低压补偿柜的设计

范文一：低压补偿柜的设计

低压补偿柜的设计

【摘要】电力系统的发展对人们日常生活的影响极为重大，而在众多的电力问题中，功率因数的提高成为了人们普遍关心的问题。这是因为在企业中，功率因数关系到整个电网的正常运行和整个电力系统的安全。在近几年的发展中，利用低压补偿柜来提高功率因数成为了各个企业的首选。基于此，本文对低压补偿柜的设计进行了研究。

【关键词】低压补偿柜设计

在电网运行中，存在大量的感性负荷，除了要消耗有功功率外，还要消耗一定的无功功率。这就造成了功率因素降低，功率因数降的越低、电网所需的无功就越多，线路损耗就越大。低压补偿柜用以对感性元件产生的无功功率进行集中补偿、分组补偿或直接补偿，以提高供电系统功率因数，改善电能质量。而无功补偿能保持电力系统无功功率平衡、降低损耗、提高电网的供电质量。因此，低压补偿柜既能有效地维持系统的电压水平、提高电压稳定性，又能避免大量无功的远距离传输，从而降低有功损耗，提高设备的利用率。

补偿形式的分类

静态补偿与动态补偿

（1）静态补偿。采用接触器投切电容器组，反应速度慢，投切瞬间涌流大，成本低，但只适用于负荷基本稳定的用电场所，例如居民小区。

（2）动态补偿。采用复合开关（晶闸管元件）投切电容器组，实时跟踪负荷功率因数变化，反应速度快，成本高。动态补偿适用于有突变负荷的用电场所。非同步电气设备，如建材行业使用的辊压机，塑料工厂使用的挤塑机、注塑机，汽车制造厂、船舶制造厂使用的点焊机、缝焊机和焊接机，以及其他行业的升降机、冲压机、电梯、破碎机、电焊机和矿山带式输送机，瞬变电流大，宜选用动态补偿。

共补与分补

（1）共补。指由控制器统一采样，各相同时投入相同的补偿容量。这种接法适用于三相负荷基本平衡、各相负载的功率因数角相近的系统。三相共补一般采用△接法。

（2）分补。指由控制器分相取样，按照各相的功率因数各自投入不同的补偿容量。三相分补一般采用Y 形接法。这种接法适用于各相负载相差较大，功率因数角也有较大差别的系统。

补偿方式的选择

补偿按性质分为三相电容自动补偿、分相电容自动补偿和三相混合补偿方式。三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的供配电系统。因三相回路平衡，回路中无功电流相同，所以在补偿时，调节无功功率参数的信号取自三相中的任意一相即可，三相回路同时投切、可以同时保证三相电压的质量。三相电容自动补偿适用于有大量的三相用电设备的厂矿企业中，是目前应用最广泛的方式。对于三相不平衡的用电系统，必须采用分相电容自动补偿或三相混合补偿方式。在民用中大量使用的是单相负荷，照明、空调等设备由于负荷变化的随机性大，容易造成三相负荷的严重不平衡。尤其是在住宅楼的供电系统中，三相不平衡更为严重。分相补偿调节无功功率的采样电流信号分别取自三相中的每一相，根据每一相感性负载的大小和功率的高低进行相应的补偿，对其它相不产生相互影响，故不会产生欠补偿和过补偿的情况。因此其补偿方式适用于对于存在有大量使用单相用电负载的场合、并且容易产生三相不平衡的用电单位，如住宅小区、宾馆、饭店、大型商场等民用建筑的配电系统中。

补偿容量的计算

《工业与民用配电设计手册》中指出补偿容量按下式计算

=(tan－tan)

式中 ——补偿容量，kvar ；

——企业的计算有功功率，kW ；

tan、tan——补偿前、后计算负荷功率因数角的正切值。

根据上式，可以计算出供电系统所需的总容量。合适选择补偿总容量，还需合适选择单组容量。为避免低负荷过补偿现象，往往采用单组小容量加多组大容量电容混合组合的方式。例如无功补偿装置总容量为240 kvar，有3 种电容组合方式。第一种分成8 组，每组30 kvar ；第二种分成9 组，第一组10 kvar，第二组20 kvar，其余7 组各30 kvar ；第三种分成16 组，每组15 kvar。比较以上三种电容组合方式，第一种方式经济成本最低，投切级差为30 kvar ；第二种方式经济成本次之，投切级差为10 kvar ；第三种方式经济成本最高，投切级差为15 kvar。则低负荷时，第一种方式虽然成本低，但容易出现过补偿现象，第三种方式级差减小，但成本高，第二种方式采用单组小容量加多组大容量电容混合组合方式，既可实现成本利益，又可避免过补偿现象。

低压补偿柜的柜体设计

低压补偿柜框架采用2.5 mm 厚C 型材，立柱、侧板和仪表门等采用2.0 mm 厚钢板，柜高2 200 mm，GGD 柜深为600 mm，GCK 柜深可为800 mm，可为1 000 mm，柜宽按实际容量大小可选择600 mm、800mm 和1 000 mm，建议补偿总容量较大时可分补偿主柜与副柜，单柜容量≤ 360 kvar。低压补偿柜的柜体设计重点为通风设计。电容器，特别是电抗器在工作时产生大量的热量，因此低

压补偿柜的设计应充分考虑通风效果。建议在前下通风门、后上通风门、后下通风门、后门和底板均冲出一定数量的桥形孔，利于通风散热；可在柜后门安装4 个轴流风机，因热空气比冷空气轻，柜内空气流向由下往上，因此设计时应将2 个风机装于柜后上方，作为排气口，另2 台风机装于柜后下方（反装），作为进气口。

低压补偿柜的配置方案及元器件的选择

1、主要元件的配置(电容柜中必不可少的元件)

(1)主开关的选择：主开关一般采用刀熔开关，其容量的选择为不应小于电容器组额定电流的1．43倍并不宜大于额定电流的1．55倍。

(2)避雷器：应选用无间隙金属氧化物避雷器。

(3)功率补偿控制器：常用的控制回路数有4，6，8，10，12不等。

(4)低压电容器：采用自愈式低压并联电容器，电容器内装放电电阻，能使电容器在断开电源3min内，剩余电压从x/2u降至50V以下，确保操作安全，额定电压可分为400V、450V、525V及690V等。

(5)另外电容柜还必须具有电流表，功率因素表，投入和切除信号指示(指示灯)，电压表(可选)及手动转换开关(可选)。

2、分回路的配置方案

（1）静态补偿方案的配置

①保护器件建议选用半导体专用的快速熔断器，熔断器熔芯的额定电流按

1．75In选择(In电容器的额定电流)。现在许多地方改用微型断路器作为保护器件，那么其选择应不小于其控制的电容器组电流的1.35倍，应选1.5倍为宜。

②切换电容器用接触器：基本采用CJ19系列，接触器本身带有抑制涌流装置，能有效地减小合闸涌流对电容器的冲击和抑制开断时的过电压。

③热继电器：JR36系列为经常采用的保护器件，其选择是电容器额定电流的1.35倍。

（2）动态补偿方案的配置

①保护器件：与静态补偿方案的配置相同。

②切换电容器用：电容补偿投切开关或动态无功补偿投切调节器。

③随着电力电子技术的广泛应用和发展，供电系统中增加了大量的非线性负荷，如低压小容量家用电器和大容量的工业用整流设备、变频设备，这些非线性负荷的工作会使电网电流、电压波形发生畸变，从而引起电网中有谐波产生，影响补偿装置的正常工作，则在电容器回路中必须串接电抗器，这样才能够抑制高次谐波和限制电容器的合闸涌流，保护电容器组正常运行，提高设备运行的可靠性。其电抗器额定容量大多数情况下取电容器组容量的2％以上就行，如果系统存在3次、5次谐波最好选用6％～7％。

总结

设计低压补偿柜时，需综合分析系统与负载等因素，选择合适的补偿容量、补偿形式，合理设计装置柜体，合理安装元器件，才能实现利益最大化，延长装置寿命，实现对系统的有效补偿，改善电能质量。

参考文献

[1] 肖湘宁。电能质量分析与控制[M].北京:中国电力出版社,2010。

[2] 刘晓阳，齐宏伟，于洋，陈亮。《智能型动态无功补偿控制器的设计》，《沈阳理工大学学报》，2007 年02 期。

[3] 赵志强，王淼，穆桂霞。《新型智能无功补偿装置的研制》，《电工理论与新技术学术年会论文集》，2005。

[4]王少杰，罗安。配电网低压大电流负荷的谐波与无功补偿装备研制[J]，电力自动化设备，2010(12)：25．29。

[5]伍正阳。智能低压配变监测与无功补偿箱设计探索[J]，云南大学学报(自然科学版)，2009(S2)：296—303。

[6]詹铭，刘志平，牛宇干，等。并联无功补偿对大型变压器低压母线带负荷能力的影响[J]，武汉大学学报(工学版)，201 l(2)：254—256。

范文二：低压无功补偿柜的运行规则

1.在成套装置接线正确无误、供电电源正常的情况下，将电容补偿柜的智能无功功率控制器的电源开关(微型断路器)暂时置断开位置(OFF位置)，成套装置各柜体里面的其他电源开关(微型断路器)均置接通位置(ON位置)。2.将成套装置1#进线柜里面的主电路开关(塑壳断路器)均置接通位置(ON位置)。进线开关柜(1#柜)内的主断路器(QF1)为电动预储能合闸方式，其合闸过程请按下面的3操作。

3.首先按下“储能”按钮，主断路器储能电动机动作并带动弹簧开始储能，储能结束后(此时储能指示灯亮)，按下“合闸”按钮，弹簧储能释放，使主断路器(QF1)完成合闸动作。主断路器合闸后，合闸指示灯亮，分闸指示灯灭，储能指示灯也灭。

4.在1至3操作完成之后，且各种指示均正常的情况下，转换开关切换到手动状态(非自动状态)后，旋转转换开关，投切相应电容，对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中。此时可检测整个系统中各个电容的回路是否正确。

5.在各种指示均正常的情况下，接通电容柜智能无功功率控制器的电源开关(置ON位置)，控制器接通电之后显示”CAL”,5秒后进入自动工作状态，如输入电流符合最小要求(大于150mA),将显示所测电网功率因数cosφ。此时可设置控制器的参数，可将控制器的“功率因数值”cosφ设置为0.95或者0.96(要比所测电网功率因数cosφ大)，同时设定模式设置为人工设定模式。将转换开关切换至自动状态,将“投切允许”打至右位即(ON位置),无功补偿成套装置将投入正常工作。此时可以手动按下无功补偿控制器上的”增加”按钮来投切相应电容，对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中，直到补偿后的功率因数达到预定的设置为止，而相反按“减少”可切除相应电容。当设定参数时，将控制器的“功率因数值”cosφ设置为0.95或者0.96(要比所测电网功率因数cosφ大)，可将设定模式设置为全自动设定模式。此时将“投切允许”打至右位即(ON位置),将转换开关切换至自动状态,无功补偿成套装置将投入正常工作。此时控制器将进行“自学过程”，在数据初始化过程中，控制器按既定“功率因数值”与现配电系统作比较，并系统地启动电容器，改善功率因数，同时记录所接入电容器组的值，寻找到最小电容器组作为无功投入门限。此时对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中，直到投入电容器组达到投入门限为止。此时按下“增加”键可调出动态参数显示代码:I(电流)，U(电压)，Q(无功功率)，P(有功功率)，再按“减少”键可调出动态参数对应显示值，按”菜单设置”键可返回主显示值:功率因数cosφ。

