無熔絲電容器是在電容器組和電容器單元中，沒有任何熔絲的電容器。在全膜介質電容器的介質擊穿後，兩極板能夠良好地熔焊在一起的基礎上研究和開發出來的，自面世以來，在國外得到了大量套用。
基本介紹
- 中文名：無熔絲電容器
- 類別：電容器
- 時間：1988 年
- 國家：美國
發展史,含義,原理,接線,優點,使用場合,
發展史
美國在20世紀80年代初開始廣泛採用全膜介質電容器後,發現介質擊穿後兩極板能良好地熔焊在一起,在此基礎上研究和開 發出無熔絲電容器組.首先在 138kV 電容器組的一相上試驗性地安裝了 50.4Mvar 的無熔絲電容器,單元容量為 300kvar.取得經驗後,於 1989 年10月,世界上第一套無熔絲電容器組(額定電壓 115kV,中性點不接地運行)在美國喬治亞州投入商業運行,以其結構緊湊,外形美觀,運行可靠為人們所稱讚,隨後開始大量推廣套用.目前在美國,無熔絲電容器組為 廣大用戶所青睞,在市場上占有主導地位.在歐洲和世界其他地區,無熔絲電容器也有大量套用,就連以內熔絲技術著稱的 ABB公司也生產無熔絲電容器.所不同的是,美國的無熔絲電容器是指在電容器組中單元之間的連線為先串聯後並聯,即所謂"先 串後並",電容器單元內部元件連線和外熔絲電容器相同,是"先並後串",而 ABB的無熔絲電容器不僅單元之間"先串 後並",而且電容器單元內部元件也是"先串後並",
含義
(1)首先是在電容器單元和電容器組中,既不裝有內熔絲,也不裝有外熔絲.
(2)為儘量降低一個元件擊穿所引起的其他完好元件上的過電壓,並減少整個電容器組的電容變化,電容器單元之間應為"先 串後並"的連線方式.
(3)電容器單元內部元件的連線方式有兩種:"先並後串"和"先串後並"
原理
任何固體絕緣介質都具有空隙,裂紋或導電性雜質等局部質量缺陷,形成了所謂"電弱點",在運行中電弱點介質加速老化, 造成元件擊穿.人們用內熔絲或外熔絲技術及時切斷擊穿元件或擊穿的電容器單元,使整台電容器和整個電容器組繼續保持正 常運行,這是多年來的傳統做法.當電容器單元採用全膜介質後,人們發現,介質的擊穿會使兩極板在擊穿點形成牢固的熔接, 就象是介質薄膜已從極板間抽出一樣,見圖.於是,這一特性就構成了無熔絲電容器的基本工作原理。
接線
無熔絲電容器組的接線有如下圖兩種方式,可根據具體情況適當選用.表1給出了若干計算舉例,包括元件擊穿後引起的 完好元件過電壓,完好電容器單元過電壓及故障相電容的變化,計算中假定相電壓不變.從表1可以看出,接線方式對完好元 件和完好單元的過電壓有很大影響,使用中應特別注意對電容器單元內部和電容器組接線方式的選擇.
優點
無熔絲電容器能隔離故障元件,使電容器在容量僅發生微小變化的條件下保持正常運行,能達到內熔絲電容器或外熔絲電容 器所具有的保護作用.相比之下,無熔絲電容器尚具有如下優點:
(1)和內熔絲電容器或外熔絲電容器相比,無熔絲電容器單元和內部元件並聯儲能較小,元件擊穿時不易損傷臨近元件或對殼絕緣(須知,元件故障若造成對殼主絕緣的擊穿,其後果是非常嚴重的),有利於防止故障的擴大或外殼爆炸.
(2)和外熔絲電容器相比,裝置結構緊湊,節省安裝空間.設備簡化,使運行故障率降低.
(3)因不存在內熔絲和外熔絲上的損耗,所以無熔絲電容器的整體損耗較低.
(4)和內熔絲電容器相比,成本較低,結構簡單,有利於減少製造質量缺陷;元件容量大,數量少,生產效率較高.
使用場合
(1)使用於系統電壓等級較高的場合,以35kV為界.美國GE公司介紹,無熔絲電容器適用的下限電壓為 34.5kV,電壓越高 優越性越明顯,例如 330kV電容器組的電容器單元為16串,單元內元件7串,每相共 112 串,一個元件(即一個串聯段)擊穿 引起的過電壓不到 1%.ABB 公司也認為無熔絲電容器適用的電壓為 34.5kV 以上.
(2)電容器組的容量限制:主張以內熔絲電容器為主的 BB公司認為,無熔絲電容器僅適用於電壓高,容量小的場合.美國 認為無熔絲電容器的套用在整組容量上沒有限制.
(3)電容器單元參數限制:研究認為,應限制流過元件擊穿點(即每分支)的電流不超過60A.這就對電容器單元的電壓和容 美國GE公司經驗, 元件介質厚度以25~30m(重量作出了限制. 對於內部有元件分支的電容器單元, 額定電壓應在10kV以上. 量法)或 28~34m(千分尺法)為宜.
