn)行無功補(bǔ)償裝置的主接線設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要條件和基本要求，其中安全可靠和節(jié)約投資是最主要的基本要求。 在選擇單臺電容器額定電壓時(shí)還應(yīng)考慮串聯(lián)電抗器使電容器端電壓升高的影響。所以裝置的過電壓運(yùn)行也是應(yīng)該避免的。選擇的并聯(lián)無功補(bǔ)償裝置額定電壓高于電網(wǎng)運(yùn)行電壓時(shí)，并聯(lián)無功補(bǔ)償裝置無功輸出將大大減少，影響無功補(bǔ)償效果。6 接線 一般規(guī)定 本條文規(guī)定為電壓配合的原則要求。 靜止無功補(bǔ)償器中濾波器組的諧波電流和系統(tǒng)電源的諧波電流的和可能大于TCR產(chǎn)生的諧波電流。 原則上35kV～220kV變電站的電容器組均需裝設(shè)串聯(lián)電抗器，以防止合閘涌流及高次諧波放大。在《國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》中規(guī)定，一般情況下220kV變電站無功補(bǔ)償裝置的單組容量，接于66kV電壓等級時(shí)不宜大于20Mvar，接于35kV電壓等級時(shí)不宜大于12Mvar，接于10kV電壓等級時(shí)不宜大于8Mvar。另外，正式投產(chǎn)前，應(yīng)進(jìn)行投切試驗(yàn)，測量系統(tǒng)諧波分量變化，如有過分的諧波放大或諧振，應(yīng)采取對策消除。為了躲開諧振點(diǎn)，電容器組設(shè)計(jì)之前，應(yīng)測量或分析系統(tǒng)主要諧波含量，根據(jù)設(shè)計(jì)確定的電抗率配置，進(jìn)行諧振容量計(jì)算，在設(shè)計(jì)分組容量時(shí)避開諧振容量。 各分組電容器投切時(shí)，不能發(fā)生諧振，同時(shí)也要防止諧波的嚴(yán)重放大。這些情況在變電站平面布置和控制室設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮分批安裝無功設(shè)備的需要。 在變電站投運(yùn)初期，由于輕載，為節(jié)省投資，電容器容量可安裝較少，甚至不裝電容器。在《國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》中規(guī)定，對于大量采用10kV～220kV電纜線路的城市電網(wǎng)，在新建110kV及以上電壓等級的變電站時(shí)，應(yīng)根據(jù)電纜進(jìn)、出線情況在相關(guān)變電站分散配置適當(dāng)容量的感性無功補(bǔ)償裝置。在變電站投運(yùn)初期由于負(fù)荷較輕，特別是在最小負(fù)荷運(yùn)行方式下，輸送容量小，是并聯(lián)電抗器需要量最大的時(shí)期，它決定變電站需裝電抗器的總?cè)萘?。同時(shí)做了如下規(guī)定：所裝設(shè)的無功補(bǔ)償裝置應(yīng)避免大量的無功電力穿越變壓器，35kV～220kV變電站，在主變壓器最大負(fù)荷時(shí)。 據(jù)調(diào)查，在變電站中，并聯(lián)電容器安裝容量占主變?nèi)萘康谋壤?，由于各地電網(wǎng)情況和無功補(bǔ)償容量的差異而略有不同，一般不大于30％。 變電站配置無功補(bǔ)償容量應(yīng)根據(jù)無功規(guī)劃，進(jìn)行調(diào)相調(diào)壓計(jì)算來確定。由于220kV、 110kV設(shè)備較貴，到目前為止，還沒有在220kV、110kV電壓等級上裝設(shè)并聯(lián)電容器的工程實(shí)例。 據(jù)調(diào)查，目前國內(nèi)變電站并聯(lián)電容器大多裝設(shè)在低壓側(cè)。 STATCOM（a）和SVC（b）的V/I特性 STATCOM（a）和SVC（b）的V/Q特性 由于并聯(lián)電抗器裝設(shè)在高壓側(cè)投資較大，且不能象裝設(shè)在變壓器低壓側(cè)那樣很方便地隨負(fù)荷變化頻繁投切，難以控制低壓側(cè)電壓，因此電抗器宜首先考慮裝設(shè)在主變低壓側(cè)。 靜止無功補(bǔ)償器和靜止無功發(fā)生器的比較SVCSTATCOM基本原理控制或投切并聯(lián)阻抗通過電抗連接的控制電壓或電流源穩(wěn)態(tài)特性高/低電壓下的運(yùn)行恒阻抗/電納恒電流占地面積大（電抗器，電容器）小于SVC損耗～%～%對暫態(tài)的影響 無輸出最大電流電壓控制及其響應(yīng)響應(yīng)取決于系統(tǒng)強(qiáng)度，要求變增益控制響應(yīng)取決于系統(tǒng)強(qiáng)度，比SVC更快、更穩(wěn)定對傳輸功率、穩(wěn)定及阻尼的改善取決于容量和位置取決于容量和位置，但性能大大優(yōu)于SVC初始通電從高壓系統(tǒng)直接通電儲存能量迅速充電到運(yùn)行電壓閃變補(bǔ)償優(yōu)于SVC諧波產(chǎn)生產(chǎn)生低階諧波產(chǎn)生高次諧波，取決于開關(guān)模式系統(tǒng)及諧振對既有諧振有影響不影響既有諧振濾波通常要求無源濾波通常不要求無源濾波電壓/電能質(zhì)量改善能力存在響應(yīng)限制性能大大優(yōu)于SVC靜止無功補(bǔ)償裝置應(yīng)對SVC、STATCOM性能、占地面積、成本等