GB T 12747.1-2004 标称电压 1 kV 及以下交流电力系统用自愈式并联电容器 第1部分;总则-性能、试验和定额-安全要求-安装和运行导则.pdf

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1、GB/T 12747.1-2004/IEC 60831-1: 1996 前-E GR/T 12747(标称电压1kV及以下交流电力系统用自愈式并联电容器分为两个部分-第1部分:总则性能、试验和定额一一安全要求安装和运行导则;第2部分3老化试验、自愈性试验和破坏试验。本部分是GH/T12747(标称电压1kV及以下交流电力系统用自愈式并联电容器的第l部分。本部分等同采用国际标准IEC60131-1:1996(标称电压1kV及以下交流电力系统用自愈式并联电容器第l部分:总则一性能、试验和定额一一安全要求一安装和运行导则以英文版)。本部分与相关标准协调一致。本部分是对GB/T12747-199169

2、0V.则峰值为12kV o 如果单元是准备直接连接到架空线上的，在制造方和购买方同意时冲击电压试验对于额定电压UN三三690V的电容器试验电压的峰值为15kV.对额定电压UN690V的电容器试验电压的峰值为25 kV 在连接在一起的端子与外壳之间施加3次正极性冲击之后，接着再施加3次负极性冲击。改变极性后，在再次施加冲击前允许先施加几次较低幅值的冲击。用记录电压和检测波形的示波器来检验在试验期间没有发生故障。如电容器的外壳是用绝缘材料制成的，这时试验电压应施加于端子和紧包在外壳表面的金属销之间。注:极对壳绝缘中的局部放电可由不同冲击波之间的波形变化显示出来。16 放电试验单元应以直流充电，然后

3、通过尽可能靠近电容器放置的间隙放电。电容器应在10min内承受5次这样的放电。试验电压应为2UN 。在试验后5min内，应对单元进行一次端子问电压试验见9.1)。在放电试验前和电压试验后均应测量电容。测得值之差不得超过相当于一只元件击穿或一根内部熔丝熔断所引起的变化量或2%。对于多相单元，应按下述方法进行试验。一一对于三相三角形连接的单元，应将两端子短路，并在第三个端子与短路端子之间施加2UN的电压进行试验。一一对于三相星形连接的单元，应在两端子之间进行试验，第三个端子空着不连接。试验电压应为4 UN/I3.使元件两端得到相同的试验电压。如果试验电流的第一个峰值超过200IN (方均根值).可

4、采用外接线圈的方法来保持这一极限值。17 老化试验本试验的要求在GB/T12747.2中给出。18 自愈性试验本试验的要求在GB/T12747.2中给出。9 GB/T 12747.1-2004/IEC 60831-1: 1996 19 破坏试验本试验的要求在GB/T12747.2中给出。20 最高允许电压20. 1 长期电压第三篇过负荷电容器单元应适用于在表3所示的电压水平下运行(另见第29章和第32章)。电容器能耐受而元明显损伤的过电压幅值取决于过电压的持续时间，施加次数和电容器温度(见第.29章)。表3中高于1.15 UN的过电压是以在电容器的整个使用寿命期间总共不超过200次为前提确定的

5、。表3使用中的允许电压水平类型电压因数XUN(方均根值)最大持续时间说明电容器运行任何期间内的最高平均值，在运工频1. 00 连续行期间内出现的小于24h的例外情况采用如下的规定(见第29章)工频1. 10 每24h中8h 系统电压调整和波动工频1. 15 每24h中30min 系统电压调整和波动工频1. 20 5 min 轻负荷下电压升高(见第29章)工频1. 30 1 min 工频加谐波使电流不超过第21章中给出之值(见第33章和第34章)20.2 操作电压用不重击穿的断路器来切合电容器组，通常会产生第一个峰值不超过2./2倍施加电压(方均根值) 持续时间不大于1/2周波的过渡过电压。在这

