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NRTBBX ZRTBBX 20KV电容器 20KV电容器成套 20KV并联电容器成套装置 20KV无功补偿成套24KV并联电容器成套装置000011 范围
本技术规范规定了20kV并联电容器成套装置的使用条件、主要技术参数、功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
本技术规范适用于20kV系统所需的变电站用20kV并联电容器成套装置。
本技术规范提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,设备生产厂家应提供符合本技术规范、国家标准、电力行业标准以及国际标准的优质产品。
本技术规范所使用的标准如遇与设备生产厂家所执行的标准不一致时,按较高标准执行。
20kV系统中性点接地方式分为二类,Ⅰ类:中性点经低电阻接地系统;Ⅱ类:中性点经消弧线圈接地或不接地系统。
本标准引用了下列标准的有关条文,当这些标准修订后,使用本标准者应引用下列标准最新版本的有关条文。
GB 311.1 高压输变电设备的绝缘配合
GB 50227 并联电容器装置设计规范
GB/T 11024.2 标称电压1kV以上电力系统用并联电容器 第二部分: 耐久性试验
DL/T 840 高电压并联电容器使用技术条件
DL/T 604 高压并联电容器装置订货技术条件
DL/T 462 高压电容器用串联电抗器订货技术条件
DL/T 841 高压并联电容器用阻尼式限流器使用技术条件
DL/T 442 高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件
DL/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合
DL/T 653 高压并联电容器用放电线圈订货技术条件
GB 4208 外壳防护等级
JB 5346 串联电抗器
GB11032 交流无间隙金属氧化物避雷器
3.1 海拔高度 1000 m
3.2 最高环境温度 + 40 ℃
3.3 最低环境温度 -25 ℃
3.4 日照强度 0.1W/cm² (风速:0.5m/s)
3.5 最大日温差 25K
3.6相对湿度 日平均值≤95%,月平均值≤90%
3.7 最大风速 35m/s(注:风速是指离地面10m高度的10min平均风速)
3.8 荷载 同时有10mm覆冰和17.5m/s的风速
3.9 耐地震能力
地面水平加速度0.2g,垂直加速度0.1g同时作用。采用共振、正弦、拍波试验方法,激振5次,每次5波,每次间隔2s。安全系数不小于1.67。
3.10 系统额定频率 50Hz
3.11 安装地点 户外/户内
3.12 外绝缘爬电距离 户内≥20 mm/ kV
户外≥30 mm/ kV
4.1 并联电容器成套装置主要技术参数
4.1.1 额定电压: 20kV
4.1.2 最高工作电压: 24kV
4.1.3 额定频率: 50Hz
4.1.4 母线三相短路电流: 20kA
4.1.5 额定容量: 优先按3000、4000、4800、6000、8000、9000、10000、12000kvar选择
对于容量超过8000kvar的成套装置应考虑分组。
4.1.6 额定电抗率:根据系统需要,取≤1%、4.5~6%、或12%
4.1.7 当电容器组为双星形接线,采用差流保护,配不平衡电流互感器。如为单星形接线,采用差压保护(开口三角电压取自放电线圈剩余绕组)。单台电容器根据需要可配外熔断器或内熔丝保护。
4.1.8 电容器成套装置组成
a) 电容器
b) 熔断器(根据需要选择)
c) 串联电抗器
d) 放电线圈