6.如果要使自动无功补偿成套装置停止运行，应先将转换开关切换至手动状态

(HAND),将其投入的电容全部切掉。如果要测试控制器的保护功能，可以将电

压调高于额定电压(如额定电压为380V,可加压至400V)，此时控制器可自动快

速(5秒)逐级切除已投入的电容器组，并显示电压值。而将电流互感器的次级信

号调至低于150mA时，控制器会封锁电容器的投入，并同时自动快速(5秒)逐级

切除已投入的电容器组。而设置控制器的参数时，可将控制器的“功率因数值”

cosφ设置为0.95或者0.96(要比所测电网功率因数cosφ大)，同时设定模式设

置为人工设定模式。将转换开关切换至自动状态,将“投切允许”打至右位即(ON

位置),无功补偿成套装置将投入正常工作。此时可以手动按下无功补偿控制器

上的”增加”按钮来投切相应电容，对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主

回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中，直到补偿后的功率因数达到预定

的设置为止，此时如果再继续投切，超过预设“功率因数值”时，控制器可自动

快速(5秒)逐级切除已投入的电容器组。

7.接通风机电源，柜顶风机利用温度控制器进行自动控制。顶部的风机由温控开

关控制，当温度达到预定温度时，温控开关接通，风机开始运行;当温度低于预

定温度时，温控开关断开，风机停止运行。

英文版:

Step 1: When the complete device wiring is correct, the power supply situation is normal,put the power switch of intelligent capacitor compensation to the off position (OFF position) temporarily, and set the other power supply of each cabinet to the on position (ON position).

Step 2: The main circuit switch inside the 1# line cabinet are arranged on position (ON position),then the

main circuit breaker(QF1) inside in 1# cabinet will in the position of electric storage,the closing process please read the following 3 operations.

Step 3: First,press the “storage” button,the electric

motor of the main circuit breaker begin to storage the energy,then the indicating lamp of storage is bright at the end of this step.Secondly, press the “close”

button,the mechanical spring release the energy,so as to put the main circuit breaker(QF1) to the closing position.Thirdly,after the main circuit breaker is closed,the closing indicator lights is bright ,the brake lights and the indicating lamp of storage is extinguished.

Step 4:When the Step1 to Step3 are complete,and all instructions are under normal circumstances, if you switch rotary to manual mode(non automatic state), you can switch the capacitor. Then the indicating lamp corresponding circuit is bright, the coil of the contactor is attracted,at the same time, the contactor in main circuit is switched on, and the capacitor is input into the grid.Now you can detect whether each

circuit of capacitance in the system is correct or not.

Step 5: When all instructions are under normal circumstances,put the power of intelligent wattless controller inside capacitor cabinet to the on position, the controller will display “CAL” after it is

switched on,and it will get into the automatic status in 5 seconds,if the current of input can satisfies the minimum preset(such as greater than 150mA),it will display Power Factor(cosφ).Then you can set the

parameters of the controller,you can set the Power Factor to 0.95 or 0.96(it must be greater than the measured power factor cosφ),and set the mode in Manual

mode.Then you can switch the conversion to automatic state, and put the "switching allows" to the right location (position ON),and the wattless compensation equipment will be put to work.Now you can pressed “add” button on the wattless power compensation controller to switch the corresponding capacitor,the indicator lights corresponding circuit are bright at the same time,the contactor coil is attracted, and contactor in main circuit is switched on,and the

capacitor is put into the grid,until the Power Factor reaches the predetermined set,whereas press “sub”

button can cut off the corresponding capacitor.When you set the parameters of the controller,you can set the Power Factor to 0.95 or 0.96(it must be greater than the measured power factor cosφ),and set the mode in

Automatic mode.Then you can put the "switching allows" to the right location (position ON),and switch the conversion to automatic state, the wattless compensation equipment will be put to work.The controller will be set in “self-learning”

process,when it initializes the data,it will compare the Power Factor which is switched the capacitor into the grid to the Power Factor which is preset in the controller,then start the capacitor systematically,so as to improve the Power Factor,and take a record about the value of capacitor at the same time,just to get the minimum number of the capacitor group as the threshold.At this time,the indicator lights corresponding circuit are bright at the same time,the contactor coil is attracted, and contactor in main circuit is switched on,and the capacitor is put into

the grid,until the number it inputs reaches to the threshold.Then you can press the “add” button to show

the dynamic parameter:I(regard as current),U(regard as voltage),Q(regard as wattless power),P(regard as active power),and you can press “sub” button to show

the value corresponding to the parameters,and you can also press “menu” to return to the main screen to

display the value:Power Factor(cosφ).

Step 6:If you want to stop the automatic wattless power compensation equipment,you should convert the switch to manual state,the whole capacitors it inputs will be cut off. If you want to test the function of protection of the controller,you can set the voltage,when it higher than the rated voltage(such as the rated voltage is 380V,and you can put the voltage to 400V),now the controller can gradually cut off the capacitor which has been invested automatically and quickly,and display the voltage at the same time.While you set the secondary signal of the current transformer below 150mA,the controller will lock the investment of the capacitor,and the controller can gradually cut off the capacitors which have been invested automatically

and quickly.And when you set the parameters of the controller,you can set the Power Factor(cosφ)to

0.95or 0.96(it must be greater than the measured power factor cosφ),and set the mode in Manual mode.Then you can switch the conversion to automatic state,and put the "switching allows" to the right location (position ON), the wattless compensation equipment will be put to work.Now you can pressed “add” button on the

wattless power compensation controller to switch the corresponding capacitor,the indicator lights corresponding to circuit are bright at the same time,the contactor coil is attracted, and contactor in main circuit is switched on,and the capacitor is put into the grid,until the Power Factor reaches the predetermined set,while you just put more capacitor into grid,the Power Factor will greater than the preset parameter,the controller can gradually cut off the capacitors which have been invested automatically and quickly.

Step 7:Turn on the the fan power, the temperature controller will automatic control the fan. The top of the fan is controlled by a temperature controller, when

the temperature reaches the preset temperature, the temperature controller is turned on, the fan will run; when the temperature is lower than the preset temperature, the temperature controller is turned off, and the fan stops running.

范文三：高低压电容补偿柜各元器件的作用及选型

高低压电容补偿柜各元器件的作用及选型概述

高压断路器短路电流的开合

并联电容器的保护

并联电容器的运行与维护

1.接线类型及优缺点:

目前在系统中运行的电力电容器组的接线有两种:即星形接线和三角形接线。电力企业变电所采用星形居多，工矿企业变电所采用三角形居多。三角形接线优点:

可以滤过3倍次谐波电流，利于消除电网中的3倍次谐波电流的影响。三角形接线缺点:

当电容器组发生全击穿短路时，故障点的电流不仅有故障相健全电容器的放电涌流，还有其他两相电容器的放电涌一、并联电力电容器的接线流和系统短路电流。故障电流的能量往往超过电容器油箱能耐受的爆裂能量，因而常会造成电容器的油箱爆裂，扩大事故。

星形接线优点:

当电容器发生全击穿短路时，故障电流受到健全相容抗的限制，来自系统的工频短路电流将大大降低，最大不超过电容器额定电流的3倍，并没有其他两相电容器的放电涌流，只有故障相健全电容器的放电电流。故障电流能量小，因而故障不容易造成电容器的油箱爆裂。在电容器质量相同的情况下，星形接线的电容器组可靠性较高。

并联电力电容器的接线与电容器的额定电压、容量，以及单台电容器的容量、所连接系统的中性点接地方式等因素有关。

220,500kV变电所，并联电力电容器组常用的接线方式: (1)中性点不接地的单星形接线。

(2)中性点接地的单星形接线。

(3)中性点不接地的双星形接线。

(4)中性点接地的双星形接线。

6,66kV为非直接接地系统时，采用星形接线的电容器中性点不接地方式 2.电容器的内部接线

(1)先并联后串联:此种接线应优先选用，当一台电容器出现击穿故障，故障电流由来自系统的工频故障电流和健全电容器的放电电流组成。流过故障电容器的保护熔断器故障电流较大，熔断器能快速熔断，切除故障电容器，健全电容器可继续运行。

(2)先串联后并联:当一台电容器出现击穿故障时，故障电流因受与故障电容器串联的健全电容器容抗限制，流过故障电容器的保护熔断器故障电流较小，熔断器不能快速熔断切除故障电容器，故障持续时间长，健全电容器可能因长时间过电压而损坏，扩大事故。

3.并联电容器的接线及各元件基本要求:

(1)电容器

1)型式的选择

可由单台电容器组成或采用集合式电容器组。单台电容器组合灵活、方便，更换容易，故障切除的电容器少，剩余电容器只要过电压允许可继续运行。但电容器组占地面积大布置不方便。集合式电容器组和大容量箱式电容器组，占地面积小、施工方便、维护工作少，但电容器故障要整组切除，更换故障电容器不方便，有时甚至要返厂检修，运行的可靠性不如单台电容器组。在具体工

程中可根据实际情况选择电容器组的型式。

2)额定电压的选择

电容器的额定电压应能承受正常运行可能出现的工频过电压，其值不大于电容器额定电压的1.1倍。当电容器回路接有串联限流电抗器时，应计及因串联电抗器引起的电压升高，电容器的端电压将高于接入处电网电压，其升高的电压与电抗器的电抗率有关，可按以下电抗率确定电容器的额定电压: 当电抗率K?1%时，取每相电容器的额定电压 ?

当电抗率4.5%?K?6%时，取 ?

