并联电容器组故障原因分析及对策

针对某220 kV变电站35 kV并联电容器在运行中发生故障,通过分析电容器装置和主变压器故障录波图,利用等效电路图对谐波源位于系统侧情况进行了推导,并用该方法对本次电容器故障进行计算分析,证实了电容器组与系统发生了4次串联谐振,谐振过电压、过电流导致电容器故障。通过将第1组电容器电抗率提高到12%,并再次对低压侧各次谐波阻抗进行计算分析,证明改变电容器组电抗率可以抑制4次谐波放大,避免再次出现电容器故障。     

变压器直流偏磁对无功补偿电容器的影响

针对变压器发生直流偏磁时无功补偿电容器电流谐波过大的现象,基于Jiles-Atherton模型,在MAT-LAB平台下,建立了变压器直流偏磁仿真模型,仿真结果与实测数据符合很好。计算了不同直流偏磁电流条件下的电容器谐波电流,结果表明各次谐波随直流电流增加而近似呈线性增加,各电容器组之间发生4次谐波放大现象,容易造成电容器电流总有效值过大。通过增大串联电抗值来增加串联电抗率,可以避免4次谐波放大,增强无功补偿电容器组的直流偏磁承受能力。     

并联电容器串联电抗混装校核研究

在变电站低压侧并联两台容量相同的电容器组,且每台电容器串抗率不同时,需要进行谐波放大及避开谐振的相关计算,对电容器串联电抗混装情况的谐波放大率、串联谐振、并联谐振的计算及校核公式进行整理总结,为工程计算提供便利。     

1 000 kV交流特高压试验示范工程变电站110 kV侧电容器组串抗率分析

基于2008年特高压试验示范工程网架,预测特高压荆门和晋东南变电站500kV侧的背景谐波,并考虑500kV侧可控高抗的谐波特性,研究特高压主变压器110kV侧并联电容器串联电抗率对背景谐波的影响,给出特高压试验示范工程中低压电容器组串联电抗率的建议值。     

涌流引起的变压器三角形侧不平衡三次谐波影响及抑制方法

稳态情况下,一般认为三次谐波具有零序分量特征,无法耦合至主变压器三角形侧设备,但经现场试验所得结论可知,和应涌流造成的不平衡三次谐波却可以流入主变压器低压侧,并与低压侧电容器组构成回路,有可能使电容器及避雷器损坏。系统稳态运行时,三次谐波仅仅存在零序分量;而和应涌流中的三次谐波电压、电流并不完全对称,存在三次谐波的正、负、零序分量,故涌流时的三次谐波的正序、负序分量能流出变压器的三角形侧,流入电容器组和负荷。同时,如果并联电容器组的电抗率为6%,则存在三次谐波串联谐振点,这是导致三次谐波进一步放大的原因。文中通过理论及仿真分析,论述了上述观点的正确性,并通过计算,设计出一种配置混合串联电抗器的并联电容器组。动模试验证明,配置混合串联电抗器的并联电容器组可以大大抑制系统侧及电容器支路中的三次及五次谐波,较配置统一串联电抗器的并联电容器组具有较大优势。     

变电站并联电容器电抗率混装方案及其校验

变电站并联电容器电抗率的选择主要基于限制涌流、抑制谐波的考虑。提出了电抗率混装配置方案的简化计算及校验方法,并从兼顾谐波抑制及经济性方面就某具体工程进行了方案比选。结果认为变电站低压侧并联电容器电抗率宜采用4.5%(5%)与12%混装方案,500kV变电站可每台主变低压侧配置一台12%电抗率并联电容器。     

变压器发生直流偏磁时的谐波分析和治理

介绍了一种计算变压器直流偏磁时绕组励磁电流的数学模型，对励磁电流进行傅立叶变换后。计算得到各次谐波分量。对单相交流变压器绕组流过不同直流电流时变压器绕组的励磁电流各次谐波分量的含量和变化规律进行仿真研究，并探讨优化选择500kV变压器低压侧无功补偿电容器组参数配置的原则．有效吸收变压器产生的谐波，防止无功补偿设备发生谐波放大而损坏电容器设备。     

直流单极运行时谐波对并联电容器的影响

电力系统中实际运行情况表明,谐波问题是并联电容器安全运行的主要威胁。特别在直流单极运行时,交流变压器因为直流偏磁而使各次谐波电流剧增,这些谐波电流进入运行中的并联电容器并被放大,会导致电容器谐波过载,损坏电容器。某500 kV变电站的35 kV无功补偿电容器组就因为三-广直流单极运行而曾发生多次电容器爆炸事故。文中阐述了直流单极运行时各次谐波电流是如何产生的,然后分析了谐波被放大的原理、谐波对电容器组的危害,并详细分析了该500 kV变电站的无功补偿电容器组在三-广直流单极运行时发生爆炸的原因,最后提出几点抑制谐波电流放大的措施。     

电容器组对谐波的放大及解决措施

随着非线性负荷用户的增加，电力系统的谐波污染日益严重，由于补偿电容器及其串联电抗器的参数选择不当，造成系统的谐波放大，本文分析了串关电抗器参数的选择和变压器阻抗参数对谐波放大区的影响，重点分析了某变电站的低压侧电容器对中压侧的三次谐波放大实例，并介绍其中一组电容器改造方案和实施后的效果。     

电容器串联电抗消除谐振的最大值最小优化

针对变电站并联电容器合理的串联电抗率,建立了适用于220 kV和110 kV变电站的全参数谐波电路和模型。该模型包含变电站短路阻抗、变压器、电容器、负荷以及谐波源,提出了以负荷母线谐波电压放大倍数等反映谐振程度的目标函数。采用最大值最小优化方法,使目标函数在全部电网状态空间中的最大值通过调整电容器串联电抗率优化后达到最小,并对电容器电抗率的技术经济性进行了分析。计算结果表明:12%电抗率消除谐振的效果最好,并具有普适性;4.2%~4.5%电抗率的消除谐振效果其次,但具有更好技术经济价值,适应于大多数的220 kV和110 kV变电站。     

