關(guān)于干式自愈式高壓并聯(lián)電容器組的應(yīng)用探討

1、關(guān)于干式自愈式高壓并聯(lián)電容器組的應(yīng)用探討葛軍(安徽馬鞍山供電局2430001引言隨著城市電網(wǎng)的飛速發(fā)展,城網(wǎng)改造工作也已全面展開。城市變電所的高壓電器設(shè)備正趨向無油化。目前,在我局高壓并聯(lián)無功補(bǔ)償裝置中,斷路器、串聯(lián)電抗器等均已實(shí)現(xiàn)無油化,但高壓并聯(lián)電容器仍采用油浸產(chǎn)品。現(xiàn)在,干式自愈式高壓并聯(lián)電容器已研制成功,但據(jù)了解,安徽電網(wǎng)迄今尚無一臺此類設(shè)備掛網(wǎng)運(yùn)行,因此,本文旨在針對此類電容器的特點(diǎn)對安徽電網(wǎng)(具體以馬鞍山電網(wǎng)為例應(yīng)用干式自愈式高壓并聯(lián)電容器的可行性進(jìn)行探討。2干式自愈式電容器的特點(diǎn)211自愈式電容器元件工作原理干式自愈式高壓并聯(lián)電容器所用元件為自愈式電容器元件。普通的鋁箔電容器元件

2、是在兩層鋁箔電極間夾入絕緣介質(zhì)(膜紙復(fù)合或全膜經(jīng)過卷制、壓裝、焊接、真空干燥處理和液體浸漬而成。因介質(zhì)存在電弱點(diǎn),為避免介質(zhì)擊穿而造成兩電極短路,必須采用兩層以上的介質(zhì),使每層介質(zhì)的電弱點(diǎn)錯(cuò)開排列。而自愈式電容器則不同,其介質(zhì)為單層聚丙烯膜,表面蒸鍍了一層很薄(低于1/100m 的金屬作為導(dǎo)電電極。當(dāng)施加電壓時(shí)聚丙烯膜電弱點(diǎn)被擊穿,擊穿電流將穿過擊穿點(diǎn)。由于導(dǎo)電的金屬化鍍層的電流密度急劇增大,并使金屬化層產(chǎn)生高熱,使擊穿點(diǎn)周圍的金屬導(dǎo)體迅速蒸發(fā)逸散,形成金屬鍍層空白區(qū),擊穿點(diǎn)自動(dòng)恢復(fù)絕緣。介質(zhì)膜產(chǎn)生一個(gè)非常小的孔洞,直徑約幾微米,自愈過程消失的金屬化鍍層面積直徑約幾毫米。根據(jù)自愈性能的要求,電

3、容器的金屬化極板鍍層越薄越好。越薄的鍍層自愈時(shí)產(chǎn)生的能量越低,溫升越小,對電容器的損傷則越小,自愈性也就越好。但是,根據(jù)介電強(qiáng)度與鍍層電阻的關(guān)系(如圖示,鍍層越薄,接觸電阻越大,擊穿場強(qiáng)越大,接觸電阻大則嚴(yán)重發(fā)熱,電容器在合閘涌流作用下將引起接觸部位過熱損壞,導(dǎo)致電容器失效。因此,解決上述矛盾是干式自愈式電容器制造的重點(diǎn)?，F(xiàn)在,已有多種方法解決這一難題。例如,錦州電容器廠采用一種獨(dú)特的鍍膜工藝梯形鍍層邊緣加厚技術(shù),使金屬化鍍層大面積逐漸變薄,電極引出邊緣加厚,不僅提高了擊穿場強(qiáng),減少了電容損失,同時(shí)提高了元件耐涌流能力 。介電強(qiáng)度與鍍層電阻的關(guān)系212金屬化鍍層特點(diǎn)對于自愈式電容器元件來說,決

4、定其性能的重要因素就是金屬化鍍層。構(gòu)成金屬化鍍層的材料一般有三種:Al 金屬化。Zn 2Al 金屬化復(fù)合。Zn 2Ag 金屬化復(fù)合。三種材料各有特點(diǎn)。Al 金屬化在電熱作用下,易造成鍍層電極腐蝕脫落,導(dǎo)致運(yùn)行中嚴(yán)重的容量下降;Zn 2Al 金屬化復(fù)合膜利用了Zn 膜電容量穩(wěn)定性好和Al 膜貯存期長的優(yōu)點(diǎn),但其電容量穩(wěn)定性不是很好。因此,目前干式自愈式電容器均采用Zn 2Ag 金屬化膜制造電容器元件。該材料特點(diǎn)是先以Ag 金屬化為基底,再Zn 金屬化,形成Zn 2Ag 復(fù)合金屬化膜,電容量穩(wěn)定性極好,電容量損失最小,整個(gè)壽命中容量變化很小。由于Zn 易被氧化,因此鍍膜必須在真空中采用獨(dú)特的方法進(jìn)