e) 不平衡保护用电流互感器
f) 金属氧化物避雷器
g) 隔离刀闸
h) 电容器组安装框架
i) 支持绝缘子
j) 母线、连接线、金具
k) 金属安全围网栏
4.2 电容器
4.2.1 型式:户外/户内
带外熔断器的电容器应采用双套管立式安装,带内熔丝的电容器宜采用卧式安装。
4.2.2 电容器技术参数
a) 额定频率: 50Hz
b) 额定电压: 电容器组的额定电压选取,应考虑串联电抗器带来的容升,其额定电压优先按表1选择。
表1 电容器组额定电压优先值
电抗率 |
≤1% |
4.5~6% |
12% |
电容器组额定电压(kV) |
22/ |
23/ |
24/ |
对于双串联段的电容器组,其单台电容器的额定电压按电容器组额定电压的一半选择。
c) 额定容量 :单台容量宜选取200kvar、334kvar、417kvar、500kvar
d) 温度类别: -25/A
f) 绝缘水平:电容器的额定耐受电压和额定雷电冲击电压水平应满足表2要求
表2 电容器绝缘水平
|
设备额定电压 kV(有效值) |
中性点经小电阻接地 |
中性点经消弧线圈接地或不接地 |
||
额定短时工频耐受电压kV(有效值) |
额定雷电冲击电压kV(全波峰值) |
额定短时工频耐受电压kV(有效值) |
额定雷电冲击电压kV(全波峰值) |
||
电容器套管 |
(22~24)/ |
68 |
125 |
68 |
125 |
电容器端子对外壳 |
(22~24)/ |
55 |
125 |
68 |
125 |
电容器套管 |
(11~12)/ |
42 |
75 |
42 |
75 |
电容器端子对外壳 |
(11~12)/ |
35 |
75 |
42 |
75 |
极间工频电压 |
|
2.15Un 10s |
|
2.15Un 10s |
|
极间直流耐压 |
|
4.3Un 10s |
|
4.3Un 10s |
|
4.2.3 性能与结构要求
a) 采用全膜介质、浸渍剂采用苄基甲苯(C101)绝缘油,根据需要电容器配内熔丝及放电电阻。浸渍剂应符合国家环保部门的有关规定与要求。
b) 电容偏差
Ⅰ) 单台电容器: -3%~+5%
Ⅱ) 电容器组: 0%~+5%
Ⅲ) 电容器组任何两线路端子之间、串联段之间的最大与最小电容之比≤1.02。
c) 介质损耗角正切值:≤0.02%
d) 电容器芯子最热点温度不高于75℃
e) 电容器设计电气场强应不大于57kV/mm(压紧系数K=1)
f) 局放熄灭电压、电气强度、端子机械强度、抗腐蚀能力、密封性能、过负荷能力、耐受短路放电能力、耐久性能等均应符合《高电压并联电容器使用技术条件》(DL/T 840)标准要求。单台电容器的局放≤30pC。
g) 电容器外壳耐爆能量≥15kW.s
h)电容器外绝缘尺寸
Ⅰ) 极间净距: ≥300mm
Ⅱ) 极对外壳电气距离: ≥300mm
i)电容器外壳用优质不锈钢板,面漆淡灰色,外壳设接地端子。
4.2.4电容器内部放电元件要求
应能使电容器断开电源后,剩余电压在5min内降至50V以下。
4.2.5 电容器内部熔丝要求
a) 承受要求
Ⅰ) 承受100倍元件额定电流的涌流冲击。
Ⅱ) 耐受电容器端部的短路放电试验,应满足《高电压并联电容器使用技术条件》(DL/T 840)要求。
b) 动作要求:当电容器元件在0.9Un和2.0Un电压范围内发生击穿损坏时应可靠动作,而且不会使临近完好元件的熔丝损坏超过1根。
c) 隔离要求 :动作后的熔丝断口能耐受2.15倍10s工频过电压作用。
d) 耐受短路放电能力:电容器必须能承受在运行电压下由于外部故障所引起的短路放电。
4.2.6 对电容器的试验要求,按《高电压并联电容器使用技术条件》(DL/T 840)标准规定。
4.3 熔断器