?当电抗率K=12%时，取

?当电抗率12%?K?13%时，取

式中为电网额定电压。

3)容量的选择

应根据电容器组的容量、允许的并联台数、串联的段数以及标准电容器产品的额定值等因素优化确定。在条件允许的情况下应首先选用单台容量大的电容器，可方便布置，减少占地，有利于运行维护。在有串联电抗器的情况下，整组电容器的实际输出容量应等于整组电容器的额定容量减去电抗器的额定容量。

(2)断路器

用于电容器组回路的断路器的环境特点是，电容器是一个储能元件，在操作过程中容易产生操作过电压，而电容器本身又容易因过电压而损坏，因此除满足一般断路器标准要求外，断路器性能还应满足一些特殊要求。电容器上的过电压主要是重复充电产生的，断路器合闸过程中的弹跳和分闸过程触头间的重燃是产生操作过电压的根本原因。断路器合闸过程中的弹跳时间越短，产生

的操作过电压越小，一般要求断路器合闸过程中的弹跳时间小于2ms，分闸过程触头不重燃。此外，对于多组电容器的总回路断路器还能承受关合涌流、工频短路电流的联合作用。对于经常投切的电容器组，断路器应具有频繁操作的性能。另外，当电容器组与供电线路接在同一母线上，线路断路器的投切也能引起电容器的过电压，危及电容器的安全。所以，与电容器接在同一母线的线路断路器也应与电容器回路断路器具有相同的性能。

3)串联电抗器 (

1)串联电抗器的选择

用作限制充电涌流和谐波电流。用作限制充电涌流时，涌流值通常按电容器额定电流的20倍计算，电抗率一般为0.1%,1%。用作限制谐波电流时，与接入电网的谐波有关。如电网的谐波为5次以上时，电抗率宜取4.4%,6%，如电网的谐波为3次及以上时，电抗率宜取12%。电抗器的额定电流应大于或等于电容器组的额度电流。一般选用空芯或半芯干式串联电抗器。2)串联电抗器的连接串联电抗器可接在电容器组的中性点或电源侧，对限制合闸涌流和抑制谐波电流的作用都是一样的。接在中性点侧，正常运行时电抗器所承受的电压低。可不受短路电流的冲击，可减少事故，运行安全，电抗器的价格也较低。串联电抗器接在电源侧，对承受电压和短路电流能力的要求就较高，电抗器的价格也较贵。因此，一般情况下推荐串联电抗器接在电容器的中性点侧。

接在大容量降压变压器10kV的电容器组，还应考虑变压器10kV侧主回路限流电抗器的影响，电容电流流过电抗器时将引起电压升高。 (4)放电器

为了安全和防止合闸时因剩余电荷产生过电压，要求放电器能在电容器组脱离电源后，在5s内将电容器上的剩余电压降至50V以下。通常选用同一电压

等级的电压互感器作为放电器，其二次还可作检测电压用。为提高安全性，放电器回路不应接任何保护熔断器和刀开关。

(5)避雷器

用于限制电容器组的操作过电压，通常选用无间隙的氧化锌避雷器。 (6)熔断器

对熔断器的要求见后面“并联电容器组的熔断器保护”。高压断路器在电力系统中开断电路时，总会出现电弧。开断的电流愈大，电弧愈难熄灭，其工作条件也愈严酷。在电力系统发生故障时，短路电流比正常负荷电流大得多，因此关合短路故障是断路器最基本也是最困难的任务。

电弧现象

1(电弧是一种能量集中、温度很高、亮度很强的放电现象。如10KV少油断路器开断20KA的电流时，电弧功率高达10000KW以上，造成电弧及其附近区域的介质及其强烈的物理化学变化，可能烧坏触头及触头附近的其他部件。如果电弧长期不灭，将会引起电器被烧毁甚至爆炸，危机电力系统的安全运行，造成重大损失。所以，切断电路时，必须尽快熄灭电弧。

2(开关电器的触头虽然已经分开，但是触头间如有电弧存在，电路就还没有断开，电流仍然存在。

3(电弧是一种自持放电现象，即电弧一旦形成，维持电弧稳定燃烧所需的电压很低。如，大气中1cm长的直流电弧的弧柱电压只有15,30V，在变压器油中也不过100,200V。

4(电弧是一束游离气体，质量很轻，容易变形，在外力作用下(如气体、液体的流动或电动力作用)会迅速移动、伸长或弯曲，对敞露在大气中的电弧尤为明显。如，在大气中开断交流110KV、5A的电流时，电弧长度超过7m。电弧

移动速度可达每秒几十米至几百米。电弧的产生与维持

1(强电场发射

开关电器的触头分离时，动静触头间的压力不断下降，接触面积减小，因而接触电阻增大，温度剧升。另一方面，触头开始分离时，触头间距很小，即使电压很低，只有几百伏甚至几十伏，但是电场强度却很大。由于上述原因，阴极表面可能向外发射电子，这种现象称为强电场发射。

2(热电子发射

触头是由金属材料制成的，在常温下，金属内部就存在大量的自由电子，当开关开断电路时，在触头分离的瞬间，由于大电流被切断，在阴极上出现强烈的炽热点，从而有电子从阴极表面向四周发射，这种现象称为热电子发射。发射电子的多少与阴极材料

及表面温度有关。

3(碰撞游离

从阴极表面发射出来的电子，在电场力的作用下向阳极作加速运动。并不断与中性质点碰撞，如果电场足够强，电子所受的力足够大，且两次碰撞间的自由行程足够大，电子积累的能量足够多，则发生碰撞时就可能使中性质点发生游离，产生新的自由电子和正离子，这种现象称为碰撞游离。新产生的自由电子在电场中作加速运动又可能与中性质点发生碰撞而产生碰撞游离。结果使触头间充满大量自由电子和正离子。使触头间电阻很小，在外加电压作用下，带电粒子作定向运动形成电流，使介质击穿而形成电弧。

4(热游离

处于高温下的中性质点由于高温而产生强烈的热运动。相互碰撞的结果而发生的游离称为热游离。作用:维持电弧的燃烧。一般气体发生热游离的温度为

9000,10000?，而金属蒸汽约为4000,5000?。因为电弧中总有一些金属蒸汽，而弧柱温度在5000?以上，所以，热游离足以维持电弧的燃烧。高压断路器在系统中关合有两种情况:一是正常关合;

另一种是故障关合，指关合前线路或电气设备已存在绝缘故障，甚至处于短路状态的情况。后一种关合大部分出现在线路发生短路故障，断路器由继电保护控制跳闸后，进行自动重关合而短路故障并未消除时;也可能出现在电力系统投入运行前已存在未被发现的“预伏故障”时。由于在各种关合中短路故障的关合最困难，因此具有足够的关合短路故障的能力是对断路器的一项基本要求，也是国家标准中规定的型式试验考核项目。标志这一能力的参数是断路器的额定关合电流。

一、短路故障的关合

二、恢复电压的基本概念交流电弧的熄灭与弧隙介质恢复过程和电压恢复过程有关。图中，Ud代表弧隙介质恢复曲线，当恢复电压按Utr1变化时，在时间t1后，电弧复燃，而当按Utr2变化时，电弧就熄灭。短路故障大多数是电感性电路，

图中，u为工频电压。当断路器触头S闭合时，电流i落后于电压u角度φ，电压与电流的波形如右图。在t0时，触头S分开，产生电弧，由于电弧电压很小，电源电压大部分降落在电阻和电感上，电流仍按正弦变化。电流过零时电路中断，电源电压加在触头两端，弧隙电压将由Ua上升到电源电压U的这样一个过渡过程。在实际电路中，弧隙间总有电容存在，弧隙电压不可能突变，电压恢复过程是带有周期性分量的振荡过程，也可以是非周期性过程。电压恢复过程中，首先出现在弧隙两端的是具有瞬态特性的电压，称为瞬态恢复电压Utr。时间很短，只有几十微秒至几毫秒。瞬态恢复电压消失后，弧隙两端出现的是

由工频电源决定的电压，称为工频恢复电压。瞬态恢复电压与工频恢复电压统称为恢复电压。瞬态恢复电压具有决定性的意义，因此是分析研究的主要方面。而且许多场合提到的恢复电压往往就是指瞬态恢复电压。

(1)工频恢复电压的大小。

(2)电路中电感、电容和电阻的数值以及它们的分布情况。实际电网中，这些参数的差别很大，因此瞬态恢复电压的波形也会有很大的差别。 (3)断路器的电弧特性。断路器的开断性能不同，电流过零时弧隙电阻值的差别很大。对瞬态恢复电压会带来很大的影响。电流过零时，弧隙电阻能立即变成无限大的断路器称为理想断路器。理想断路器的瞬态恢复电压只取决于电网参数，而与断路器的开断性能无关。

三、单相电路开断时的恢复电压

时，断路器CB的触头分开产生电弧，弧隙两端的电压为电弧电压。时，电流过零电弧熄灭，出现电压恢复过程。电源出口处发生短路时，电源侧的对地电容C恰好与断路器弧隙并联，因此弧隙的电压恢复过程就是在时电源电压u通过R与L对电容C的充电过程。这个过程相当于在下图中开关S突然关合时，电容C两端的电压变化过程。

式中:

——电源电压幅值;

按上式画出的恢复电压波形如下图:

从图中可以看出，瞬态恢复电压中含有高频振荡，其振荡频率f0与L，C有关，但衰减很快。当t接近1/2f0时，瞬态恢复电压达到最大值Utrm，Utrm一般为工频恢复电压U0的1.4,1.5倍。短路电流中有时含有非周期分量，从图中可以看出，不管电弧是在t1(电流大半波过零)时，还是在t2(电流小半波过零)

时熄弧，电源电压瞬时值U01与U02都比Um要小。

(一)中性点非直接接地系统的三相短路故障

我国60kV以及下和部分110kV系统都采用中性点非直接接地方式。这种系统可能出现三相不接地短路和三相接地短路两种情况。

三相不接地短路故障:

四、三相电路开断时的恢复电压

三相电路中，三相短路电流不同时过零，因此三相电弧也不会同时熄灭。假定

C两相断路器CB开断后，A相短路电流先过零，A相电弧先熄灭。此时，B、形成两相短路。

A相断路器触头两端的工频恢复电压为:

经计算可得:

由此可见，A相断开后，工频恢复电压为相电压的1.5倍，或称首开极(相)系数为1.5。

A相过零电弧熄灭后，B、C两相的短路电流经过5ms(900电角度)也过零。电源电压将加在B、C两相的触头上。如果电压分配均匀，B、C两相触头上的工频恢复电压为:

通过上面分析可知，开断三相短路故障的困难和关键在于首相。首相如能灭弧，后两相一般均能顺利熄灭，但燃弧时间比首开相延长5ms，电弧能量较大，因此触头烧损、喷气等情况比首相要严重些。

三相短路故障开断时的工频恢复电压、短路电流的变化曲线见左图。

对于中性点非直接接地系统中发生三相接地短路故障时，短路电流与恢复电压情况与三相不接地短路故障相同。

(二)中性点直接接地系统的三相短路故障

我国220kV及以上，包括大部分110kV系统采用中性点直接接地方式。中性点直接接地系统发生三相接地短路故障时的电路如下图。

设A相电流先过零，电弧熄灭，应用对称分量法，可得首开相得工频恢复电压。经计算可得:

即在中性点直接接地系统中发生三相接地短路故障时的首开极(相)系数为1.3。即C相工频恢复电压为相电压的1.25倍，较首开相的1.3倍略小。 B相熄灭后，由于三相接地短路故障已全部切除，显然B相得工频恢复电压即为相电压，比先开断的两相都低。