6、些条件下，并考虑到有些操作是在电容器内部温度低于OC.但仍处在温度类别之内时发生的，每年约5000次切合操作是可以接受的。L相应的过渡过电流峰值可达到100IN (见第33章)J在切合电容器更为频繁的场合，过电压的帽值和持续时间以及过渡过电流均应限制到较低水平(见第34章)。这些限制和(或)降低应由制造厂和购买方协商确定。21 最大允许电流电容器单元应适用于在线路电流方均根值为1.3倍该单元在额定正弦电压和额定频率下产生的电流下连续运行，过渡过程除外。考虑到电容偏差，最大电容可达1.10CN故其最大电流可达1.43IN这些过电流因素是考虑到20.1中的谐波、过电压和电容偏差共同作用的结果。第四

7、篇安全要求22 放电器件每一电容器单元和(或)组应备有使每一单元在3min内从./2UN的初始峰值电压放电到75V或10 GB/T 12747.1-2004/IEC 60831-1: 1996 更低的放电器件。在电容器单元和放电器件之间不得有开关，熔断器或任何其他隔离装置。放电器件不能替代在接触电容器之前将电容器端子短接在一起并接地。注1直接且永久性地与其他可提供放电通道的电气设备相连接的电容器，如果该电路特性能保证在上述规定的时间内将电容器放电到75V或更低，则应认为已具有适当的放电能力。注2:应注意到有些国家要求更短的放电时间和更低的剩余电压，在这种情况下.购买方应告知制造厂。注3，放电电

8、路应具有足以承受在第20章中规定的l.3 UN过电压峰值下电容器进行放电的载流能力。注4，计算放电电路的公式列于附录B中。注5z由于通电时的剩余电压不应超过额定电压的10%产品型号;0) 产品名称。26.2 标准化的连接符号连接方式应以下列字母或符号表示ED或6，=三角形;Y或丫=星形$YN或干=星形，中性点引出;阻或=三节段，内部未相互连接;L3)=接地。26.3 警告牌当电容器中含有不允许扩散到环境中的浸渍剂时(见第24章)应按照用户所在国的现行有效法律和条例在电容器上作出标记。用户有义务将这类法律或条例告知制造厂。27 电容精组的标志27. 1 说明书或铭牌制造厂应根据购买方的要求在说明

9、书中或者在铭牌上给出下列最低限度的资料ga) 制造厂名称;b) 产品名称2、c) 额定容量，QNkvar(标出总容量); d) 额定电压，UN, V; e) 连接符号;(标准化的连接符号见26.2。连接符号可以是简化连接图的一部分)。f) 组切出与再投入之间所需的最短的间隔时间;g) 质量，kgo注:铭牌与说明书之间的选择权交给购买方。27.2警告牌26.3对电容器组也有效。2) 根据我国具体情况增加了此项资料.3) 根据我国具体情况增加了此项连接方式.12 GB/T 12747.1-2004/IEC 60831-1: 1996 第六篇安装运行导则28 概述并联电容器与大多数电器不同，一旦投入

10、就连续在满负荷下运行，仅在电压和频率变化时，其负荷才有所变化。过电压和过热将缩短电容器的寿命，因此应严格控制运行条件(即z温度、电压及电流)。应当注意，在系统中引入集中电容可能产生不利的运行条件(例如z谐波放大、电机自激、操作过电压、音频遥控装置不能正常工作等)。由于电容器的类型不同且涉及的因素很多，不可能用简单的规则概括所有可能情况下的安装及运行。下列资料给出的是需加以考虑的较为重要的几点。此外，应遵守制造厂和供电部门的使用导则和运行规程，尤其是电网处于轻负荷时应切除电容器的规定。29 额定电压的选择电容器的额定电压至少等于电容器所接入电网的运行电压，并且还应考虑电容器本身的影响。在某些电网