4.3.1 型式:户外/户内,喷逐式熔断器,带有熔断指示器。
4.3.2 熔断器技术参数
a) 额定电压: 与保护电容器的额定电压一致
b) 额定电流: 按1.5倍电容器的额定电流选择
c) 耐爆能量: ≥15 kW.s
4.3.3 性能与结构要求
a) 熔断器的防腐蚀、防潮、耐压要求、允许温升应符合《高压并联电容器单台保护用熔断器定货技术条件》(DL442)的要求。
b) 熔断器的开断故障电容器性能、能够承受的电压、熔断特性、时间—电流特性、放电性能、机械性能、电气寿命应经试验验证和运行考核,并应符合《高压并联电容器单台保护用熔断器定货技术条件》(DL442)标准要求。
4.3.4 熔断器的试验方法、项目、步骤等按照《高压并联电容器单台保护用熔断器定货技术条件》(DL442)标准。
4.4 放电线圈
4.4.1 型式:油浸式(户外/户内),附二次线圈、全密封带不锈钢金属膨胀器;
环氧浇注型(户内)
4.4.2 放电线圈技术参数
a) 额定频率: 50Hz
b) 额定电压: 与电容器的额定电压相同
c) 最高工作电压: 1.1倍电容器额定电压
d) 放电容量: 按电容器容量配置
e) 额定负荷(VA)和准确级:
额定电压比(kV):22/:0.1/:0.1/3;准确级:0.5(0.2)/3P;额定输出:80/100 VA。
f) 绝缘水平:
Ⅰ) 安装在地面上的放电线圈的额定绝缘水平应满足表3中20kV级的要求。
Ⅱ) 安装在绝缘台架上的放电线圈的额定绝缘水平应满足表3中10kV级的要求
表3 放电线圈额定绝缘水平
|
设备额定电压kV (有效值) |
中性点经低电阻接地 |
中性点经消弧线圈接地或不接地 |
||||||
额定短时工频耐受电压kV(有效值) |
额定雷电冲击电压kV(全波峰值) |
额定短时工频耐受电压kV(有效值) |
额定雷电冲击电压kV(全波峰值) |
||||||
油浸 |
环氧浇注 |
油浸 |
环氧浇注 |
油浸 |
环氧浇注 |
油浸 |
环氧浇注 |
||
高压侧 |
22/~24/ |
55 |
55 |
125 |
125 |
68 |
68 |
125 |
125 |
11/~12/ |
35 |
35 |
75 |
75 |
42 |
42 |
75 |
75 |
|
二次绕组对地 |
0.1 |
3 |
3 |
|
|
3 |
3 |
|
|
4.4.3 性能与结构要求
a) 放电时间:电容器组脱开电源后,能在5s内将电容器组上的剩余电压降至50V以下。
b) 温升:
油浸式放电线圈的绕组温升应满足表4要求。
表4 油浸式放电线圈的绕组温升
放电线圈测温部位 |
测温方法 |
温升限值 ℃ |
绕 组 |
电阻法 |
55 |
顶层油 |
温度计法 |
55 |
注:1.全密封产品绕组温升限值加5℃; 2.温度类别上限值超过+40℃时,温升限值应减少(例如+55℃类别时,温升限值为40℃) |
干式放电线圈的绕组温升应满足表5要求。
表5 干式放电线圈的绕组温升
测温部位 |
测温方法 |
绝缘等级 |
温升限值 ℃ |
绕组 |
电阻法 |
A B F |
55 75 95 |
注:对于铁芯、金属部件和与其相邻的材料的温升限值,应取在任何条件下不会出现使它们受到损害的温度 |
c) 有功损耗:小于线圈额定容量的0.5%~1%
d) 放电线圈的接线方式应与电容器端子直接并联,接线图如下图所示:
e) 局部放电水平:应满足表6要求
表6放电线圈局部放电水平
系统标称电压
kV |
试验电压 施加方 式 |
预加电压 (有效值) kV |
测量电压 (有效值) kV |
允许局部放电水平 pC |
|
油浸式 |
干式 |
||||
20 |
一次绕组对铁芯、外壳和二次绕组 |
0.8倍工频耐受电压 |
1.3Un |
5 |