A相恢复电压:

C相恢复电压:

B相恢复电压:

五、关合和开断电容器组

我国的电容器组一般用于63kV以下，在这些电压中，设备的绝缘水平高，电容器组投入时的合闸过电压通常不会给设备造成危害。电容器投入的主要问题是涌流。波形如上图，涌流的频率较高，可达几百到几千赫;幅值比电容器正常工作电流大几倍至几十倍，但衰减很快，持续时间小于20ms。涌流过大可能造成断路器触头熔焊、烧损，涌流产生的电动力可能会使零件损坏，还可能给电流互感器和串联电抗器造成绝缘损伤等。

式中:ICm—涌流峰值，Im—电容器组正常工作时额定电流的峰值， Xc—电容器组每相的容抗， Xs—电源每相的短路感抗，f0—涌流的振荡频率。

涌流峰值:

涌流振荡频率:

图中共有四组电容器，容量相等，经断路器联到母线B上。当要求四组电容器全部投入运行时，则顺序投入。投入第一组时的涌流与上面单台电容器投入时的情况相同。投入第二组时，已带电的第一组电容器将向第二组电容器充电，也会出现涌流。比第一组电容器投入时严重得多，同理，投入第三组、第四组时的涌流将更大。

现有n组电容器，计算最后一组即第n组投入时的涌流。考虑到在电源电压为峰值时投入，涌流最大，因此计算时取u=Um，并进行简化，简化后如上图。涌流峰值:

涌流振荡频率:

在电容器组上接入串联电抗器可以限制涌流，一般采用的是带间隙的铁芯电抗器，电抗器实质上是一个电感线圈L0。由上式可见，L很小涌流很大，现在接入电抗器后，L增大，涌流也能得到很大的限制。

在断路器上加合闸电阻也能限制涌流，但由于结构复杂，很少采用。在(a)图中，t=0时，断路器触头分开产生电弧，电弧电压低，所以电源电压u与电容电压uc接近相等。,t=t1时，电流过零，电弧熄灭，此后电源电压仍按正弦变化，但电容电压不变。可见，在电流过零后10ms后，即t2时，恢复电压Utr达到最大值2Um。假设此时弧隙产生重击穿。这个过程近似地相当于电压为Um的的直流电源经电感L突然加在电压为-Um的电容上，电容上将出现振荡电压，此电流和电压波形如下页图所示。当高频电流第一次过零，电容电压Uc恰为最大值，Uc=3Um，即出现3倍过电压。若电弧在高频电流第一次过零时熄灭，Uc将保持暂3Um不变，见上页图(a)。此后断路器的恢复电压又将上升(见上页图(b))，在t3时最高恢复电压可达4Um。假如弧隙在此时又出现重击穿，则电容器上出现5倍过电压。以此类推，若每次重击穿都出现

在最高恢复电压(2Um、4Um、 6Um)时，电容上将出现3、5、7倍过电压，使电容器以及电网中其他设备的绝缘受到严重的威胁。

上面分析的是理想情况，实际电网中，影响过电压的因素很多，情况也比较复杂，实测过电压的数值有很大分散性。

以上的分析均假设重击穿发生在电流过零后10ms(1800电角度)，即恢复电压达到最大值时。在此情况下，过电压最高，可达3Um。实际上在电流过零后10ms内，任何时刻均有击穿的可能，击穿时刻不同，过电压的大小也不同。

通常称在0,900电角度内击穿的现象为复燃，电容不会出现过电压，在 900,1800电角度内弧隙发生击穿的现象为重击穿，电容上将出现过电压。上述情况的简单说法就是:复燃不产生过电压，重击穿会产生过电压。因此，开合电容器组不会出现重击穿的断路器，开断时就不会出现过电压。在同一电流相位角下，增加触头的开断速度，虽然燃弧时间ta不会改变，但电流过零时动、静触头间的分开距离可以增大，弧隙介质强度增高，就有可能避免弧隙出现重击穿，从而不出现过电压。所以一般来说，提高断路器的开断速度对降低开断电容电流的过电压是有好处的。因此，切合电容器组应选用开断速度高或串联断口较多的断路器。

由于某些原因，例如断路器的机械故障，在A相开断后，可能出现B相不

C两相都不能开断的情况。此时各相断路器能开断或C相不能开断，甚至B、

触头上的恢复电压将更为复杂。根据理论分析，可得出各种情况下，各相触头上的恢复电压最大值如下表所示。

1.电容器的内部故障

在一台电容器的箱壳内部，是由若干个芯子组成的。芯子又由若干个元件和绝缘叠压而成。元件是由电容器纸、聚丙烯膜纸或纯膜作介质，铝箔作极板卷

制成的。为适应各种电压和容量的需要，在芯子元件之间接成串联或并联。电容器内部故障一般是这样形成的;电容器投入运行后，极板之间的绝缘在高电场强度的作用下，在某些薄弱环节开始过热、游离，直到局部击穿。使得与之并联的元件被短路。此时总故障电流不大，绝缘分解的气体也少，箱壳内压力升高得不多。个别元件击穿后引起与之串联的元件电压升高，绝缘纸间的电场强度加大，可能会引起新的击穿。元件击穿后，剩余元件上的电压就会进一步升高。

二、并联电力电容器的故障和不正常运行方式结果产生连锁反应，最后导致一台电容器的贯穿性短路。贯穿性击穿后，通过箱壳内部的故障电流较大，绝缘分解的气体增多，使电容器箱壳内的压力增高，常出现“鼓肚”或漏油现象。如果在短时间内发生贯穿性击穿，内压力增高而来不及释放，就有可能导致箱体爆裂，爆炸起火，扩大事故。电容器的内部故障是电容器组最常见的一种故障。尽管随着电容器质量的不断提高，电容器的年故障率在不断下降，但电容器的内部故障仍然是电容器保护的主要目标。 2.电容器外部的相间和接地故障

电容器外部故障主要指的是电容器与断路器之间的引线，绝缘子、套管间的相间和对支架闪络造成的接地故障。一次变电所的变压器容量较大，其低压侧电容器回路的短路，如不加限制措施，则短路电流很大，有可能造成短路回路设备和导体的动、热稳定被破坏。

3.电容器的工频过电压

电容器的工频过电压，其中一个原因可能是由于系统电压升高，例如，在变压器轻负荷时，低压侧母线电压升高而引起电容器承受的电压过高。另一个原因是一组电容器中个别电容器损坏切除或内部击穿，使串联的电容器之间的电

压分布发生变化，剩余的电容器承受过电压。电容器耐受过电压的能力的原因:

电容器输出的无功功率和内部的有功功率损耗均与其端电压的平方成正比，即

输出无功功率:

内部有功功率损耗:

当电压超过电容器的额定电压时，箱壳内的有功损失增加得很快，温度升高，游离增大，寿命降低。因此，电容器需装设较完善的工频过电压保护，确保电容器在不超过最高允许电压下和规定的时间范围内运行。按照IEC标准，“电容器单元应适合于当端子间的电压有效值升到不超过1.1倍额定电压(过渡过程除外)下联系运行”。我国的国家标准也规定，电容器的工频过电压不超过1.1倍额定电压。

4.电容器组的暂态过电压

电容器组的暂态过电压，主要是由于雷电产生的过电压和在投切操作时产生的暂态过电压造成的。这两种原因产生的暂态过电压必须用标准的过电压保护装置予以消除，例如配备避雷器，放电间隙等，一般来说，电容器具有吸收雷电冲击过电压的能力，在母线上接有并联电容器组时，可以大幅度降低雷电冲击过电压幅值。但电容器组并不是一个完善的过电压保护装置，电容器吸收雷电冲击过电压效果取决于电容器与雷电冲击电压引入点之间的电路参数和冲击电压作用时间。投切操作产生的暂态过电压主要是由于断路器触头间电弧重燃产生的。为消除这种现象，要选择性能优良的断路器，在投切控制回路设计也要考虑这一问题。

5.暂态过电流(涌流)

当电容器投入时往往产生充电涌流，在电容器组断开操作时，断路器触头的

重燃也能产生涌流。涌流的幅值、频率、衰减时间常数与回路的电容、电感、电阻，合闸瞬间电容器组的充电状态，合闸回路的阻尼电阻等参数有关。在严重情况下，涌流幅值可达电容器组额定电流的数十倍。涌流一般能在几分之一的工频周期衰减至零。涌流产生的电动力，可以造成设备动稳定的破坏，产生不良的电磁干扰和引起继电保护的误动作。因此，一般采用串联限流电抗，降低涌流的幅值。

5.电容器组的失压

运行中的电容器如果突然失去电压，对电容器本身并无损害。但可能产生以下两个后果:

(1)如果变电所因电源侧瞬时跳开或主变断开，若电容器仍接在母线上，当电源重合闸或备用电源自动投入时，母线电压很快恢复，在电容器上的残压未降到0.1倍额定值以下时，可能使电容器承受高于1.1倍的额定电压而损坏。

(2)当变电所断电后电压恢复时，电容器不切除，可能造成变压器带电容器合闸，产生谐振过电压，使变压器或电容器损坏。此外，在变电所停电后，电压恢复的初期，变压器还未带上负荷，母线电压较高，这也可能引起电容器的过电压，所以电容器因装设失压保护。一组电容器是由若干台电容器串联而成，主要故障形式是单台电容器的内部故障。在一台电容器内部发生贯穿性击穿时，虽内部电流超过本身额定电流许多倍，但电容器组线端的电流变化不大。装在线端的保护一般很难反应内部故障。

因此，对单台电容器内部故障需装设专用保护。

在一组电容器中，损坏一定数量的电容器后，只要把损坏的电容器切除，剩余的电容器过电压不超过允许值，电容器组还可以继续运行。为提高电容器组运行的可靠性，在电容器内部故障时，保护动作切除的范围越小越好。只有在切

除部分电容器后，剩余的电容器过电压超过允许值时，才将电容器切除。三、并联电力电容器组保护的特点在运行中，为了调节无功功率的输出，电容器组经常投入或切除。在投入电容器时，由于电容器充电而产生涌流。在涌流的作用下，电容器的保护装置不应误动作。在发生故障时，保护动作切除电容器组的同时，应闭锁自动切投控制装置，防止将故障电容器组再次投入。为保护单台电容器的内部故障，一般采用熔断器保护，而引线故障和过电压，一般采用继电器保护。这两种保护的动作特性不同，熔断器保护具有反时限特性，而继电器保护一般是采用定时限。要完善电容器保护性能，设计时应统一考虑两种保护方式的合理配合。防止由于保护特性配合不当而造成误动作或拒动。 1.熔断器保护方式:

(1)由一个熔断器保护几台电容器的分组保护;

(2)每台电容器装一个熔断器保护。

2.分组式熔断器保护的缺点:

