高压并联电容器组的整定计算及故障分析

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1、高压并联电容器组的整定计算及故障分析重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：柏瑜指导教师：熊兰教授专业：电气工程学科门类：工学重庆大学电气工程学院二O一五年五月StudyontheSettingCalculationandFaultAnalysisofHighVoltageShuntCapacitorBanksAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofE

2、ngineeringByBaiYuSupervisedbyProf.XiongLanSpcialty：ElectricalEngineeringSchoolofElectricalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要采用高压并联电容器进行无功补偿的方法是当前最简便、最经济的无功补偿形式，电网的安全稳定与可靠性与无功补偿电容器质量相关。然而，电容器故障发生率高，引起电容器故障的因素复杂，造成电容器故障原因分析困难。因

3、此，对电容器组的不平衡保护进行研究，如何合理配置并计算电容器保护参数，具有重要的理论意义和实用意义。从实际配置出发，以理论研究、仿真计算和现场分析相结合方式，研究高压并联电容器组的不平衡保护，获得了各种保护的计算方法和不同故障状态下电容元件过电压的变化规律，并指导了串抗参数的选择。本论文取得了如下成果：①分析了电容器的多种接线结构，对熔丝接线情况进行了对比。对四种常用的保护接线方式分别进行详细的理论推导，给出通用计算公式，同时对初始不平衡值进行了估算。②基于PSCAD/EMTDC软件建立电容器组故障仿

4、真模型，仿真发现故障串段中并联元件的过电压倍数和故障单元的过电压倍数均随熔丝断裂数目的增大而增大，相与相之间容差的不平衡会对初始不平衡值产生重大影响。将仿真值与理论值进行对比，验证了理论计算的正确性。③分析了现有并联电容器组电抗率选择存在的问题，采用4.5%-5%的串抗率并非一定能抑制5次谐波。对谐波放大原理和谐振计算进行了理论研究，分析不同串抗率时支路电流的响应，以实例计算指导了串抗率的工程选择方法。同时以LabVIEW软件为基础，研制了常用保护的整定计算软件，可以针对常用的电容器类型进行整定值的计

5、算和谐振计算。④针对电容器组不平衡保护频繁跳闸的情况，对重庆市某城区的电容器组进行归类统计，以具有代表性的电容器组为对象，经过实验和仿真计算发现整定值偏低、初始不平衡值过大是引起某城区并联电容器组跳闸的最可能原因。同时对多个故障电容器单元进行耐压和解剖试验，分析电容器单元与电容元件的结构和损坏情况。研究结论完善了并联电容器组不平衡保护的计算，解释了初始不平衡的影响因素，也为串抗率的选择提供了新的思路，对电容器组保护的计算和研究具有一定的借鉴作用。关键词：并联电容器，不平衡保护，元件过电压，串联电抗器，

6、案例分析I英文摘要ABSTRACTHighvoltageshuntcapacitorcompensationmethodisthemostsimpleandeconomicmethod,thecapacitorisrelatedtothesafeandstableoperationofpowersystem.However,thecapacitorfaultshappenfrequently,theinfluencefactorsofcapacitorfailurearerelativelycompl

7、icated,itisdifficulttofindthereasonofcapacitorfaults.Therefore,itisimportantandpracticaltoanalyzeandproperlysetcapacitorunits’unbalanceprotection.Accordingtotheactualconfiguration,thispapercombinedtheoreticalresearchwithsimulationcalculation,andon-sitea

8、nalysismethod,tostudyhighvoltageshuntcapacitorgroups’unbalanceprotection.Therefore,weobtainedthecalculationmethodforsomekindsofprotectionwaysandthealterationvoltageandcurrentindifferentfaultconditions.Meanwhile,howtochoosetheseri