1 問題的提出
唐鋼煉鐵廠220kV變電站于2009年8月改造完成投入運行,該站220kV部分采用外橋接線方式,220kV接有2臺容量為50MVA主變壓器,10kV采用雙母線接線形式,每段母線各接有一套容量為10MVA的并聯(lián)電容器成套裝置,無功補償電容器組投運后,用戶反映電容器室溫度過高,擔心此狀況長期運行將影響設備壽命而無法保證運行安全。
2 分析計算
2.1 電容器組接線方式及參數(shù)選型 本站根據(jù)用戶實際需要選用了2套分組自動投切無功補償電容器組,布置在16mx8m的電容器室內(nèi),串聯(lián)電抗器按照抑制5次及以上諧波進行設計,電抗率選擇6%,單相干式空心結構,三相疊裝布局,每套電容器分4組進行自動投切,4組容量分別為1000kVar、2000kVar、3000kVar、4000kVar。
單臺電容器型號為BFM12/√3 -334-1W,共30臺,分4組,對應于每組無功補償電容器組分別為3臺,6臺,9臺,12臺。
串聯(lián)電抗器型號如下:
CKSC-60/10-6%,容量60kVar,額定電流52.5A,電抗率6%;
CKSC-120/10-6%,容量120kVar,額定電流105A,電抗率6%;
CKSC-180/10-6%,容量180kVar,額定電流157.5A,電抗率6%;
CKSC-240/10-6%,容量240kVar,額定電流210A,電抗率6%;
放電線圈FD2-1.7/11/ 3-1W其變比為11/√3 kV/0.1/√3 /0.1/3kV。
電壓無功控制器RCBK-4(帶保護單元)
2.2 現(xiàn)場反饋情況 無功補償電容器成套裝置投入運行后,電抗器運行溫度在80℃以上,電容器單元運行溫度在50℃以上,電容器室內(nèi)溫度在40℃以上。
經(jīng)測量,流經(jīng)各組電抗器的工作電流超過電抗器額定電流的3%~5%,用戶認為出現(xiàn)裝置及室內(nèi)溫度過高的原因是電容器配套使用的串聯(lián)電抗器額定電流選擇偏小所致。
2.3 串聯(lián)電抗器參數(shù)選型復核 針對用戶提出的問題,以容量1000kVar電容器組為例進行如下分析:
2.3.1 電容器組單相容量為334kVar
Inr=Snr/Unr =52.59A
Inr:電容器組額定電流 Snr:電容器額定容量 Unr:電容器組額定電壓
2.3.2 對應于1000kVar電容器組選擇了單臺容量20kVar的串聯(lián)電抗器(單相容量)
Unk=K·N·Unr Ink=Snk/Unk (見JB5346-1998)
Unk=6%·1·11/√3 =0.381Kv
Ink=Snk/Unk=52.5A
UNk:電抗器額定端電壓 INk:電抗器額定電流
Inr=52.59A與Ink=52.5A的微小差別是由于串抗6%的選擇是基于電容器組容量為1000kVar(三相容量)進行選擇的,而實際容量為3×334kVar=1002kVar。
從以上計算可以看出,串聯(lián)電抗器的額定電流選擇與電容器組的額定電流是匹配的,不存在串聯(lián)電抗器額定電流選擇偏小問題!
之所以出現(xiàn)運行電流高于額定電流的情況,可能存在的原因是電容偏差問題。
DL/T 604-1996《高壓并聯(lián)電容器裝置訂貨技術條件》中4.6.1.1條“電容器組容許的電容偏差為裝置額定電容的0~+5%”。如果電容器組出現(xiàn)+5%的電容偏差,即C=1.05Cnr(Cnr為電容器組的額定電容值). I=U·ω·C= U·ω·1.05Cnr=1.05Inr
[$page] 由上式可見,由于電容器組容許范圍內(nèi)的制造偏差會使實際運行電流達到1.05倍的額定電流。
根據(jù)DL/