崔瑞

【摘 要】高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制電器。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)，它應(yīng)能可靠地動(dòng)作，迅速切除故障。但由于電網(wǎng)電壓較高，電流較大，當(dāng)斷路器斷開電路時(shí)，觸頭問會(huì)出現(xiàn)電弧，只有將電弧熄滅，才能斷開電路。而恢復(fù)電壓上升速度愈小，電弧就愈容易熄滅。為了降低恢復(fù)電壓上升速度及降低熄弧時(shí)的過電壓，通常在斷路器觸頭間并聯(lián)一個(gè)電容器，即均壓電容。本文所論述的就是均壓電容的作用及對系統(tǒng)的影響。

【關(guān)鍵詞】均壓電容器 電力系統(tǒng) 作用

在現(xiàn)代超高壓的斷路器中，常采用多個(gè)滅弧裝置串聯(lián)的積木式結(jié)構(gòu)，形成多斷口斷路器。對于這種斷路器，電壓在各斷口上分布不均勻，影響到整個(gè)斷路器的滅弧能力。

1均壓電容器的概述

1.1均壓電容器的概念

電力電容器是一種無功補(bǔ)償裝置。電力系統(tǒng)的負(fù)荷和供電設(shè)備如電動(dòng)機(jī)、變壓器、互感器等，除了消耗有功電力以外，還要“吸收”無功電力。如果這些無功電力都由發(fā)電機(jī)供給，必將影響它的有功出力，不但不經(jīng)濟(jì)，而且會(huì)造成電壓質(zhì)量低劣，影響用戶使用。電容器在交流電壓作用下能“發(fā)”無功電力（電容電流），如果把電容器并接在負(fù)荷（如電動(dòng)機(jī)）或供電設(shè)備（如變壓器）上運(yùn)行，那么， 負(fù)荷或供電設(shè)備要“吸收” 的無功電力， 正好由電容器“發(fā)出” 的無功電力供給， 這就是并聯(lián)補(bǔ)償。并聯(lián)補(bǔ)償減少了線路能量損耗，可改善電壓質(zhì)量，提高功率因數(shù)，提高系統(tǒng)供電能力。

1.2均壓電容器的分類

常用的均壓電容器有以下幾種類型，一是瓷外套充SF6型，其中包含了很多個(gè)陶瓷電容原件，這些原件經(jīng)過串聯(lián)以及并聯(lián)設(shè)計(jì)連接在一起，外部由套管封裝，主體為白色，封裝套管材料下一般為二氧化硅。內(nèi)部充SF6發(fā)揮絕緣作用；其次是復(fù)合外套油浸全膜介質(zhì)型，其中包含若干個(gè)全膜電容原件，這些原件之間是串聯(lián)關(guān)系，套管內(nèi)充滿電容器油，這種均壓電容器的最大特征就是容量大但是體積小，因此應(yīng)用較為廣泛；最后是瓷外套油浸膜紙介質(zhì)型，同樣是由若干個(gè)電容原件組成，這些原件之間也是串聯(lián)關(guān)系，不同的是外套材料為瓷，因此這種均壓電容器不僅容量大，且絕緣水平較好，一般在高壓斷路器中的應(yīng)用較多。

2均壓電容器在電力系統(tǒng)中的作用分析

2.1斷路器與均壓作用

電力系統(tǒng)在改變原有運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，要有投入或者是退出動(dòng)作，設(shè)備在發(fā)生故障以后，為了維護(hù)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，斷路器就要做出動(dòng)作，將故障位置從系統(tǒng)中切除，這一過程中電弧會(huì)經(jīng)歷從產(chǎn)生到熄滅的過程。形成電弧時(shí)，實(shí)際上就是觸頭中性質(zhì)點(diǎn)發(fā)生游離，系統(tǒng)電流在狐系中產(chǎn)生熱量，在這種熱量的作用下，中性質(zhì)點(diǎn)的作用得維系，導(dǎo)致游離速度增加，生成正離子以及電子，我們將此成為熱游離現(xiàn)象，而熱游離是電弧得以維系的原因。電弧的熄滅實(shí)際上就是中性質(zhì)點(diǎn)游離停止的過程，觸頭間的絕緣強(qiáng)度足夠大，短路器的斷開動(dòng)作才會(huì)成功。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，一是要合理選擇滅弧介質(zhì)，二是斷路器采用多斷口，保證滅弧的順利進(jìn)行。選擇使用多段口電壓器的最大問題就是均壓問題，如果各個(gè)段口之間無法保證均壓，就無法按照計(jì)劃將故障設(shè)備斷開。對此，人們嘗試使用均壓電容器，使各個(gè)斷口的電壓更加平穩(wěn)，提升斷路器的滅弧能力。

2.2均壓電容器發(fā)揮作用的過程

需要將均壓電容器與斷路器各個(gè)斷口并聯(lián)，當(dāng)開關(guān)處于關(guān)合狀態(tài)時(shí)，電容器并不發(fā)揮作用。而一旦開關(guān)處于分閘狀態(tài)，斷路器中的所有斷口之間就形成一種串聯(lián)關(guān)系，由于壓降原因，各個(gè)斷口之間會(huì)產(chǎn)生電位差，出現(xiàn)電壓分布不均衡問題。為了將這種不均衡消除，就需要均壓電容器發(fā)揮作用，其主要發(fā)揮一種“充電”作用，向?qū)?yīng)的斷口充電，達(dá)到斷口間的電壓平衡。除此之外，開關(guān)斷開過程中，在均壓電容器的作用下，恢復(fù)電壓幅值可以得到有效控制，這樣一旦出現(xiàn)開關(guān)故障，故障電流的負(fù)荷就會(huì)被明顯降低，這是因?yàn)槿菪噪妷涸哂胁豢绍S變性，能夠有效降低故障對設(shè)備以及整個(gè)電力系統(tǒng)損傷。

試驗(yàn)計(jì)算證明，在每個(gè)斷路器中并聯(lián)電容以后，幾個(gè)斷口處的電壓就可以達(dá)到穩(wěn)定平衡，斷口所對應(yīng)的滅弧室也幾乎可以同時(shí)熄滅電弧，斷路器的滅弧能力就大大提升，發(fā)生故障以后，在斷路器作用下故障部位可以被及時(shí)切除，縮小故障影響面積，維護(hù)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。而系統(tǒng)在發(fā)生兩相或者是三項(xiàng)短路時(shí)，開關(guān)斷開時(shí)沒有相應(yīng)的接地點(diǎn)，因此即使斷口沒有并聯(lián)均壓電容器，電壓也是均勻分布的，斷路器可以正常工作。均壓電容器的絕緣性對斷路器能否正常工作產(chǎn)生重要影響，為了防止電弧沒有熄滅導(dǎo)致的過電壓問題，最好在均壓電容器上安裝在線監(jiān)控裝置，對其狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3結(jié)語

以上論述了均壓電容的作用及對系統(tǒng)的影響，均壓電容給斷路器滅弧帶來了很大的好處，但同時(shí)由于電容拙合作用也給停電備用的母線產(chǎn)生了一定的電壓。在實(shí)際運(yùn)行中，所有從事電網(wǎng)調(diào)度及發(fā)電廠、變電所運(yùn)行和檢修人員都必須充分認(rèn)識(shí)這一點(diǎn)，設(shè)法消除均壓電容對相連系統(tǒng)產(chǎn)生的荊合電壓，保證人身安全、設(shè)備和電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

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