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10kV高压并联电容器用放电线圈浅析 石常建 公维强 摘要：为了确保电能质量满足供电要求，减少输、供电损耗，10kV供电系统中广泛应用高压并联电容器，与之配套的并联放电线圈起到对电容器的优化和保护作用，本文就10kV高压并联电容器用放电线圈进行讨论和分析。 关键词：10kV高压并联电容器用放电线圈 配置 保护 1、引言 当电容器从电网断开后，为使其存储的电荷自行泄放，在规定时间内将电容器剩余电压在规定时间内降到规定安全值以下，确保电容器装置配置及维修人员安全，放电线圈须具备以下两方面的基本性能要求：一是放电性能要求，即在配套电容器组容量范围内，满足电容器组的放电要求；二是故障情况及异于正常状态下的保护作用。 2、放电线圈放电过程分析 正常运行时，放电线圈一次接线方式如下图： 正常运行时，放电线圈工作在交流电压下，系统提供放电线圈（电感PT）相应相电压，，放电线圈不会对电容器放电 而在对应系统，放电线圈为电感线圈，不储存电荷，因此两侧电压为零而电容器还带有额定相电压，因此电荷通过放电线圈从高压侧到低压侧，逐渐把电容器的电荷放完 通过电路计算：，根据计算结果，可得到放电线圈放电过程的如下结论： 1）由于电容电压具有连续性，在脱离一次系统的瞬间及之前，即t≤0时，电容电压维持原来的大小，当t＞0，即脱离一次系统后，电容与电阻构成了闭合回路，电容将逐步放电，其中所贮存的电场能量也将逐步向外释放并被电阻所消耗而转化为热能，因此，电容电压和回路电流将会逐步减小，直到电容贮存的能量完全释放掉，电容电压和回路电流也将变为零，此时可以合上接地刀闸，进行相关部位的操作及工作。 2）由计算公式可见，在零输入的情况下，电容电压为一安e 的指数功率衰减的时间函数， 电压衰减的快与慢，由R×C的乘积大小决定，积越大，电压衰减越慢（极限情况：R→∞即电阻开路时，也相当于与运行一次系统连接时，电压将不会衰减）；反之，衰减就快（极限情况：R→0即回路短路时，接近不带放电线圈直接合接地刀闸，此时会产生较大电流，严重时损坏设备、危机人身）。 3、放电线圈的配置选型 1）一般要求 （1）放电线圈采用全密封结构，停止使用油浸非全密封放电线圈，防止放电线圈因受潮而发生爆炸事故。 （2）产品内部压力应满足环境温度变化的要求，在最低环境温度下运行时不得出现负压。放电线圈的额定一次电压应与所并联的电容器组的额定电压一致。放电线圈的额定绝缘水平应符合下列要求：1 安装在地面上的放电线圈，额定绝缘水平不应低于同电压等级电气设备的额定绝缘水平；2 安装在绝缘框台)架上的放电线圈，其额定绝缘水平应与安装在同一绝缘框(台)上的电容器的额定绝缘水平一致。 放电线圈的最大配套电容器容量(放电容量)，不应小于与其并联的电容器组容量。放电线圈带有二次线圈时，其额定输出、准确级，应满足保护和测量的要求放电线圈电容器组脱开电源后，在5s内将电容器组的剩余电压降至50V及以下如果电容器保险熔断，对应电容的电荷将无法放掉，会对工作人员产生危险1.43倍，并不宜大于额定电流的1.55倍，一般选1.5倍电容器的额定电流为宜。 3 电容器保护使用的熔断器宜采用喷逐式熔断器。熔断器的时间电流特性曲线应选择在被保护的电容器外壳的10％爆裂概率曲线的左侧。 4 10kV线路选用快熔保护式无功固定补偿装置时，作为电容器保护装置的跌落开关快熔保险宜保证在1.5倍过流下小于75秒熔断。 （3）分闸时各相电压残存情况 电容器组正常分闸时，各相电容器上的操作过电压与开断顺序有关，每次开断时，那一相首开是随机的，但开断后每相电容器上的电压则是基本确定的：首开相电容器上的电压为√2Uc、第二相为0.37√2Uc、第三相为1．37√2Uc(Uc为开断时电容器组的相电压）。显然，放电线圈在电容器退出运行后的放电过程将直接受制于各相电容器上剩余电压的状况，其中以第三相的条件为最恶劣。根据三相的放电条件，在标准中分别给出如下规定：放电线圈的放电性能要求是以首开相的放电条件提出的，为了确定放电线圈的放电性能，并以此为鉴别其性能能否满足运行要求，标准规定在最大配套电容器组容量时，充电达电容器组的额定电压峰值条件下，该放电线圈应能在放电5 s时，使其电压降至50 V以下。放电线圈应能承受住以第三相的放电条件下的电流冲击和能量消耗，考虑到电容器组频繁操作的特点，其充电电压按第三相放电时的电容器电压1.37√2Uc，并同时考虑电容器允许连续运行的1．1倍稳态过电压，再加上5％的裕度，即在：1.37×1.1×1.05×√2Uc=1.58√2Uc,在这一放电条件下，放电线圈不应出现任何异常 控制说明：放电线圈二次产生零序电压后，接入电压继电器线圈，当达到电压继电器动作电压后，输出接点1、9，时间继电器线圈在加入动作电压220V后动作，经延时