唐钢炼铁厂变电站电容器组运行分析

1 问题的提出

　　唐钢炼铁厂220kV变电站于2009年8月改造完成投入运行，该站220kV部分采用外桥接线方式，220kV接有2台容量为50MVA主变压器，10kV采用双母线接线形式，每段母线各接有一套容量为10MVA的并联电容器成套装置，无功补偿电容器组投运后，用户反映电容器室温度过高，担心此状况长期运行将影响设备寿命而无法保证运行安全。

2 分析计算

　　2.1 电容器组接线方式及参数选型 本站根据用户实际需要选用了2套分组自动投切无功补偿电容器组，布置在16mx8m的电容器室内，串联电抗器按照抑制5次及以上谐波进行设计，电抗率选择6%，单相干式空心结构，三相叠装布局，每套电容器分4组进行自动投切，4组容量分别为1000kVar、2000kVar、3000kVar、4000kVar。

　　单台电容器型号为BFM12/√3 -334-1W，共30台，分4组，对应于每组无功补偿电容器组分别为3台，6台，9台，12台。

　　串联电抗器型号如下：
　　CKSC-60/10-6%，容量60kVar，额定电流52.5A，电抗率6%；
CKSC-120/10-6%，容量120kVar，额定电流105A，电抗率6%；
CKSC-180/10-6%，容量180kVar，额定电流157.5A，电抗率6%；
CKSC-240/10-6%，容量240kVar，额定电流210A，电抗率6%；
放电线圈FD2-1.7/11/ 3-1W其变比为11/√3 kV/0.1/√3 /0.1/3kV。
电压无功控制器RCBK-4(带保护单元)

　　2.2 现场反馈情况 无功补偿电容器成套装置投入运行后，电抗器运行温度在80℃以上，电容器单元运行温度在50℃以上，电容器室内温度在40℃以上。

　　经测量，流经各组电抗器的工作电流超过电抗器额定电流的3%～5%，用户认为出现装置及室内温度过高的原因是电容器配套使用的串联电抗器额定电流选择偏小所致。

　　2.3 串联电抗器参数选型复核 针对用户提出的问题，以容量1000kVar电容器组为例进行如下分析：

　　2.3.1 电容器组单相容量为334kVar
Inr=Snr/Unr =52.59A
Inr:电容器组额定电流 Snr:电容器额定容量 Unr:电容器组额定电压

　　2.3.2 对应于1000kVar电容器组选择了单台容量20kVar的串联电抗器（单相容量）
Unk=K·N·Unr Ink=Snk/Unk (见JB5346-1998)
Unk=6%·1·11/√3 =0.381Kv
Ink=Snk/Unk=52.5A
UNk:电抗器额定端电压 INk:电抗器额定电流
Inr=52.59A与Ink=52.5A的微小差别是由于串抗6%的选择是基于电容器组容量为1000kVar（三相容量）进行选择的，而实际容量为3×334kVar=1002kVar。

　　从以上计算可以看出，串联电抗器的额定电流选择与电容器组的额定电流是匹配的，不存在串联电抗器额定电流选择偏小问题。　

之所以出现运行电流高于额定电流的情况，可能存在的原因是电容偏差问题。

　　DL/T 604-1996《高压并联电容器装置订货技术条件》中4.6.1.1条“电容器组容许的电容偏差为装置额定电容的0～+5%”。如果电容器组出现+5%的电容偏差，即C=1.05Cnr（Cnr为电容器组的额定电容值）. 　 I=U·ω·C= U·ω·1.05Cnr=1.05Inr

[$page]　　由上式可见，由于电容器组容许范围内的制造偏差会使实际运行电流达到1.05倍的额定电流。

　　根据DL/