(1)熔断器的额定电流是按所保护的一组电容器额定电流的1.3,1.52倍来选择的，当一台电容器内部故障时，故障电流小而熔断器反应不灵敏，不能及时切除故障。

(2)因一台电容器故障，熔断器便切除一组电容器，有可能使剩余电容器的电压过高，引起继电保护动作切除整组电容器。因此不推荐采用分组式保护。

四、并联电力电容器组的熔断器保护

为了进一步缩小故障的切除范围，有的熔断器还带有内熔丝，即电容器内部每个元件串有一个熔丝。当元件击穿时，熔丝熔断，将故障元件切除，无故障部分继续运行。因为熔丝熔断后在外面无明显标记，同时，熔丝不能保护套管的闪络，所以在装有内熔丝的情况下，一般还有装设单台的外熔断器保护。

3.用于保护单台电容器的熔断器的基本要求

(1)熔断器的额定电流应大于电容器的长期允许的

过电流，可按下式计算:

式中 ——熔断器的额定电流，A;

——单台电容器的额定电流，A;

1.1——考虑电容器的容量偏差为+10%而取的过电流

倍数;

1.3——按国际标准，电容器长期允许的过电流倍数。

(2)熔断器的安秒特性应与电容器外壳的爆裂概率曲线相配合。

在同样介质的情况下，由于电弧高温分解出气体数量与电弧的能量大小有关，即与有关。当分解出的气体产生的压力大于箱壳的强度时，可能产生爆裂。箱体发生爆裂时，I与t的关系曲线称为箱壳的爆裂特性曲线。实际上，密闭箱壳发生爆裂与许多因素有关，例如箱壳的原始压力大小、加工质量、钢板厚度是否均匀等。因此爆裂特性曲线只能给出以某个概率发生爆裂的I与t的关系。下图给出了美国电容器标准中，25kar和5kar电力电容器的外壳爆炸曲线。图中画出了10%、50%、90%三条爆裂特性曲线，三条曲线将电流变化范围分成四个区域:

1)安全区，在大多数情况下是安全的。

2)区域?，可能会出现油箱裂开的漏油，不会造成大危害。 3)区域?，有引起箱壳剧烈爆炸的危害。

4)危险区，大多数情况下将发生箱壳的猛烈爆炸，损坏邻

近电容器，甚至造成更大的二次灾害。为保证熔断器在箱壳爆裂前切除故障，应使熔断器的安秒特性处在安全区，或在任一熔断电流时的小于电容器箱壳

爆裂的最小。

电容器制造厂应给出爆裂概率曲线，如不能给出爆裂概率曲线，熔断器也应能保证在电容器内部击穿50%,70%时，可靠熔断。

(3)在电容器的充电涌流作用下，熔断器不应熔断，对于保护电容器的熔断器抗涌流性能，IEC规定:

1)如果电容器有内部或外部熔断器，则断路器操作引起的涌流幅值应限制在最大100InC(有效值)之内。因为熔断器的额定电流为电容器的额定电流的1.43倍，所以熔断器的抗涌流倍数不得低于电容器额定电流的70倍。 2)耐受放电试验时的电流相邻峰值之比y应为0.8,0.95。

3)耐受放电试验应包括下面两种效能试验:

a、在同一熔丝上，10min之内放电5次，放电频率为f0(Hz) 对于InF?31.5A的熔丝: f0=1200Um,0,20%

对于InF>31.5A的熔丝: f0=800Um,0,20%

上两式中 Um——熔断器的最高工作电压，kV;

0,20%——表示正误差的范围。

b、在同一熔丝上，在制造厂规定的时间间隔中放电100 次，放电振荡频率应为f0=800Um,0,20%

(4)电容器放电涌流的计算:

单台健全电容器的放电涌流iy的计算:

故障支路的涌流为:

上两式中

—为涌流的振荡角频率;

—并联电容器的台数;

R—放电回路电阻;

L—放电回路电抗;

—工频电流的角频率。

4.熔断器保护的优点:

(1)简单可靠，选择性好，能把故障电容器从电容器组切除，保证了健全电容器正常运行，提高了整组电容器运行的可靠性。

(2)在特性上容易与电容器的箱壳爆裂特性相配合。在短路电流大时，熔丝熔断时间短，加上燃弧时间，一般可在20ms以内将短路电流切除，能有效防止电容器箱壳爆裂。

(3)在熔丝断弧时，其电弧与电容器击穿点的电弧串联。短路的能量按电弧的电阻分配，从而减少了在电容器箱壳内释放的能量，也有利于防止电容器箱壳爆裂。

1.工频过电压产生原因

(1)系统出现工频过电压，电容器所在的母线电压升高，使电容器承受过电压;

(2)一组电容器中个别电容器故障切除或短路，串联电容器间的阻抗发生变化，电容器之间的电压分配比例发生变化，引起部分电容器端电压升高。前者称为外过电压;后者称为内过电压。

五、并联电力电容器组的工频过电压保护

2.外过电压保护

通过电压继电器反映外部工频电压升高。电压继电器可接在放电线圈或放电用电压互感器的二次侧。为了防止电压回路断线，过电压保护拒动，建议采用三相三继电器接线。

三相电压继电器触点串联去启动时间继电器。为了防止瞬时出现过电压时，电压继电器动作不返回，应选用高返回系数的电压继电器作为电容器的过电压保护(返回系统在0.98以上)。

过压继电器的整定范围为1.1,1.3倍额定电压。动作时间小于电容器允许的过电压时间。

3.内过电压保护

在一组电容器中，故障切除或短路一部分电容器后，剩余电容器承受的电压大小与电容器组的接线方式、每组并联的台数、串联的段数等因素有关。在设计中可采用的接线方式有三角形接线、中性点接地(不接地)的单星形或双星形

接线等。每相串并联的方式与电容器组的工作电压以及电容器的总容量有关，因此，内过电压保护的接线方式也很多。装设内过电压保护的目的是防止电容器组中因个别电容器故障切除后，健全电容器上的电压超过额定电压的1.10倍。在一组电容器的各串联段上装设电压互感器，可以监视电容器两端出现的工频电压。但这就需要许多台电压互感器和电压继电器，使过电压保护复杂化，在工程中应用得很少。

在实际工程中应用最多的是不平衡保护，原理是检测一组电容器中，健全部分与故障部分(电流或电压)之间的差异，将这种差异作为保护的动作量，其数值大于整定值时，

保护动作切除故障电容器组。电容器组的接线方式不同，构成不平衡保护的方式也不同。

(1)对不平衡保护的一般要求:

1)不平衡保护应与熔断器相配合，使之在整组电容器切除之前，先由熔断器

切除故障的电容器。当故障的电容器切除后，剩余的电容器过电压超过额定电压的110%时，再切除整组电容器。

2)不平衡检测继电器应有足够的灵敏度，当过电压小于或等于5%时应发出信号。当单台电容器切除后，剩余电容器过电压超过110%时应动作跳闸并闭锁自动投切回路。

3)不平衡保护的跳闸延时要恰当，不能太短，要防止在出现涌流、线路发生接地故障、雷击、邻近电容器组的投切、断路器三相合闸不同期等情况下保护误动作。延时太长，在断相，切除单台电容器数量太多，剩余电容器过电压超过10%的时间太长，对电容器，互感器等设备造成损害。4)不平衡检测继电器应考虑防止系统谐波电流或电压的影响，在有些情况下需要加滤波回路。

5)由于故障、投切操作等原因有可能在中性点处产生暂态过电压，在中性点的电流(压)互感器应有相应的过电压保护，其二次回路的控制电缆也应有防御暂态过电压的措施

6)在单星形或双星形接地的对称位置失去相同数量的电容器而产生的过电压，不平衡保护不能反应。但这种情况出现的几率很少。

(2)几种主要的不平衡保护方案

1)中性点不接地单星形接线不平衡保护。

不平衡检测是由一个接在电容器中性点与地之间的电位检测装置来完成的。当失去一台电容器时，在中性点产生的不平衡电压可由下图曲线中查得，也可按下式计算:

剩余电容器两端的电压可按下式计算:

2)中性点接地单星形接线不平衡保护。不平衡检测是由一台接在电容器中性点和地之间的电流互感器来完成的。

采用此种保护方案，当失去一台电容器时，中性点产生的电流可由下图查得，也可由下式计算:

剩余电容器两端电压可由下式计算:

3)中性点不接地双星形接线不平衡保护

常用的有两种方案，即采用电流互感器加过流继电器或用电压互感器加过压继电器。如下图所示。此种保护方案，中性点间不平衡电流及不平衡电压按下式计算:(不平衡电流也可由下页曲线查得，不平衡电压确定与单星形接线相同。)

剩余电容器两端电压可由下式计算:

4)中性点接地双星形接线不平衡保护

两星形部分的中性点通过各自的电流互感器之后再汇合到一点接地。电流互感器二次侧采用差接之后接到一只过电流继电器上。不平衡电流及剩余电容器上过电压的计算与中性点接地的单星形接线相同。

不平衡保护的设计，除了在接线和设备的选择上需认真考虑之外，正确的估计和消除不平衡回路的误差，对提高不平衡保护的灵敏度和可靠性非常重要。不平衡回路的误差主要是由于系统电压不平衡或由于电容器的制造公差。这种误差可能引起不平衡保护的误动或拒动。下表给出了这种误差的计算公式。 5)带有固有不平衡补偿的中性点不平衡保护

为了检测失去一台或两台电容器时在中性点产生的不平衡电压，消除固有误差产生的不平衡很有必要。在大容量电容器组的不平衡保护中，有时要采用补偿回路，补偿不平衡回路的误差，提高保护的灵敏度。下图就是这种方案。装设过电流保护的目的是作为电容器的引线、套管的短路故障保护，也可作为电容器内部故障的后备保护。过电流保护接在电容器组断路器回路的电流互感

器二次侧，通常分为速断和过流两段。速断段的动作电流按在最小运行方式下引线相间短路、保护灵敏度大于2来整定。动作时带有0.1,0.2的延时，躲过电容器的充电涌流。过流段按大于电容器组的最大长期允许电流整定。建议两段电流保护均采用三相式接线，以求获得较高的灵敏度。过电流保护动作于电容器的断路器跳闸。

六、并联电力电容器组的过电流保护

失压保护由低电压继电器构成，可接入母线电压互感器，也可以接在放电线圈或放电电压互感器二次侧。失压保护的整定值既要保证在失压后电容器尚有残压时能可靠动作，又要防止在系统瞬时电压下降时误动作。一般电压继电器的动作值可整定为0.5,0.6倍额定电压。动作时间应大于重合闸时间，可取0.5,1s。

为防止因电压回路断线保护误动作，失压保护可采用三相三继电器接线方式，三个低电压继电器的接点串联去启动时间继电器。在一段母线上有几组电容器的情况下，可共用一套失压保护，母线失压时，切除各组电容器。电力电容器组的继电保护接线如下页图。