0.4kV低压侧电容补偿装置的谐波分流系数计算

民用建筑配电系统中,0.4 kV低压侧电容补偿装置引起配电系统不同配电支路谐波电流的重新分配。理论分析了在不同系统参数下补偿电容装置以及重要用电回路的谐波分流系数。结果表明,为减少谐波电流对补偿电容器的影响,补偿回路中需要串联一定阻抗值的电抗器;当补偿电容装置回路串联电抗率7%、12.5%、14%电抗时,补谐波分流系数基本相同;电容器补偿支路的谐波分流系数基本不随变压器容量大小而发生大的变化。     

1 000 kV变电站主变110 kV侧并联电容器装置的参数选择

1000kV变电站主变低压侧的无功设备是特高压电网无功调节的重要手段。与超高压电网相比,特高压变电站低压无功设备的电压更高、容量更大,其参数的确定有其特殊性,因此成为特高压变电站设计中的重要部分。本文重点针对低压电容器装置,确定其分组方式及分组容量,同时研究低压电容器装置的设备参数选择、接线方式,并对电容器装置的合闸涌流进行校核。     

串联电抗器抑制谐波的分析

为了抑制谐波的危害,采取一种有效的措施,在电容器回路中串联电抗器。这种方法表明,串联电抗器的电抗率不同,抑制谐波的效果也截然不同。分析了电容器缺台运行电容器部分击穿运行对串联电抗器谐波抑制的影响。同时介绍了并联电容器及串联电抗器额定电压选择应匹配才能有效抑制谐波的情况。     

配电网变电站并列运行三绕组变压器无功补偿的经济分析

配电网变电站三绕组变压器的无功补偿大多数是在低压侧安装并联运行的单组或多组电容器,传统上电容器投入与否或投入几组是根据变压器电源侧的功率因数大小来控制。这种控制方法的缺点是:仅考虑功率因数提高减少了变压器损耗的因素,而忽视了投入电容器介质损耗增大的因素。讨论了配电网两台三绕组变压器中压侧分列低压侧并列运行时,并联无功补偿电容器的经济运行;根据变压器损耗与电容器介质损耗之和最小的原则分析计算投切电容器组的临界负载,发现在某些条件下提高功率因数不仅不节电反而浪费电量;并在此基础上提出判断电容器经济运行的方法:最后举例说明了经济运行的节电效果。     

交直流混合电网中变电站电容器组串联电抗率选择

对于传统的变电站电容器组设计配置,由于未考虑变压器饱和时的阻抗及谐波特性.可能会导致电珑容器组出现故障的情况.通过理论分析,提出设计选择电容器组的串联电抗率时,应考虑在不同条件下系统阻抗频率特性所对应的并联谐振点及系统可能出现的各次谐波分布特性.采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,以某变电站主变压器为例,考虑不同的变压器饱和程度、电容器组投切方式和电容器组串联电抗率条件,进行仿真及电容器组谐波电流计算.仿真结果说明,从电网安全运行出发.在考虑可能出现的变压器饱和情况时,应改变传统的电容器组设计配置方式.     

单相变压器直流偏磁励磁电流仿真分析

通过铁心的非线性磁化曲线JilesAtherton理论,在MATLAB软件环境里建立了变压器铁心的仿真模型并利用该模型分析了直流偏磁大型单相变压器开路时励磁电流的波形特征。结果表明,随流入变压器的直流电流I0增加,励磁电流畸变愈重,并在I0增大到一定程度后严重半周饱和,其谐波分量越来越大且出现I0增加快速增长的偶次(主要是2次)谐波。     

秦皇岛地区两座220kV变电站的电铁谐波治理

就如何对220kV变电站的电铁谐波进行治理与具体实施进行了介绍，这次谐波治理方案的主要特点是在电力系统的220kV变电站内进行滤波。一台220kV主变的低压侧安装了4组滤波电容器组，分别对3、5、711及以上谐波进行了治理，滤波电容器组投运后，经华北电力谐波管理站测试，母线电压畸变率和谐波用户注入电力系统的谐波电流均达到了国标的要求，主变力率得到了提高，取得了显著的经济效益和社会效益。     

秦皇岛地区两座220kV变电站的电铁谐波治理

就如何对 2 2 0 k V变电站的电铁谐波进行治理及具体实施进行了介绍。这次谐波治理方案的主要特点是在电力系统的 2 2 0 k V变电站内进行滤波。一台 2 2 0 k V主变的低压侧安装了 4组滤波电容器组 ,分别对 3、5、7、1 1及以上谐波进行了治理。滤波电容器组投运后 ,经华北电力谐波管理站测试 ,母线电压畸变率和谐波用户注入电力系统的谐波电流均达到了国标的要求 ,主变力率得到了提高 ,取得了显著的经济效益和社会效益     

基于并联变压器的新型有源电力滤波器控制策略

提出了一种由并联变压器和电压源型逆变器组成的新型有源电力滤波器控制策略。具体方法：将变压器一次绕组与谐波源并联,检测变压器一次侧基波电压作为指令信号,控制电压源型逆变器的输出电压加在变压器的二次侧,当逆变器输出电压与变压器一次侧基波电压满足一定条件时,对基波分量而言,有源电力滤波器等效为一个可调电抗以补偿无功;对谐波分量而言,有源电力滤波器等效为变压器漏抗,从而疏导谐波流入变压器一次绕组。最后的仿真结果验证了该策略的可行性。