20 |
一次绕组两高压端子之间 |
2.15Un |
1.3Un |
5 |
20 |
f) 其他事项参照20kV电压互感器结构要求。
4.4.4 放电线圈的空载特性试验应在1.5倍额定电压下基本线性。
4.4.5 油浸式放电线圈绝缘油性能:
应满足《高压并联电容器用放电线圈订货技术条件》(DL/T653)要求。
4.4.6 短路承受能力:
在额定电压下,能承受二次短路电流在1s时间内所产生的热和机械力的作用而无损伤。
4.4.7 放电线圈结构:
a) 放电线圈外露空气中金属部分应有良好的防腐蚀层,并符合相关标准要求。
b) 全密封油浸式放电线圈在最高运行温度下不应出现渗漏,应保证在下限温度下不出现负压,而在最高运行温度下油箱内部压力不大于0.1MPa。
c) 干式放电线圈应具有良好的绝缘防潮性能,并符合相关标准要求。
d) 放电线圈的高压端子间、端子与外壳间等电气距离满足使用环境要求。
e) 放电线圈外壳接地螺栓直径应不小于8mm,二次出线端子螺杆直径不得小于8mm,并用铜或铜合金制成。
4.4.8 放电线圈的其他试验项目、方法及要求按照《高压并联电容器用放电线圈订货技术条件》(DL/T653)以及20kV电压互感器技术规范标准执行。
4.5 不平衡保护用电流互感器(CT)
4.5.1 型式:油浸式(户外/户内),附二次线圈、全密封带不锈钢金属膨胀器
环氧浇注型(户内)
4.5.2 电流互感器技术参数
a) 额定频率: 50Hz
b) 额定电压: 22/kV
c) 额定变比: 40/5A
d) 准确等级: 10P/0.5
e) 额定二次容量: >20VA
f) 绝缘水平:应满足表7要求。
表7 电流互感器耐受电压
|
设备额定电压 kV(有效值) |
中性点经低电阻接地 |
中性点经消弧线圈接地或不接地 |
||||||
额定短时工频耐受电压kV(有效值) |
额定雷电冲击电压kV(全波峰值) |
额定短时工频耐受电压kV(有效值) |
额定雷电冲击电压kV(全波峰值) |
||||||
油浸 |
环氧浇注 |
油浸 |
环氧浇注 |
油浸 |
环氧浇注 |
油浸 |
环氧浇注 |
||
高压侧 |
22/ |
55 |
55 |
125 |
125 |
65 |
65 |
125 |
125 |
二次绕组对地 |
0.1 |
3 |
3 |
|
|
3 |
3 |
|
|
4.5.3 性能与结构要求
a) 电流互感器连接于双星形电容器组的中性点间。
b) 应在电流互感器的一次桩头间装设低压避雷器的保护措施。
c) 其他事项参照20kV电流互感器结构要求。
4.5.4 电流互感器的试验项目、方法、内容及要求按照20kV电流互感器技术规范标准执行。
4.6 金属氧化物避雷器
4.6.1 型式:电容器用硅橡胶金属氧化物避雷器,户外/户内型
4.6.2技术参数
a) 额定频率: 50Hz
b) 额定电压: 26kV(I类),34kV(II类)
c) 持续运行电压: 20.8kV(I类),27.2kV (II类)
d) 标称放电电流等级: 5kA
e) 操作冲击电流残压: ≤56 kV(I类),≤70kV(II类)
f) 雷电冲击电流残压: ≤66kV(I类),≤85kV (II类)
g 直流1mA参考电压: ≥37kV(I类),≥48kV(II类)
h) 2ms方波电流600A,当电容器容量大于8000kvar时应重新对避雷器方波通流能力进行计算。
4.6.3 性能与结构要求
a) 氧化物避雷器接于电容器组的端部。
b) 氧化物避雷器应采用无间隙结构。
c) 氧化物避雷器应考虑配装放电计数器,计数器应安装在便于维护、巡视的地方。
4.6.4 氧化物避雷器的试验项目、方法、内容及要求按照20kV避雷器技术规范标准执行。
4.7 串联电抗器
