并聯(lián)電容器過電壓和過電流的判斷條件

　　并聯(lián)電容器是電力系統(tǒng)的重要無功電源，具有成本低、便于維護和運行、經(jīng)濟效益好等特點。電容器在系統(tǒng)中會產(chǎn)生以下現(xiàn)象：①與電力系統(tǒng)的感性設備發(fā)生諧振；②因絕緣老化和發(fā)熱等，造成系統(tǒng)短路；③投入系統(tǒng)時產(chǎn)生無功沖擊，出現(xiàn)較大的涌流等。其中諧振和絕緣問題是電容器組設計、投運和運行中所要考慮的首要問題。本文結合電容器組的設計論證和對河南電網(wǎng)部分變電站的諧波測試，對電容器的過電壓和過電流問題進行討論。

2　并聯(lián)電容器組諧波過載能力的四條要求　　

2．1　反映電容器耐壓性能的指標：過電壓倍數(shù)

　　國標《并聯(lián)電容器裝置設計規(guī)范》（GB50227－1995）規(guī)定：α≤1．1，表示電容器所承受的基波電壓與諧波電壓的幾何和（電壓有效值）不超過額定電壓的1．1倍。作為算法上的對比，計算基波和諧波電壓的算術和時：

2．2　反映電容器耐熱性能的指標：過電流倍數(shù)

　　國標《并聯(lián)電容器裝置設計規(guī)范》（GB50227－1995）規(guī)定：β≤1．3，表示流過電容器的基波電流和諧波電流的幾何和（有效值）不應超過額定電流的1．3倍。作為算法上的對比，計算基波和諧波電流的算術和時：

2．3　反映電暈現(xiàn)象的指標：峰值電壓過電壓倍數(shù)

　　IEEE規(guī)定：γ≤1．2。顯然γ＝α′。

2．4　考慮過載容量的指標：過載容量倍數(shù)

　　IEEE規(guī)定η≤1．3，即過載容量不超過額定容量的1．3倍。根據(jù)過壓倍數(shù)、過流倍數(shù)計算方法的不同，η值可以是αβ、αβ′、α′β和α′β′。

3　河南電網(wǎng)部分變電站實測結果和計算

3．1　駐馬店220kV變電站的電容器過電壓過電流的計算

　　 首先，將10kV母線的電壓諧波數(shù)據(jù)（見表1）轉(zhuǎn)化為電容器端電壓的諧波。電容器串聯(lián)電抗器，電抗器基波電抗為XL，電容器基波容抗為XC，母線基波電壓為U1，諧波次數(shù)為n，n次諧波百分含量為DFVn，母線n次諧波電壓為DFVn·U1，n次諧波電抗為nXL，n次諧波容抗為XC／n。那么，電容器n次諧波電壓百分含量為：

　　由表2知，采用算術和的計算方法表明電容器已過電壓，最大峰值過壓倍數(shù)接近1．2，符合峰值電壓校驗。實際運行情況是電容器接近過電壓的限值。因為母線電壓沒有達到母線保護的定值（平均電壓的1．1倍），電容器電壓的有效值也沒有達到額定電壓的1．1倍，所以母線過電壓保護和電容器分支過電壓保護不動作。

    表3，說明變壓器低壓側(cè)電流沒有超過《并聯(lián)電容器裝置設計規(guī)范》的定值。利用駐馬店站的設備實際參數(shù)，計算得到投入電容器后，諧振頻率在230Hz附近，大電流并非諧振造成，10kV母線運行電壓過高才是電容器的運行電流過大的原因。
    表4說明在利用算術和算法求電壓電