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高压电容器组的布置和安装设计
作者:管理员    发布于:2016-05-15 14:39:09    文字:【】【】【
 本条规定的目的是为了减少或避免相间短路事故,缩小电容器爆裂起火的影响范围,减少损失。采用分相设置电容器组,占地面积相应增加。当场地受限采用分相布置有困难时,仍可采用三相共用的分层框架,但应适当加大相间电气距离。
8.2.2 本条是对电容器框架设计的要求。设计电容器组框架应考虑以下几点:
 (1)利于通风散热。电容器通风散热良好是减少故障的重要条件。调查中曾看到,少数单位怕上层电容器漏油滴到下层电容器上,在层间加了隔板,并认为这样做还可防止电容器爆裂时损坏相邻层的电容器。有少数厂家生产的电容器柜,四周用钢板围护。上述做法均影响电容器的通风散热,增加温升进而导致故障发生,应予以纠正。
 
(2)方便维护和更换设备。设计电容器组框架,应考虑巡视设备的运行状况和停电后的检查、清扫工作,以及更换故障电容器。调查时有运行人员反映,放置电容器的框架设计时未考虑维护,框架上人无法站脚,换熔丝、清扫及更换电容器均感不便。特别在设计多层绝缘框架时要为电容器组维护和检修尽量创造方便条件。
 
(3)节约占地。工程建设要考虑节约占地,这是我们的国策。分层布置利于节约占地,在采用分相布置时,也要考虑电容器分层放置。为方便运行巡视和维护检修,分层框架不宜超过三层,若超过三层,站在地面不易看清上层设备的运行情况,为降低框架高度还可考虑采用横放式电容器。节约占地和方便运行维护在设计时应二者兼顾。
 
8.2.3 本条对电容器组的安装设计最小尺寸作了规定,现作如下说明:
 (1)电容器间距。电容器介质损耗产生的热量主要依靠对流来散发,其散热量与单台电容器容量和介损大小有关。不同容量的电容器在框架上放置,彼此间距取多大合适,严格地讲,应通过电容器温升试验来确定。从下面一个温升试验结果,可看出电容器间距对温升的影响(见表4)。
 
 
 
表4中百分值基准是以一台单独运行的电容器稳定温升为100%,试验条件是在电容器四周围以薄铁板,从表4中可见下层电容器温升较上层低,间距增大则温升降低,当间距超过100mm,下层温升与一台单独运行的电容器已比较接近。如无充分理由,本条规定的电容器安装间距不应缩小。
 
(2)底部距地面距离。为使电容器通风散热,电容器不能直接安装在地面上,安装在地面上容易造成底部锈蚀。屋外电容器组的对地距离高于屋内,是为了防止下雨时泥水溅到电容器器身上和防止爬行小动物爬上电容器造成事故。据调查,屋外lOkV电容器组多数为400mm,屋内电容器组多数为300mm。35kV和66kV电容器组因用的是绝缘框台架,比上述尺寸还要大一些。
 
(3)排间距离。在框(台)架上安装两排电容器时,排间应有一定距离,以利通风散热、维护和更换电容器。本条规定的最小间距200mm是国内较为普遍的采用值。
 
(4)框架顶部至屋顶净距。从利于空气对流散热考虑,框架顶部至屋顶距离愈大愈好,但由这个条件无法确定一个合理值。从检修人员站在框架上层不致头碰屋顶则可确定一个最小尺寸,本条规定的框架顶部至屋顶净距的最小尺寸为1000mm,即是从检修条件考虑的,满足带电距离绰绰有余,同时,符合国内较普遍的情况。
 
电容器组安装示意图见图1和图2。
 
 
 
8. 2. 4 为电容器组设置的通道有两种:正常运行时巡视用的主通道,本规范定名为维护通道;带电体无防护,停电后才能走人的通道,无通用名称,参照各地的习惯称呼,本规范称为检修走道。
 
在电容器组四周都设置维护通道,将会多占地,也无十分必要。当屋内只有―组电容器时,通常只在电容器框架的一侧设置维护通道,另一侧与墙之间设检修走道;有两组电容器时,通道设置有两种情况:其一是电容器组靠近两侧墙布置,在两组的框架之间设维护通道,在框架与墙间设检修走道;其二是电容器组布置在室内中部,框架之间设检修走道,框架与墙之间设维护通道。当电容器在框架上单排安装时,框架与墙之间无必要设检修走道,可靠墙布置。屋外电容器组的通道设置可参照上述情况考虑。通道的宽度系根据80年代初各地规定的尺寸和工程中比较普遍的采用值,并经多年运行实践证明是合适的,所以,本条规定了通道的最小尺寸,通道(走道)设置示意图见图3~图5。
 
 
 
8.2.5 本条规定是根据绝缘配合要求提出的,这也是电气设计的一个通用基本原则。当电气设备的绝缘水平与电网一致或略高时,设备可装在地面,金属外壳需接地,电气设备的绝缘水平低于电网时,应将其装在绝缘台上,绝缘台的绝缘水平不得低于电网。例如:额定电压为11/√3kV的电容器,它的极间额定电压约为6.35kV,绝缘水平是lOkV等级,供星形接线的电容器组接入lOkV电网采用,电容器的外壳与框(台)架一起接地;额定电压为1lkV的电容器,它的极间额定电压和绝缘水平都是1lkV,采用两段串联接成星形,其极间电压满足了35kv电容器组的要求,但电容器的绝缘水平比电网低,要把电容器安装在35kV级的绝缘框(台)架上才能满足绝缘配合要求。安装在绝缘框(台)架上的电容器外壳具有一定电位,把所有外壳与框(台)架可靠相连,目的是使外壳电位固定。而且,为防止运行人员触及带电外壳,设计图应要求安装时注明带电标记,以示警告。
 