4.7.1 型式:户外/户内型,干式空心/干式铁心
4.7.2 额定值
a) 额定频率: 50Hz
b) 相数: 单相或三相
c) 最高工作电压: 24kV
d) 额定电抗率(K): 根据系统需要,取≤1%、4.5~6%、或12%
e) 额定电流: 应等于与其串联组合的电容器或电容器组的额定电流
f) 额定端电压:应等于与其串联组合的一相电容器额定电压的K倍
g) 额定容量:应等于与其串联组合的电容器或电容器组额定容量的K倍
4.7.3 主要技术性能
a) 电抗值的偏差:
Ⅰ)在工频额定电流下电抗值的偏差为0~+5%
Ⅱ)三相电抗器每相电抗值不超过三相平均值的±2%
b) 额定热稳定电流:1%及以下电抗器能承受额定流的25倍的最大短时电流,5%及以上电抗器能承受电抗率倒数倍额定电流的最大短时电流,持续时间2s,不产生任何热损伤。
c) 稳态过电流:
Ⅰ) 电抗器应能在工频电流为1.35倍额定电流下连续运行。
Ⅱ) 电抗器应能在三次和五次谐波电流含量均不大于35%,总电流有效值不大于1.3倍额定电流的情况下连续运行。
d) 稳态过电压:电抗器应能在工频加谐波电压峰值为3/√2倍额定端电压下连续运行。
e) 电抗器应能承受合闸涌流的冲击而不得产生任何机械损伤。
f) 绝缘水平
工频耐受电压(有效值)min: 65kV
冲击耐受电压(峰值)1.2/50μs: 125kV
g) 干式空心电抗器温升限值:≤90K。
h) 干式空心电抗器绝缘耐热等级:F级
i) 额定电流时损耗:(750C)干式空心式:不大于0.011W/Var
j) 噪音水平:电抗器边缘2m处不大于52dB。
4.7.4结构要求
a) 设备机械强度:支持绝缘子的机械强度符合相应标准要求。
b) 绝缘介质:干式空心电抗器绕组绝缘应选用性能优良、寿命长的树脂浸渍,并具有耐腐蚀、抗紫外线和憎水性。
c) 电抗器在基本不进行维护的情况下使用寿命保证20年,户外电抗器应附防护帽。
d) 与干式空心电抗器配套使用的支持绝缘子应满足相应的技术要求,法兰为非磁性材料。
e) 尺寸要求:电抗器的出线端子间,出线端及支持绝缘子带电部分对地间的净距应不小于400mm。
f) 接线端子上的机械荷载:
水平方向:2500N ;垂直方向:1500N;横向:1000N ;安全系数:>2.75
4.7.5 电抗器的试验项目、方法、内容和要求按照20kV干式电抗器技术规范标准执行。
4.8 隔离开关
4.8.1型式:屋外(内)型,四极式,三位置隔离开关。
4.8.2 额定电压: 24 kV
4.8.3额定电流: 630A/1000A
4.8.4额定耐压水平:
工频耐压(1分钟,有效值) 65 kV(相对地)
79 kV(断口间)
雷电冲击耐压(峰值) 125 kV(相对地)
145 kV(断口间)
4.8.5 其它要求:
配常开、常闭辅助开关各3对;配电磁锁1副(DC/AC 220V)。隔离开关及其操作机构应装设于成套装置的框架上,不能依靠安全围网固定。
4.9 母线及连接线
4.9.1 主母线
a)截面:满足长期允许电流不应小于1.35倍回路工作电流要求。
b)母线应能承受三相短路电流为20kA时的动、热稳定要求。
4.9.2 连接线
单台电容器套管相互间的连接线、电容器套管至母线或熔断器连接线均使用镀锡铜绞线,绞线与硬母线的连接使用镀锡线鼻子。长期允许电流应不小于1.5倍单台电容器额定电流,且满足动热稳定要求,并有足够的强度保证熔断器在电容器故障时能正确动作。
4.9.3 母线支持绝缘子采用24kV级防污型
4.10 电容器组安装框架和安全网栏
4.10.1 支撑绝缘、支持绝缘子按24kV级防污产品选择。
4.10.2 绝缘水平
工频耐受电压(有效值)min: 65kV
冲击耐受电压(峰值)1.2/50μs: 125kV
4.10.3 结构
