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中壓（10-35kV）并聯(lián)電容器組是變電站內(nèi)最常用的無功補償設備，和其他無功補償設備相比有著設備造價成本低、便于維護和運行、經(jīng)濟效益好等特點。

項目名稱：ABB中壓并聯(lián)電容器組投切解決方案

項目要求：

隨著電網(wǎng)容量的迅速增大和對電能質(zhì)量要求的不斷提到，電容器組的頻繁投切操作帶來的副產(chǎn)品：過電壓（Over Voltage），它會危及系統(tǒng)上的設備運行安全。一是損壞并聯(lián)電容器組設備，損壞電容器組的對地絕緣或發(fā)生極間擊穿；二是對遠端變電所的設備絕緣造成危害，嚴重時造成事故，帶來重大經(jīng)濟損失，所以有時會發(fā)生一個正在運行的電氣設備發(fā)生電氣擊穿，而自身沒有相關的操作，有些就是同一個電氣系統(tǒng)上有其他無功設備操作造成的。

分析問題原因：

要解決并聯(lián)電容器組投切產(chǎn)生的過電壓問題，就要搞清楚過電壓是怎么產(chǎn)生的，據(jù)大量的技術原理分析及實踐調(diào)查，主要是這三個方面的原因：
1. 無功設備（電容器組）接入的時間點；
2. 投切開關設備的合閘彈跳；
投切開關設備的分閘重燃（Restrike）；

解決問題前的問題調(diào)查：

1.電容器的電氣特性是兩端的電壓無法突變，也就是說一組不帶電的電容器組接入電氣系統(tǒng)時，它兩端的電壓必須從“零”開始逐漸上升到系統(tǒng)電壓，如果這時接入點遠離電壓波形的“零點”，就會嚴重的造成波形畸變，從而產(chǎn)生過電壓（如左圖所示）；反過來說，如果能讓電容器組盡可能的在接近“零點”時接入系統(tǒng)，那么對系統(tǒng)波形的擾動就會大大降低，從而避免產(chǎn)生過大的過電壓。

解決問題前的問題調(diào)查：

2. 合閘彈跳過電壓機理：普通的斷路器（Circuit-Breaker）主要是為切斷系統(tǒng)短路時產(chǎn)生的短路電流設計的，一般都是彈簧操做機構，動作力量大，從而才能對抗短路時較大的電磁力，但這會造成合閘時觸頭間碰撞而產(chǎn)生多個周期的彈跳，可以想象成一個球體墜落地面而逐漸靜止的畫面。
3. 分閘重燃過電壓機理：這是由于切除電容器組時因為斷路器的觸頭間重擊穿而引起的：當開關分斷電流熄滅后，電容器組上的殘存電荷在短時間內(nèi)無法釋放，如果觸頭間隙絕緣恢復的速度低于恢復電壓增長的速度，一旦其電氣恢復強度不能承受加于其上的暫態(tài)恢復電壓，將發(fā)生重擊穿，引起電磁振蕩，產(chǎn)生重燃過電壓。

且看ABB是如何解決上述問題的：

1.對于無功設備接入時機的選擇：我國的三相交流電系統(tǒng)是50Hz系統(tǒng)，ABC三相可以看作是三根輻條的自行車輪子在旋轉，旋轉一圈是20ms；三相角差是120度，換算到時間是6.67ms；
2.解決合閘彈跳過電壓：減輕合閘行程及合閘力能夠大大降低合閘彈跳幅值及時間；
3.解決分閘重燃過電壓：需要對開關設備的觸頭材料、真空潔凈度等作特別設計；

零電壓合閘系統(tǒng)（Zero Voltage Closing：ZVC）

3.針對該方案，ABB旗下的JoslynHigh-Voltage工廠設計了一套零電壓合閘系統(tǒng)（Zero Voltage Closing：ZVC）完美的解決以上問題，同時也兼顧了電容器組頻繁投切對開關設備帶來的高要求：長壽命，免維護等要求；
簡單來說，這個系統(tǒng)分兩步走：找到系統(tǒng)各相的電壓過零點，然后把電容器閉合在零點上；要找到電壓的過零點就需要一個智能化的控制器來找到過零點并給出準確的合閘命令，要能每次都閉合在過零點上就需要一個強大而準確無誤的執(zhí)行機構：開關設備，同時該開關設備要兼顧避免合閘彈跳及分閘重燃問題。