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电力系统电容器组爆炸原因分析及对策研究

作　者: 王新伟
导　师: 苑舜；蔡志远
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 自愈式电容器绝缘破坏爆炸原因分析对策研究
分类号: TM533
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

电力系统中电容器组是重要的无功补偿设备,本文以自愈式电容器组为研究对象,对电容器组爆炸的原因进行分析,并进行对策研究。论文首先对抚顺地区电容器组频繁跳闸及损坏的原因进行研究。运用现场试验和仿真计算相结合的方法,研究结果表明:在可能引起电容器组频繁跳闸及损坏的诸多原因中,谐波问题是最为严重的;在变电所中,当某次谐波放大率较大且谐振频率接近该次谐波时,该次谐波超标,这时对于电容器的损害是致命的;对于某些3次谐波严重超标的地区,6%电抗率会造成3次谐波的放大,危及电容器安全。其次对自愈式电容器组绝缘破坏演变过程的分析。通过数学推导和ATP-EMTP电磁暂态分析软件对电容器组爆炸这一渐变过程进行量化研究。研究后发现:自愈能量的大小是电容器绝缘破坏的决定因素;电容器每次自愈成功后,都使得电容器的临界破坏值有所下降,下降幅度的多少取决于电容器在系统中的过电压情况;表征电容器耐压下降程度的自恢复度k呈现逐渐变小的趋势;击穿电容器能量的累积对电容器组来说是致命的,及时有效的切除击穿电容器对整个电容器组的安全运行至关重要。最后,开展了对电容器组频繁跳闸及爆炸的对策研究。本文从自愈式电容器的结构和电容器在系统中的运行环境两方面入手,提出了:加装内熔丝、采用温度及压力保护装置、防爆型薄膜可以用来改进自愈式电容器的结构;对于变电站,可以通过合理调压、有针对性地选择串联电抗器的参数和合适的断路器、改变避雷器接线方式等方法保护电容器。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 课题背景及意义  10-11
  1.2 可能引起电力系统中电容器组频繁跳闸及爆炸的原因分析  11-16
    1.2.1 本身质量问题  11-12
    1.2.2 过电压引起的电容器损坏  12
    1.2.3 过电流引起的电容器频繁跳闸及损坏  12-13
    1.2.4 运行温度过高  13
    1.2.5 谐波导致电容器频繁跳闸及损坏  13-16
  1.3 针对抚顺地区电容器组频繁跳闸及损坏的研究思路  16-17
第二章电力系统中电容器组频繁跳闸及损坏的分析  17-31
  2.1 原因分析  17-19
  2.2 现场测试  19-20
    2.2.1 测量思路及方法  19-20
    2.2.2 测试结果分析  20
  2.3 谐波参数计算  20-23
    2.3.1 谐波放大倍数计算  20-22
    2.3.2 谐振频率的计算  22-23
  2.4 谐波放大对电容器组影响模拟仿真  23-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章自愈电容器发生爆炸过程的理论推导  31-44
  3.1 自愈电容器结构  31
  3.2 自愈电容器的自愈原理  31-33
  3.3 单个电容器自愈失败而导致爆炸过程分析  33-36
    3.3.1 从能量角度分析电容器的绝缘破坏过程  34
    3.3.2 连续多次自愈后的电容器绝缘破坏过程  34-36
    3.3.3 自恢复度k的变化趋势  36
  3.4 单个电容器损坏到整个电容器组发生爆炸的演变过程仿真研究  36-43
    3.4.1 电容器组发生爆炸时的能量要求  36-37
    3.4.2 仿真实例研究  37-43
  3.5 本章小结  43-44
第四章防止电力系统中自愈式电容器组频繁跳闸及爆炸的对策研究  44-49
  4.1 改进自愈式电容器的结构  44-45
    4.1.1 加装特种内熔丝  44
    4.1.2 加装温度或压力保护装置  44-45
    4.1.3 采用防爆型薄膜  45
  4.2 合理调压  45
  4.3 合理选择电抗率  45-46
  4.4 选择合理的避雷器接线方式  46-47
  4.5 采用重燃率小的真空断路器  47-48
  4.6 本章小结  48-49
第五章结论  49-51
参考文献  51-53
附录A 谐波含量统计表  53-59
在学研究成果  59-60
致谢  60

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