8.2.6 电容器的瓷套与箱壳的连接比较脆弱,因此,无论正常运行或事故情况均应避免套管受力而使其焊缝开裂引起渗漏油,所以,应使用软导线连接套管并使连线有一定的松弛度是必需的,设计应对安装提出要求。
 
据调查,不少单位有过用硬母线连接电容器组引起事故的教训。因为,安装时受力和运行中热胀冷缩,均使瓷套承受过大应力,电容器的瓷套与箱壳连接处则可能发生焊缝开裂,继而出现渗漏油。用硬母线连接的电容器组,当一台电容器发生爆裂时,邻近电容器瓷套因受硬连接线牵连而被拉断,从而造成多台电容器损坏的事故发生多起。为杜绝此类事故发生,本条作了强制性规定,设计中应遵循。
 
单套管电容器的接壳端子虽然与外壳是连在一起的,但为了保持回路接触良好,不能用外壳连接线代替接壳导线,接壳导线应由接壳端子上引出,以保持载流回路接触良好。
 
8.2. 7 中性点不接地的星形接线电容器组,当三相之间和每相各串联段之间电容值不平衡,正常运行时会产生电压分布不均衡,电容值小的某一相或某一个串联段承受的电压高,电容值不平衡加大则电压分布不均也随之加大。因为,电容器产品制造存在容差,电容器组安装时不可能调配均衡,所以,从理论上讲希望容差为零,使电压达到均衡分布,实际上办不到。从需要可能考虑,本条提出了容差的建议值,这个值比行业标准规定高。根据现在电容器制造情况和施工技术,是可以达到的。容差越小,电容器组运行时,减少了部分电容器的过电压值,也就是说增加了这部分电容器的过电压裕度。例如:电容器的过电压能力为1.1倍额定电压,由于容差的原因在正常运行时部分电容器承受的电压为1.05倍额定电压,则其剩余的过电压能力只有5%了,允许缺台运行的电容器组要考虑这个因素。
 
8. 2. 8 本条规定目的在于提请设计和施工注意,没有设置接地开关的并联电容器装置,则应把检修挂临时接地线的上下两处的接线条件准备好,以利检修前接地放电。
 
8. 2. 9 汇流母线虽然能满足长期通过电流的要求,如无足够的机械强度将会塌弯,对装有熔断器的电容器,将产生熔断器拉紧弹簧松弛,熔丝熔断时尾线不能顺利弹出,电弧不能熄灭而引起事故。采用母线背角钢或缩小支柱绝缘子跨距来提高母线的机械强度都比较常用,加大母线截面的方式因不经济而一般不用。
 
8. 2. 10 本条是对熔断器装设的技术要求。熔断器安装位置是否正确关系到它的正确动作。如:熔断器垂直安装可能产生电弧喷射到套管或箱壳上;熔断器安装角度如不能达到熔丝尾线与熔管成一条直线或熔丝拉紧弹簧不到位,则可造成熔丝尾线不能顺利弹出熔管,导致重击穿,产生过电压而损坏电容器,也可能引起熔丝的群爆。将熔断器装在通道侧是为了巡视和更换熔丝方便。外熔丝熔断后尾线如搭在电容器箱壳上可能会形成接地故障。上述情况设计时均应考虑。
 
应当说明,熔断器安装后不能一劳永逸,事实上,长期运行后可能产生熔管受潮发胀,拉紧弹簧锈蚀弹力下降,一旦熔丝熔断,尾线难以弹出,而且熔丝的开断性能变差。装设熔断器也犹如“养兵干日,用兵一时”,当电容器故障,正该熔断器发挥作用时,它失效了,从而造成事故,因此,应定期对熔断器进行检查,及时更换失效品。
 
8.2.11 本条的目的在于提请设计人员注意,设计中要根据各地区情况防范鸟类、鼠、蛇类等小动物侵袭事故。据调查,各地都发生过鸟类、鼠、蛇类等小动物进入并联电容器装置造成的短路事故,而且,此类事故在主变和配电装置中也时有发生。防范鸟类、鼠、蛇类等小动物侵袭事故的措施,应根据周围环境中鸟类、鼠、蛇类等小动物的活动情况,并参照相应电压级别配电装置采用的办法予以确定。对小动物不可不防,但也不能花太多的投资设防。各地采取的措施有:对屋外并联电容器装置,在其四周设置网状围栏,但多雨潮湿地区网栏易于锈蚀;采用全封闭的网笼比较少。电容器室通常采取的是封堵方式,进排风口、窗洞口装金属网,电缆沟道口封堵,为了防止老鼠钻进电容器室,有的工程设置了门坎并堵塞所有墙洞。一般来说,电容器室在采取上述措施后效果较好。因此,执行本条规定可因地制宜采取不同办法
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