七、并联电力电容器组的失压保护

1.谐振和谐波的影响

一组并联电容器组与系统的电感元件构成了一个谐振回路，在电容器组投切时，就会产生谐振。产生的过电压和过电流有可能引起有关回路中的电气设备如断路器、避雷器、互感器等设备的故障。特别是投切电容器中，如断路器多次重燃，谐振发生地可能性就更大。谐振还可能引起其他设备的继电保护不正确的动作。

电容器组还可能在系统其他地方产生的谐波作用下发生谐振。这种情况使电

容器组产生串联或并联谐波。为了限制这种谐波，应装设滤波装置，也可采用额定电压较高的电容器、串联电抗器或改变电容器组的容量来解决。

七、并联电力电容器组对其他设备保护的影响

2.涌流的影响在某些场合，涌流可能在系统其他部分产生有害的共振效应，在控制电缆上产生危险地感应冲击过电压，对附近通信设备产生噪声干扰。通常用加串联电抗器来限制涌流的幅值，电抗器的电抗值一般为电容器容

12%。虽然电抗值很小，但限制涌流的作用很明显。中性点直接抗的1%,

接地的电容器组，投入涌流中的三倍次谐波分量要经中性点入地，有可能对二次设备产生干扰，故中性点接地电容器组及其他能传输高频暂态电流入地的设备，都应远离主控制室和电缆沟道。

范文四：成套低压电容补偿柜

Yg生于⑦雄封测、将于②〇①①年⑦月①号、离开⑦雄、享年③百余天。记忆曾经的

守候??风吹奶罩乳飞扬目录

1、课题内容简介

1.1、实训目的??????????????????????2

1.2、主要内容??????????????????????2

1.3、工作原理??????????????????????2

2、电容器补偿柜的及其作用

2.1、电容器柜功能及其结构????????????????3

2.2、电容器补偿柜的作用?????????????????3

3、一次电路原理分析及安装

3.1、电容器柜一次电路原理介绍??????????????4

3.2、一次电路的工作原理过程???????????????4

3.3、元器件的作用分析??????????????????5

3.4、一次电路的的安装图?????????????????9

3.5、一次电路连接母线安装及其安装实物图?????????10

4、二次回路原理图分析及安装

4.1、二次原理图?????????????????????16

4.2、二次电路工作原理的过程???????????????17

4.3、二次电路元器件布置图????????????????17

4.4、二次电路安装接线图?????????????????18

4.5、二次电路的安装工艺?????????????????18

4.6、安装步骤??????????????????????19

5、绝缘电阻测试、介电强度试验

5.1、以500伏绝缘摇表测试法测试绝缘电阻?????????20

5.2、工频及冲击耐压???????????????????20 附1图表 ???????????????????????21 保护电路有效性

绝缘电阻及交流耐压

6、心得体会????????????????????????22

7、结束语?????????????????????????23

1、课题内容简介

1.1、实训目的

1、学会电容器补偿柜操作使用，并知道它们的作用。

2、进一步认知电容补偿柜的类型及其结构。

3、进一步认知各种电器元器件外形、结构、参数。

4、学会阅读和绘制电容器补偿柜的主电路图、二次电路图、安装接线图。

5、学会选用开关元器件，并学会母排、母线、电线规格选择。

1.2、主要内容

1、电容器补偿柜柜主电路介绍

2、主电路元器件介绍

3、一次电路元器件安装

4、一次电路元器件安装

5、二次电路元器件安装

1.3、工作原理

合上刀熔开关和断路器，无功功率补偿控制器根据进线柜电压和电流的相位差输出控制信号，控制交流接触器闭合和断开，从而控制电容器投入和退出。

2、电容器补偿柜的及其作用

2.1、电容器柜功能及其结构

外部结构内部结构

2.2、电容器补偿柜的作用

电容补偿柜的作用是提高负载功率因数，降低无功功率，提高供电设备的效率；电容柜是否正常工作可通过功率因数表的读数判断，功率因数表读数如果在0.9左右可视为工作正常。

3、一次电路原理分析及安装

3.1、电容器柜一次电路原理介绍

主电路图

3.2、一次电路的工作原理过程

3.3、元器件的作用分析

HH15-160A刀熔开关

HH15（QSA）系列开关熔断器组集负荷开关和熔断器短路保护功能于一体，结构紧凑，使用安全，主要用于具有高短路电流的配电和电动机电路中作为电源开关和应急开关，并作电缆的短路保护，由于开关手柄为旋转操作，特别适用于抽屉式开关柜中安装使用。

本开关系列全封闭结构，由接触系统、操作机构、手柄三部分组成。

由动、静触头及灭弧装置组成的接触系统均组装在由新型耐弧工程塑料制成的封闭壳体内，达到零飞弧；其工作性能的稳定、可靠，并在寿命期内无需用户维护或更换零件。

配用的高分断能力刀型触头熔断体串接在触头之间，当开关处于断开位置时，其外露导电部件均不带电，确保维修和更换熔断体的安全性（打开柜门开关处于断开状态）。

开关具有弹簧储能的操作机构，手柄操作方式系旋转操作，开关分、合动作靠弹簧力完成，均与人力无关，保证其动作的可靠与稳定。

HY1.5低压避雷器

HY1.5W-0.28/1.3,HY1.5W-0.5/2.6低压氧化锌避雷器，产品用

于保护交流电力系统电气设备的绝缘免遭大气过电压和操作过电压的损害，适合于配电箱内，电源频率50Hz或60Hz。安装时，先将避雷器固定在托架或横担上，下部接地端子直接接地，然后将上引线固定在接线端子上。HY氧化锌避雷器也叫做硅橡胶氧化锌避雷器，也叫有机金属氧化物避雷器。

DZ47-63/D32塑壳断路器

DZ47系列小型断路器主要适用于交流50/60Hz,额定工作电压为240V/415V及以下，额定电流至60A的电路中，该断路器主要用于现代建筑物的电气线路及设备的控制、过载、短路保护，亦适用于线路的不频繁操作及隔离。

DZ47系列小型断路器由塑料外壳、操作机构、触头灭弧系统、脱扣机构等组成。脱扣机构由双金属片过载反时限脱扣机构和短路瞬动电磁机构二部分组成。触头灭弧系统则采用特殊的导弧角和过道灭室，并具有显著的限流特性

BSMJ-0.4-10-3电容器

“BSMJ”自愈式低电压并联电容器是采用先进的金属化膜作为材料，引进国外先进技术、设备，严格按照国家标准及IEC标准组织生产的；主要用于低压电网提高功率因数，减少线路损耗，改善电压质量，是国家推荐使用的新型节电产品。

体积小、重量轻：由于采用金属化聚丙烯膜材料作为介质，体

积、重量仅为老产品的1/4和1/5。

损耗低：实际值低于0.1%，所以电容器自身的能耗低，发热少、温升低、工作寿命长、节能效果佳。

优良的自愈性能：过电压所造成的介质局部击穿能迅速自愈，恢复正常工作，使可靠性大为提高。

安全性：内装自放电电阻和保险装置。内装放电电阻能使电容器上所带的电能自动泄放掉；当电容器发生故障时，保险装置能及时断开电源，避免故障的进一步发展，确保使用安全。

不漏油：本电容器采用先进的半固体浸渍剂，滴熔点高于70℃，在使用过程中不漏油，避免了环境污染，电容器也不会因失油而失效。

CJ19-32 交流接触器触头

应用CJ19-32/11.20.02系列切换电容器接触器，主要用于交流50Hz或60Hz,额定工作电压至380V的电力线路中,供低压无功功率补偿设备投入或切除低压并联电容器之用。接触器带有抑制涌流装置，能有效地减小合闸涌流对电容的冲击和抑制开断时的过电压。

使用环境条件:安装地点的海拔不超过2000m。

安装条件:安装面与垂直面倾斜度不大于±5°。

周围空气温度:-5°C～+40°C,24小时的平均值不超过+35°C。大气相对湿度：在周围空气温度为+40°C时不超过50%,在较低的温度下可允许有较高相对湿度。

接触器为直动式双断点结构,触头系统分上下两层布置,上层有

三对限流触头与限流电阻构成抑制涌流装置。当合闸时它先接通经数毫秒之后工作触头接通,限流触头中永久磁块在弹簧反作用下释放,断开限流电阻,使电容器正常工作。CJ19-25～43的接触器有两对辅助触头,CJ19-63～95的接触器有三对辅助触头。接触器接线端有绝缘罩覆盖,安全可靠。线圈接线端带有标出电压数据,可防止接错。

CJ19-25～43接触器可用螺钉安装,也可借底部的滑块扣装在35mm标准卡轨上。面罩上有一个可拆卸的长方形白色小牌,用户可用它打印项目代号等。

JR36-20热继电器

JR36系列双金属片式热过载继电器(以下简称热继电器)适用于交流 50Hz，主电路额定工作电压至380V，额定工作电流0.25~160A的电路中，对交流电动机的过载和断相进行保护。

热继电器具有整定电流可以调节、温度补偿、断相保护、

自动复

位和手动复位任意选择、能进行线路动作灵活性检查、可手动断开常闭触头(常开触头不闭合)等功能，其外形尺寸和安装尺寸与JR16B系列完全一致，是新一代较为理想的产品。

电流互感器BH-0.66 150/5

BH-0.66电流互感器为塑料外壳,全封闭,户内型产品.适用于额定频率50HZ或60HZ、额定电压为0.66KV及以下的电力系统中作电能计量、电流测量和继电保护用。

BH-0.66电流互感器为母线型塑料壳式绝缘，产品下部有安装板供固定安装用，中间窗孔供一次母线通过用。

3.4、一次电路的的安装图

3.5、一次电路连接母线安装及其安装实物图

母排的作用是汇流和电流分配。水平母排规格一般根据进线柜额定电流进行选择，但要满足动稳定和热稳定要求；垂直母排额定电流一般为1000A。

常用的母线结构型式有矩形、槽形和管形等。

① 单片矩形导体具有集肤效应系数小、散热条件好、安装简单、连接方便等优点，一般工作电流小于或等于2000A。

② 多片矩形导体集肤效应系数比单片导体的大，所以附加损耗增大。因此载流量不是随导体片数增加而成倍增加的，尤其是每相超过三片以上时，导体的集肤效应系数显著增大。

在工程手册中多片矩

形导体适用于工作电流≤4000A的回路。4000A以上时，应选用有利于交流电流分布的槽形或管形的成形导体。

③ 槽形或管形的成形导体的集肤效应系数小，电流分布比较均匀，散热条件好，机械强度高，但造价较高，安装也不方便。

母线的截面积选择原则

A 分支母线的截面积原则上可按断路器额定电流的大小来选取。

B 在仅有一路进线情况下，主母线（水平母线）截面可与进线柜分支母线截面相等或稍大些。

C 若进线回路有两条，情况稍为复杂一些。此时通常将两回进线柜安排在主母线的左右两端，这样电流的流向分布更为合理，主母线的截面就可以不按两进路电流之和来选取。这时，主母线截面应在较大进路电流至两路电流之和的电流范围内考虑，具体取多大要看进出柜布置情况，分析电流流向分布后决定。