5、行。這種電容器元件內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了小電容的無焊接串聯(lián)。將單元件的額定電壓提高到1000V 以上,這樣就減少了單臺電容器內(nèi)串聯(lián)元件數(shù)。213自愈式電容器的保護(hù)由于自愈式電容器本身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),電極非常薄,因此,大多采用壓力保護(hù)。當(dāng)故障時(shí),由于內(nèi)部壓力增加,外殼形變使壓力保護(hù)動(dòng)作,造成電容(下轉(zhuǎn)第31頁62電工技術(shù)雜志2001年第3期電網(wǎng)建設(shè)/改造 © 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.的組成信息,可以具體到每一零件圖的所有信息,如圖紙?zhí)?、路徑名稱、材料、重量等 。3結(jié)論互感器集成CAD

6、系統(tǒng)是在Auto CAD for Win 2dows 平臺上進(jìn)行二次開發(fā)的系統(tǒng)。目前系統(tǒng)中110kV 電流互感器部分已經(jīng)基本完成,系統(tǒng)仍在不斷開發(fā)完善之中,我們還將開發(fā)全系列電流互感器、電壓互感器的其他型號的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模塊?；ジ衅骷蒀AD 系統(tǒng)的開發(fā),必將推動(dòng)整個(gè)互感器行業(yè)CAD 應(yīng)用推廣的力度,提高行業(yè)CAD 水平。參考文獻(xiàn)1Kurt Hampe ,Jim Boyce.AU TO CAD 應(yīng)用開發(fā)工具大全.北京清華大學(xué)出版社,19942吉曉民.Auto CAD 1210繪圖軟件包的使用與二次開發(fā)技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社,19973方鐵.Auto CAD C 語言高級編程.北京清華大學(xué)出版

7、社,1997A Parameterized CAD System for CurrentT ransformer and Voltage T ransformer DesigningY ang Qian Cui R uihua Jia Wenj un(Hebei University of Technology X ue W andao(Tian Wei Group Abstract By the development of a transformer parameterized CAD system ,we propose a method of designing general 2pu

8、rpose electrical apparatus CAD system.The system is developed under the general CAD software Auto CAD for windows and database management system (DBMS .K eyw ords parameterized CAD system DBMS收稿日期:20010103(上接第26頁器兩極間短路,使得外部串聯(lián)熔斷器能夠動(dòng)作。3安徽電網(wǎng)使用干式自愈式電容器的可行性分析從以上分析可見,干式自愈式電容器具有干式結(jié)構(gòu)、損耗小、溫升低、自愈性能好、耐涌流能力強(qiáng)、電容

9、量損失小、體積小、重量輕、無爆炸燃燒危險(xiǎn)、免維護(hù)等特點(diǎn),非常適合城市變電站使用。以馬鞍山電網(wǎng)為例,隨著兩網(wǎng)改造的進(jìn)行,無功補(bǔ)償?shù)慕ㄔO(shè)已刻不容緩。在以前的無功補(bǔ)償建設(shè)中,我們的思路總是停留在油浸式集合電容器的選用上,該類產(chǎn)品盡管有其優(yōu)點(diǎn),但其體積相對較大,且在實(shí)際使用中經(jīng)常出現(xiàn)滲漏油等現(xiàn)象,不適宜一些老變電所的改造,也給檢修帶來了一定的難度。例如,我局110kV 北郊變電所由于占地面積小,無室外多余空間可用,這就給該所無功補(bǔ)償?shù)慕ㄔO(shè)帶來困難?，F(xiàn)在,我們放寬思路,完全可以采用干式自愈式電容器作為其建設(shè)的首選方案,解決這個(gè)難題。干式自愈式電容器適宜的條件:戶內(nèi)使用;環(huán)境溫度類別為-(2025/(4550;海拔高度1000m ;安裝場所無有害氣體、無導(dǎo)電性或爆炸性尖埃、無強(qiáng)烈機(jī)械振動(dòng);頻率50Hz 。安徽電網(wǎng)完全適用。當(dāng)然,根據(jù)有關(guān)資料的介紹,干式自愈式電容器有其不足的一面,最顯著的就是其使用壽命相對油浸式電容器短,因?yàn)榇嬖谧杂^程,所以電容器容量會發(fā)生變化,不斷減少。但對無功補(bǔ)償效果影響不大。目前日本、美國研制的干式自愈式電容器壽命一般為10年左右,國產(chǎn)設(shè)備要求達(dá)到的壽命為10年。根據(jù)以上對干式自愈式高壓并聯(lián)電容器的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、材料、性能等一系列的分析,以及對安徽電網(wǎng)應(yīng)用此類電容器的可行性分析,可見