a) 分相式、电容器单排、两层相间设维护通道,四周设安全网栏。户外安全网栏下部0.8米处应用不锈钢板封闭。
b) 电容器框架的安装尺寸不应小于表8所列数值。
表8 电容器组安装尺寸表
|
电容器(户外、户内) |
电容器底部距地面 |
框架顶部至屋顶净距 |
||
间距 |
排间距离 |
户外 |
户内 |
||
最小尺寸(mm) |
100 |
200 |
300 |
200 |
1000 |
c)电容器框架的结构件应具备通用性和互换性。
d)为防止电容器框架锈蚀,框架的所有钢结构件、紧固件应采用热镀锌。固定连接螺栓采用防锈处理。
e)提供的安全围网尺寸应经设计院确定或按设计院要求,采用热镀锌钢丝网,网孔小于40mm×40mm。
f)安全围网应采用铰链式网门,其中电容器室网门应全部为铰链式网门,刀闸室和电抗器室应至少有一扇为铰链式网门,当有连续三扇及以上的铰链式网门时,应保证网门开启后框架中无中间支柱,并保证网门和框架有足够的强度使网门开启或关闭时不变形。
g)每组电容器提供网门电磁锁一副(AC/DC 220V)。
4.11 对电容器组成套装置的要求
4.11.1 成套装置应通过两部鉴定,有成功的运行经验。
4.11.2 成套装置中所采用的元部件都应是型式试验和出厂试验合格的产品,其性能要求均符合各自标准要求。
4.11.3 成套装置的最小电气距离应满足配电装置设计标准的规定。
4.11.4 成套装置绝缘水平、安全要求等应符合机械行业标准《高压并联电容器装置》和电力行业《高压并联电容器装置使用技术条件》要求。成套装置的电容器外壳及平台应固定电位。
4.11.5 成套装置主接线端子板的允许静态机械荷载不得小于下列要求值,其安全系数不应小于2.75。纵向水平:1500N,垂直方向:1500N,水平横向:1000N。应提供主接线端子板的机械强度试验报告。
4.11.6 组装好的成套装置应能耐受下列持续组合荷载和短时组合荷载,组合荷载是各荷载分量的向量和。
a) 同时作用的持续组合荷载包括:
设备自重;导线拉力(即主接线端子板允许的机械荷载);设备最大风荷载。承受持续组合荷载的安全系数应不小于2.75。
b) 同时作用的短时组合荷载包括:
设备自重;导线拉力(即主接线端子板允许的机械荷载);最大风荷载的25%;设备地震荷载(应用动态计算);承受短时组合荷载时安全系数应不小于1.67。
4.11.7 成套装置应具有运输方便,在现场安装工作量简单的优点。
4.12 其他
4.12.1 采用镀锌作金属防腐处理的部件、镀锌工艺和技术要求应符合有关标准规定。
4.12.2 采用涂漆措施对金属表面作防锈处理时,涂漆工艺和技术要求应符合有关标准规定。
4.12.3 电容器成套装置供应厂商应提供电容器、放电线圈、电抗器、熔断器、电流互感器、刀闸、避雷器等配套设备的供货厂商。
5.1电容器成套装置型式试验
新产品必须进行型式试验。
在生产中,当材料、工艺、产品结构或所选用的配套设备有所改变,且其改变有可能影响装置的性能时,也应进行型式试验,此时允许只进行与这些改变有关的试验项目。
在正常生产中,每5年至少应进行1次型式试验。
用来做型式试验的装置必须是经出厂试验合格的装置,除出厂试验项目外,增加下列试验项目:
5.1.1 冲击耐电压试验
5.1.2 温升试验
5.1.3 短路强度试验
5.1.4 防护等级检验
5.1.5 投切试验
5.1.6 放电试验
5.1.7 熔断器保护试验
5.2电容器成套装置例行(出厂)试验
每套装置出厂时均应进行出厂试验,其项目如下:
5.2.1 外观检查
5.2.2 电容测量
5.2.3 电感测量
5.2.4 工频耐电压试验
5.2.5 保护装置试验
5.2.6 测量损耗角正切值
5.2.7 局部放电试验
5.2.8 极间耐压试验
5.3 现场试验