开关柜中母线规格的选择要考虑以下条件

A 按导体长期发热允许载流量选择截面；

B 热稳定性的校验；

C 动稳定性的校验； D 导体共振的校验

铜、铝排母线长期允许的电流值

1）“*”号为低压元件特殊用材，一般不推荐。

2）表中是空气温度为35℃时的长期允许电流值。

3）当母线平放时，宽度≤60mm电流降低5%，宽度＞60mm则降低8%。

4）低压抽屉式开关设备长期允许电流值应按表1中电流的0.8倍配置。

中性导体（N）的选材

一相导线的截面积＞10mm2，则等于相导线截面积的一半，其截面积最小为10 mm2。一相导线的截面积≤10 mm2，中性线截面积等于相导线。

保护导体（PE）的截面积不应小于下表给出值

开关设备的柜体应设置接地母线，一般选取4×40TMY铜母线和6×60TMY铜母排。

母线制作工艺流程

（1）铜、铝排母线（简称扁形母线）制作工艺流程

选材→模拟→落料→划剥→冲孔（钻孔）→搪锡（镀锡）→弯制→冲孔（钻孔）→压平(花)→安装→涂漆→检查

注：采用镀锡母排的，搪锡工序取消。

（2）铜芯绝缘圆母排（简称电缆母线）制作工艺流程

选材→模拟→落料→剥头→冷冲（冷压）接头→安装→整理→检

查

（3）热缩套管绝缘母线（简称绝缘母线）的工艺流程

成型母线→（套绝缘管→加热→固化成型）→安装→检查铜、铝排母线制作工艺要求

（1）母线除必要的弯头及斜度外，不允许有弯曲和歪扭现象，要求母线宽面弯曲度每米不大于2mm，窄面每米不大于3mm。

（2）母线表面不得有明显的锤痕、锉痕、划痕。

（3）母线与电器元件搭接，母线应按电器元件接线端子孔径和孔数要求。

（4）母线与电器元件接线端根部应有不小于5mm的空出位置。

（5）母线搭接长度应大于等于母线宽度或接线端子宽度，并应保证母线与接线端子的接触面不小于母线横截面积的1.5倍。

（6）与电器元件搭接的母排，应避免锐角弯折，制作弯曲角度一般不小于90度，见下图。

（7）母线开始弯曲处，距母线搭接位置不应小于30mm

，距最近

绝缘子的母线支持夹板边缘不应小于50mm，但不应大于250mm，见下图。

（8）母线宽度大和长度短都不能曲立弯，进出线母排宽度差比较大时，可在不影响搭接面积的前提下，允许有过度母排，偏向母线的一侧或改变母线的连接。见下图

（9）麻花弯母线扭转90度时其扭转部分的长度不应小于母排宽度的2.5倍，见下图

（10）母排不宜直角弯曲，弯曲半径不得小于下表规定R值，母排弯曲后不得有裂纹和严重的起皱现象，皱纹高度不得大于1mm.

（11）母线搭接面应搪锡处理，搪锡的长度要大于搭接长度20mm，对大部分无法搪锡的搭接面允许用导电膏处理。

（12）母线的漆色及相序排列应按下表规定（柜的正视方向）

（13）母线的搭接面不得沾漆，漆色应均匀，涂漆的界面应平直，不得有明显弯曲不直现象，同一件的同一侧面各相母线端的涂漆界限应无明显不整齐现象，界限距接触端面不得超过20mm。

铜芯电缆母线的制作要求

（1）电缆在与电器元件连接时，必须采用铜接头连接。

（2）铜接头切不可与铝芯线压接。

（3）绝缘线剥去绝缘层的长度应比铜接头的捶套长出3mm为宜。

（4）绝缘线剥去绝缘层时，不允许线芯断裂及使线芯损伤。

（5）将导线插入铜接头插套后，在冲床上用模子冲接，或用冷压钳压接。然后用力拉导线，导线不应从铜接头拉出或有松动现象。

4、二次回路原理图分析及安装

4.1、二次原理图

4.2、二次电路工作原理的过程

手动工作时，转换开关KK从kk21-22

开始每转过一个位置多接通一

个LED灯，表示1—8个电容器依次进入使用状态；自动接通时，转换开关KK如在kk1-2位置停下，那么停下的位置，其余均接通。（如下图）

手动工作时自动工作时

4.3、二次电路元器件布置图

4.4、二次电路安装接线图

4.5、二次电路的安装工艺

使用工具剥线钳、剪刀、罗丝批、压接钳，适用套筒扳手、尖口钳、弯线钳、搭灯、活络扳手、电工刀。

根据图纸，安装二次系统的继电器、仪表、信号灯、端子排等电器元件及其附件。

按布置图粘贴元件标号，标号一般粘贴在该元件正中上部的金属构架上，个别情况元件上方不能粘贴标号时，可就近选择适当位置粘贴。

根据图纸确定配线途径。按配线途径量线，正确落料（一般放长 300～500mm），且两端做好记号或套上线号，即按配线途径进行敷设。

导线的敷设应做到横平竖直，层次美观清晰，用扎带捆扎或用绕带绕扎。

可将二次线敷设在专为配线用的塑料行线槽内，此时只需将导

线整理清楚而毋需捆扎。

4.6、安装步骤

安装接线按照先左后右、从上到下、由里到外、先难后易的接线原则进行接线。先接线无功功率表、电流表、电压表；然后接线自动补偿仪、万能转换开关；完成以后进行捆扎线保持横平竖直转角为90°。端子排接线要留出一段线，每只端子上接线螺钉最多接二根导线，对于端子间的连线可采用（图五）的方法。然后接线电流互感器、交流接触器、热继电器。

（图五）

5、绝缘电阻测试、介电强度试验

5.1、以500伏绝缘摇表测试法测试绝缘电阻

（1）. 被测前先拆下所有连线待测、并放电。（2）. 摇测时被测物体应在良好的绝缘上。（3）. 将测试线可靠触及电容器电极上。（4）. 分别测电容器三个接线端子对外壳阻值。

（5）. 经摇表发电机连续一定时间对电容器充电并读取数据后应将迅速将测试线离开被测试物切断电路，以避免被充过电的电容器的剩存电荷通过摇表内电路放电漏掉和打坏指示表针，烧毁摇表内二极管等内部元件。 5.2工频及冲击耐压

试验时，必须将断路器（负荷开关或接触器）、隔离开关闭合，将高压熔断器短接，所有可移开部件均处于工作位置。但是，当断路器（负荷开关或接触器）、隔离开关在断开状态或可移开部件处于移开、试验或接地位置能引起更为不利的电场条件时，则必须在该条件下再做一次，即合闸、分闸、拉开时，均应按以上条件进行试验。

冲击耐压试验时，被试品不得带有过电压保护元件，电流互感器的二次侧应短路并接地，低电流比的电流互感器允许将一次侧短接。

辅助回路和控制回路应能经受2500v工频耐压试验，并按以下要求进行：

将辅助回路连接在一起，试验电压加在它和接地骨架之间。将正常使用中与其他部分绝缘的每一部分回路作为一极，其他部若各次试验皆无击穿，认为通过。

保护电路有效性

绝缘电阻及交流耐压

心得体会

低压成套开关设备是由一个或多个低压开关电气和相应的控制、保护、测量、信号、调节装置，以及所有内部的电气、机械的相互链接和结构部件组成的成套配电装置。低压电容补偿柜的作用是提高负载功率因数，降低无功功率，提高供电设备的效率。

经过将近一个星期的学习使我更加理解低压成套开关设备，特别是亲手去操作安装接线电容器补偿柜，对自己在前十五周所学的理论知识做了一次考核，认识了自己的不足之处。两个星期的实训而我只参与了一个星期，第一个星期因为家中母亲生病回家看望父母，耽误了一个星期的学习时间，这使我感到非常的遗憾。刚刚回到学校的时候，大家都已经把一次电路的元器件安装完成并接线，有的组甚至在接线二次电路，就这样我慢了别人这么多的课程，幸运的是我所在的组也是刚从家中赶回来的，因为之前的理论知识掌握的还可以，没有多长时间就跟上了他们的思路。三个人装配一个电容器补偿柜，虽然我们比其他的组晚了几天开始做，但是我们还是按时完成装配，并进行绝缘电阻的测试、介电强度的试验，并且顺利的完成了通电试验的测试。

经过装配电容器补偿柜巩固了自己所学的理论知识，并在实际操作中发现了自己的不足之处，在以后的工作过程中我会加以改正。最后还要感谢我们的季老师在实训期间及上课期间对我们的谆谆教诲。老师，您辛苦了！

结束语

首要要感谢我们敬爱的季老师在这个学期孜孜不倦的教导我们，您对我们的谆谆教诲我都记忆在心中。同时要感谢学校给我们这样一个在学校实训的机会，来锻炼的自己手动操作能力，对自己所学的理论知识进行检验。最后，再说一句：“季老师，您辛苦了”

而我们将要去开始新的实训课程，一个悲催的课程??

范文五：成套低压电容补偿柜

1、课题内容简介

1.1、实训目的??????????????????????2

1.2、主要内容??????????????????????2

1.3、工作原理??????????????????????2

2、电容器补偿柜的及其作用

2.1、电容器柜功能及其结构????????????????3

2.2、电容器补偿柜的作用?????????????????3

3、一次电路原理分析及安装

3.1、电容器柜一次电路原理介绍??????????????4

3.2、一次电路的工作原理过程???????????????4

3.3、元器件的作用分析??????????????????5

3.4、一次电路的的安装图?????????????????9

3.5、一次电路连接母线安装及其安装实物图?????????10

4、二次回路原理图分析及安装

4.1、二次原理图?????????????????????16

4.2、二次电路工作原理的过程???????????????17

4.3、二次电路元器件布置图????????????????17

4.4、二次电路安装接线图?????????????????18

4.5、二次电路的安装工艺?????????????????18

4.6、安装步骤??????????????????????19

5、绝缘电阻测试、介电强度试验

5.1、以500伏绝缘摇表测试法测试绝缘电阻?????????20

5.2、工频及冲击耐压???????????????????20 附1图表 ???????????????????????21 保护电路有效性

绝缘电阻及交流耐压

6、心得体会????????????????????????22

7、结束语?????????????????????????23

1、课题内容简介

1.1、实训目的

1、学会电容器补偿柜操作使用，并知道它们的作用。

2、进一步认知电容补偿柜的类型及其结构。

3、进一步认知各种电器元器件外形、结构、参数。

4、学会阅读和绘制电容器补偿柜的主电路图、二次电路图、安装接线图。

5、学会选用开关元器件，并学会母排、母线、电线规格选择。

1.2、主要内容

1、电容器补偿柜柜主电路介绍

2、主电路元器件介绍

3、一次电路元器件安装

4、一次电路元器件安装

5、二次电路元器件安装

1.3、工作原理

2、电容器补偿柜的及其作用

2.1、电容器柜功能及其结构

外部结构内部结构

2.2、电容器补偿柜的作用

3、一次电路原理分析及安装

3.1、电容器柜一次电路原理介绍

主电路图

3.2、一次电路的工作原理过程

3.3、元器件的作用分析

HH15-160A刀熔开关

本开关系列全封闭结构，由接触系统、操作机构、手柄三部分组成。

开关具有弹簧储能的操作机构，手柄操作方式系旋转操作，开关分、合动作靠弹簧力完成，均与人力无关，保证其动作的可靠与稳定。

HY1.5低压避雷器

HY1.5W-0.28/1.3,HY1.5W-0.5/2.6低压氧化锌避雷器，产品用于保护交流电力系统电气设备的绝缘免遭大气过电压和操作过电压的损害，适合于配电箱内，电源频率50Hz或60Hz。安装时，先将避

