中壓（10-35kV）并聯(lián)電容器組是變電站內(nèi)最常用的無功補(bǔ)償設(shè)備，和其他無功補(bǔ)償設(shè)備相比有著設(shè)備造價(jià)成本低、便于維護(hù)和運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn)。
項(xiàng)目名稱：ABB中壓并聯(lián)電容器組投切解決方案
隨著電網(wǎng)容量的迅速增大和對(duì)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(huì)危及系統(tǒng)上的設(shè)備運(yùn)行安全。一是損壞并聯(lián)電容器組設(shè)備，損壞電容器組的對(duì)地絕緣或發(fā)生極間擊穿；二是對(duì)遠(yuǎn)端變電所的設(shè)備絕緣造成危害，嚴(yán)重時(shí)造成事故，帶來重大經(jīng)濟(jì)損失，所以有時(shí)會(huì)發(fā)生一個(gè)正在運(yùn)行的電氣設(shè)備發(fā)生電氣擊穿，而自身沒有相關(guān)的操作，有些就是同一個(gè)電氣系統(tǒng)上有其他無功設(shè)備操作造成的。
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(shù)原理分析及實(shí)踐調(diào)查，主要是這三個(gè)方面的原因：
1. 無功設(shè)備（電容器組）接入的時(shí)間點(diǎn)；
2. 投切開關(guān)設(shè)備的合閘彈跳；
投切開關(guān)設(shè)備的分閘重燃（Restrike）；
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(shí)，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(shí)接入點(diǎn)遠(yuǎn)離電壓波形的“零點(diǎn)”，就會(huì)嚴(yán)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(diǎn)”時(shí)接入系統(tǒng)，那么對(duì)系統(tǒng)波形的擾動(dòng)就會(huì)大大降低，從而避免產(chǎn)生過大的過電壓。
2. 合閘彈跳過電壓機(jī)理：普通的斷路器（Circuit-Breaker）主要是為切斷系統(tǒng)短路時(shí)產(chǎn)生的短路電流設(shè)計(jì)的，一般都是彈簧操做機(jī)構(gòu)，動(dòng)作力量大，從而才能對(duì)抗短路時(shí)較大的電磁力，但這會(huì)造成合閘時(shí)觸頭間碰撞而產(chǎn)生多個(gè)周期的彈跳，可以想象成一個(gè)球體墜落地面而逐漸靜止的畫面。
3. 分閘重燃過電壓機(jī)理：這是由于切除電容器組時(shí)因?yàn)閿嗦菲鞯挠|頭間重?fù)舸┒鸬模寒?dāng)開關(guān)分?jǐn)嚯娏飨绾?，電容器組上的殘存電荷在短時(shí)間內(nèi)無法釋放，如果觸頭間隙絕緣恢復(fù)的速度低于恢復(fù)電壓增長的速度，一旦其電氣恢復(fù)強(qiáng)度不能承受加于其上的暫態(tài)恢復(fù)電壓，將發(fā)生重?fù)舸?，引起電磁振蕩，產(chǎn)生重燃過電壓。
1.對(duì)于無功設(shè)備接入時(shí)機(jī)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(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一圈是20ms；三相角差是120度，換算到時(shí)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(shí)間；
3.解決分閘重燃過電壓：需要對(duì)開關(guān)設(shè)備的觸頭材料、真空潔凈度等作特別設(shè)計(jì)；
3.針對(duì)該方案，ABB旗下的JoslynHigh-Voltage工廠設(shè)計(jì)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(shí)也兼顧了電容器組頻繁投切對(duì)開關(guān)設(shè)備帶來的高要求：長壽命，免維護(hù)等要求；
簡單來說，這個(gè)系統(tǒng)分兩步走：找到系統(tǒng)各相的電壓過零點(diǎn)，然后把電容器閉合在零點(diǎn)上；要找到電壓的過零點(diǎn)就需要一個(gè)智能化的控制器來找到過零點(diǎn)并給出準(zhǔn)確的合閘命令，要能每次都閉合在過零點(diǎn)上就需要一個(gè)強(qiáng)大而準(zhǔn)確無誤的執(zhí)行機(jī)構(gòu)：開關(guān)設(shè)備，同時(shí)該開關(guān)設(shè)備要兼顧避免合閘彈跳及分閘重燃問題。
國內(nèi)首套系統(tǒng)已經(jīng)在吉林省掛網(wǎng)運(yùn)行，并完成了由國家電網(wǎng)吉林市電力有限公司組織的科技成果鑒定，達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平；
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