11、中，电网的运行电压与标称电压相差很大.购买方应提供详细情况，以便制造厂能为之留出适当的裕度。这一点对于电容器是十分重要的，因为电容器介质上的电压过分增高，电容器的性能和寿命将受到不利影响。为降低谐波等的影响而接入与电容器相串联的电路元件时，会引起电容器端子上的电压升高到超过电网运行电压，从而需要相应提高电容器的额定电压。如果没有相反的资料，则应假定运行电压等于电网的标称电压。当确定电容器端子上的预期电压时，应考虑下列情况:a) 并联连接的电容器可能造成从电源到电容器安装处的电压升高(见附录町，谐波的存在会使电压升得更高。因此，电容器易在比接入电容器之前测得的电压高得多的电压下运行。b) 在轻负

12、荷时，电容器端子上的电压可能特别高(见附录B)，此时，为了防止电容器经受过电压及电网电压过分升高，应将部分或全部电容器从线路中切出。只有在紧急状态下才允许电容器在最高允许电压和最高环境温度同时出现的条件下运行，并且只能是短时的。注1，在选取额定电压UN时，应避免将安全裕度取得过大。因为与额定容量相比，这将导致容量降低。注2，关于最高允许电压见第20章。30 运行温度30. 1 概述对电容器的运行温度应予以注意，因为这对电容器的使用寿命有很大影响。在这方面最热点的温度是决定性的因素，但在实际运行中，难以测定这个温度。超过上限的温度将加速介质的电化学老化。30.2 安装电容器的安装应便于以对流和辐

13、射来散发由电容器损耗所产生的热量。电容器室的通风及电容器单元的布置应使空气能在每一单元的周围良好地流通。这一点对于成行迭层安装的单元尤其重要。受到太阳或任何高温面辐射的电容器的温度将增高。根据冷却空气温度、冷却强度和辐射强度及持续时间，可能需要采取下列的对策之-z一一-防止电容器受到辐射$13 GB/T 12747.1一2004/IEC60831-1: 1996 选择为用于较高环境空气温度而设计的电容器(例如以温度类别-5/B代替原本是适当设计的温度类别5/ A)。一采用额定电压比第29章规定的更高的电容器。安装在高海拔(超过2000 m)地区的电容器，其散热能力将有所降低。这一点在确定单元的

14、容量时应予以考虑见第31章的项e)。30.3 商环境空气温度代号C的电容器适于在大多数热带地区使用。然而，在有些地区，那里的环境温度可能要求代号D的电容器。在电容器经常受到几小时太阳辐射的地方(例如在沙漠地区)，即使其环境温度不是过分高，但仍可能需要代号D的电容器(见30.2)。在特殊场合，最高环境温度可能高于55C，或日平均温度高于45C，同时又不可能改善冷却条件，则应使用特殊设计的电容器。30.4 损辑估算如果要估算损耗，则在汁算电容器组的总损耗时，应将所有附件，例如外部熔断器、电抗器等产生的损耗均包括进去。31 特殊使用条件除温度类别中的两个极限温度之外(见30.1) ，下列最为重要的条

15、件应告知制造厂:a) 高相对湿度可能需要使用特殊设计的绝缘子。要注意外部熔断器有被其表面潮气的凝露所短路的可能性。b) 霉菌生长迅速在金属，陶瓷材料及某些油漆与清漆上霉菌都不生长。但对于其他材料，在潮湿处，尤其是在灰尘等落积处霉菌可能生长并发展。使用杀霉菌剂可改进这些材料的特性，但是，这些杀霉菌剂的毒性保持的时间不长。c) 腐蚀性大气在工业及沿海地区都会遇到腐蚀性大气。应该注意到，在较高温度的气候下，这种大气的作用要比在温和的气候下更为严重。高腐蚀性大气甚至在户内装置中也可能出现。d) 污秽当电容器安装在高度污秽的地区时，应采取特殊的预防措施。e) .海拔超过2000m 在海拔超过2000m的