雷器固定在托架或横担上，下部接地端子直接接地，然后将上引线固定在接线端子上。HY氧化锌避雷器也叫做硅橡胶氧化锌避雷器，也叫有机金属氧化物避雷器。

DZ47-63/D32塑壳断路器

BSMJ-0.4-10-3电容器

体积小、重量轻：由于采用金属化聚丙烯膜材料作为介质，体积、重量仅为老产品的1/4和1/5。

损耗低：实际值低于0.1%，所以电容器自身的能耗低，发热少、

温升低、工作寿命长、节能效果佳。

优良的自愈性能：过电压所造成的介质局部击穿能迅速自愈，恢复正常工作，使可靠性大为提高。

不漏油：本电容器采用先进的半固体浸渍剂，滴熔点高于70℃，在使用过程中不漏油，避免了环境污染，电容器也不会因失油而失效。

CJ19-32 交流接触器触头

使用环境条件:安装地点的海拔不超过2000m。

安装条件:安装面与垂直面倾斜度不大于±5°。

周围空气温度:-5°C～+40°C,24小时的平均值不超过+35°C。大气相对湿度：在周围空气温度为+40°C时不超过50%,在较低的温度下可允许有较高相对湿度。

接触器为直动式双断点结构,触头系统分上下两层布置,上层有三对限流触头与限流电阻构成抑制涌流装置。当合闸时它先接通经数毫秒之后工作触头接通,限流触头中永久磁块在弹簧反作用下释放,

断开限流电阻,使电容器正常工作。CJ19-25～43的接触器有两对辅助触头,CJ19-63～95的接触器有三对辅助触头。接触器接线端有绝缘罩覆盖,安全可靠。线圈接线端带有标出电压数据,可防止接错。

CJ19-25～43接触器可用螺钉安装,也可借底部的滑块扣装在35mm标准卡轨上。面罩上有一个可拆卸的长方形白色小牌,用户可用它打印项目代号等。

JR36-20热继电器

热继电器具有整定电流可以调节、温度补偿、断相保护、自动复位和手动复位任意选择、能进行线路动作灵活性检查、可手动断开常闭触头(常开触头不闭合)等功能，其外形尺寸和安装尺寸与JR16B系

列完全一致，是新一代较为理想的产品。

电流互感器BH-0.66 150/5

BH-0.66电流互感器为塑料外壳,全封闭,户内型产品.适用于额定频率50HZ或60HZ、额定电压为0.66KV及以下的电力系统中作电能计量、电流测量和继电保护用。

BH-0.66电流互感器为母线型塑料壳式绝缘，产品下部有安装板供固定安装用，中间窗孔供一次母线通过用。

3.4、一次电路的的安装图

3.5、一次电路连接母线安装及其安装实物图

母排的作用是汇流和电流分配。水平母排规格一般根据进线柜额定电流进行选择，但要满足动稳定和热稳定要求；垂直母排额定电流一般为1000A。

常用的母线结构型式有矩形、槽形和管形等。

① 单片矩形导体具有集肤效应系数小、散热条件好、安装简单、连接方便等优点，一般工作电流小于或等于2000A。

② 多片矩形导体集肤效应系数比单片导体的大，所以附加损耗增大。因此载流量不是随导体片数增加而成倍增加的，尤其是每相超过三片以上时，导体的集肤效应系数显著增大。在工程手册中多片矩形导体适用于工作电流≤4000A的回路。4000A以上时，应选用有利于交流电流分布的槽形或管形的成形导体。

③ 槽形或管形的成形导体的集肤效应系数小，电流分布比较均匀，散热条件好，机械强度高，但造价较高，安装也不方便。

母线的截面积选择原则

A 分支母线的截面积原则上可按断路器额定电流的大小来选取。

B 在仅有一路进线情况下，主母线（水平母线）截面可与进线柜分支母线截面相等或稍大些。

开关柜中母线规格的选择要考虑以下条件

A 按导体长期发热允许载流量选择截面；

B 热稳定性的校验；

C 动稳定性的校验； D 导体共振的校验

铜、铝排母线长期允许的电流值

1）“*”号为低压元件特殊用材，一般不推荐。

2）表中是空气温度为35℃时的长期允许电流值。

3）当母线平放时，宽度≤60mm电流降低5%，宽度＞60mm则降低8%。

4）低压抽屉式开关设备长期允许电流值应按表1中电流的0.8倍配置。

中性导体（N）的选材

一相导线的截面积＞10mm2，则等于相导线截面积的一半，其截面积最小为10 mm2。一相导线的截面积≤10 mm2，中性线截面积等于相导线。

保护导体（PE）的截面积不应小于下表给出值

开关设备的柜体应设置接地母线，一般选取4×40TMY铜母线和6×60TMY铜母排。

母线制作工艺流程

（1）铜、铝排母线（简称扁形母线）制作工艺流程

选材→模拟→落料→划剥→冲孔（钻孔）→搪锡（镀锡）→弯制→冲孔（钻孔）→压平(花)→安装→涂漆→检查

注：采用镀锡母排的，搪锡工序取消。

（2）铜芯绝缘圆母排（简称电缆母线）制作工艺流程

选材→模拟→落料→剥头→冷冲（冷压）接头→安装→整理→检查

（3）热缩套管绝缘母线（简称绝缘母线）的工艺流程

成型母线→（套绝缘管→加热→固化成型）→安装→检查铜、铝排母线制作工艺要求

（1）母线除必要的弯头及斜度外，不允许有弯曲和歪扭现象，要求母线宽面弯曲度每米不大于2mm，窄面每米不大于3mm。

（2）母线表面不得有明显的锤痕、锉痕、划痕。

（3）母线与电器元件搭接，母线应按电器元件接线端子孔径和孔数要求。

（4）母线与电器元件接线端根部应有不小于5mm的空出位置。

（5）母线搭接长度应大于等于母线宽度或接线端子宽度，并应保证母线与接线端子的接触面不小于母线横截面积的1.5倍。

（6）与电器元件搭接的母排，应避免锐角弯折，制作弯曲角度一般不小于90度，见下图。

（7）母线开始弯曲处，距母线搭接位置不应小于30mm，距最近绝缘子的母线支持夹板边缘不应小于50mm，但不应大于250mm，见下图。

（9）麻花弯母线扭转90度时其扭转部分的长度不应小于母排宽度的2.5倍，见下图

（10）母排不宜直角弯曲，弯曲半径不得小于下表规定R值，母排弯曲后不得有裂纹和严重的起皱现象，皱纹高度不得大于1mm.

（11）母线搭接面应搪锡处理，搪锡的长度要大于搭接长度20mm，对大部分无法搪锡的搭接面允许用导电膏处理。

（12）母线的漆色及相序排列应按下表规定（柜的正视方向）

铜芯电缆母线的制作要求

（1）电缆在与电器元件连接时，必须采用铜接头连接。

（2）铜接头切不可与铝芯线压接。

（3）绝缘线剥去绝缘层的长度应比铜接头的捶套长出3mm为宜。

（4）绝缘线剥去绝缘层时，不允许线芯断裂及使线芯损伤。

（5）将导线插入铜接头插套后，在冲床上用模子冲接，或用冷压钳压接。然后用力拉导线，导线不应从铜接头拉出或有松动现象。

4、二次回路原理图分析及安装

4.1、二次原理图

4.2、二次电路工作原理的过程

手动工作时，转换开关KK从kk21-22开始每转过一个位置多接通一个LED灯，表示1—8个电容器依次进入使用状态；自动接通时，转换开关KK如在kk1-2位置停下，那么停下的位置，其余均接通。（如下图）

手动工作时自动工作时

4.3、二次电路元器件布置图

4.4、二次电路安装接线图

4.5、二次电路的安装工艺

使用工具剥线钳、剪刀、罗丝批、压接钳，适用套筒扳手、尖口钳、弯线钳、搭灯、活络扳手、电工刀。

根据图纸，安装二次系统的继电器、仪表、信号灯、端子排等电器元件及其附件。

按布置图粘贴元件标号，标号一般粘贴在该元件正中上部的金属构架上，个别情况元件上方不能粘贴标号时，可就近选择适当位置粘贴。

根据图纸确定配线途径。按配线途径量线，正确落料（一般放长 300～500mm），且两端做好记号或套上线号，即按配线途径进行敷设。

导线的敷设应做到横平竖直，层次美观清晰，用扎带捆扎或用绕带

绕扎。可将二次线敷设在专为配线用的塑料行线槽内，此时只需将导线整理清楚而毋需捆扎。

4.6、安装步骤

（图五）

5、绝缘电阻测试、介电强度试验

5.1、以500伏绝缘摇表测试法测试绝缘电阻

（1）. 被测前先拆下所有连线待测、并放电。

（2）. 摇测时被测物体应在良好的绝缘上。

（3）. 将测试线可靠触及电容器电极上。

（4）. 分别测电容器三个接线端子对外壳阻值。

（5）. 经摇表发电机连续一定时间对电容器充电并读取数据后应将迅速将测试线离开被测试物切断电路，以避免被充过电的电容器的剩存电荷通过摇表内电路放电漏掉和打坏指示表针，烧毁摇表内二极管等内部元件。

5.2工频及冲击耐压

冲击耐压试验时，被试品不得带有过电压保护元件，电流互感器的二次侧应短路并接地，低电流比的电流互感器允许将一次侧短接。

辅助回路和控制回路应能经受2500v工频耐压试验，并按以下要求进行：

将辅助回路连接在一起，试验电压加在它和接地骨架之间。将正常使用中与其他部分绝缘的每一部分回路作为一极，其他部

若各次试验皆无击穿，认为通过。保护电路有效性

绝缘电阻及交流耐压

心得体会

结束语

而我们将要去开始新的实训课程，一个悲催的课程??

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