16、地区运行的电容器将受到特殊条件的作用。为此，应由购买方与制造厂协商选择电容器的类型。32 过电压第20章规定了过电压因数。如果估计出现过电压的次数较少或者温度条件不太恶劣，在制造厂同意时，电压因数可以增大。只要在其上没有叠加过渡过电压，这些工频过电压的极限均是有效的。电压的峰值应不超过给定方均根值的12.倍。对于易受到高的雷电过电压的电容器应作适当防护。如果采用避雷器，应将它们尽可能靠近电容器放置。为了承载来自电容器的，尤其是来自大电容器组的放电电流，可能需要特殊的避雷器。当电容器固定连接在电动机上时，在将电动机从电源切出后可能会出现问题。仍在转动的电动机由于自激而成为发电机，并可能产生比系统

17、电压高得多的电压。对于这个问题通常可以用保证电容器电流小于电动机空载电流(建议约90%的值)的办法来防止。14 GB/T 12747.1-2004/IEC 60831-1: 1996 作为预防，在固定按有电容器的电动机停止转动以前不得接触电动机的带电部分。注1，电动机切出后，由于自激产生维持电压，这对于感应发电机以及有失压制动系统的电动机(例如电梯用电动机)都是非常危险的。注22对切除电源后能立即停止转动的电动机，其补偿可以超过90%。当电容器连接到配备有星三角起动器的电动机上时，其配置应使得在起动器工作期间不产生过电压。33 过电流电容器决不可在电流超过第21章中规定的最大值下运行。过电流可

18、能是由于基波过电压、谐波或者是由两者共同引起的。主要的谐波源是整流器、电力电子设备及饱和的变压器铁心。如果轻负荷时，电容器使电压进一步升高，则变压器铁心可能出现了饱和。在这种情况下将会产生异常的谱波量，其中某一次谐波可能被变压器与电容器间的谐振所放大。这是第29章项b)推荐在轻负荷时切出电容器的理由之一。如果电容器电流超过第21章中规定的最大值，而电压仍在第20章规定的允许极限l.10 UN之内，则应测出主要谐波，以便找到最佳的解决办法。下列解决办法应予考虑:a) 将一部分或全部电容器移到系统的其他部位。b) 接入与电容器串联的电抗器，把电路的谐振频率降低到低于干扰谐波的频率。c) 当电容器附

19、近有电力半导体设备时，增加电容器的电容值。在安装电容器的前后，应测量电压波形及网络特性。当有谐波源(例如大型半导体设备时，应予以特别注意。在将电容器接入电路时，可能产生高幅值和高频率的过渡过电流。在将电容器组中的一部分接入与己通电的另一部分相并联时，也有可能产生这种过渡效应(见附录B)。为将这些过渡过电流降低到电容器与设备能够承受的值，可能需要通过电阻器接入电容器(电阻切合h或在电容器组的每一分组的电源电路中接入电抗器。如果电容器上配备有熔断器，则由开关操作引起的过电流峰值应限制到100IN (方均根值)及以下。34 开关、保妒装置及连接件开关、保护装置及连接件均应设计成能连续承受在额定频率和

20、方均很值等于额定电压的正弦电压下得到的电流的l.3倍的电流。因为电容器的电容可能为额定值的1.10倍(见7.2)故这一电流最大值为1.3X1.10倍额定电流，即l.43INo此外，由于集肤效应，谐波分量(如果存在的话)可能产生比相当的基波分量更大的热效应，开关、保护装置及连接件应能承受投入电容器时可能产生的高帽值及高频率的过渡过电流所引起的电动力及热应力。当电容器(单元或组)接人与已投入运行的另外的电容器相并联时，就可能会产生上述过渡效应。为了减少操作电流，最常用的方法是增加连接线的电感，虽然这样增加了总损耗。应注意使操作电流不超过其最大允许值。当在考虑了电动力及热应力之后出现尺寸过大的问题时

21、，则应采用诸如第33章所述的防止过电流的特殊预防措施。注1，在某些情况下，例如当电容器是自动控制的时候，有可能在较短的时间间隔内进行反复的切合操作。必须选择能承受这些条件的开关装置及熔断器见第22章的注5)。注2连接到接有电容器组的母线上的断路器，在关合短路时，可能会受到特殊应力。15 GB/T 12747.1-2004/IEC 60831-1: 1996 注3，用来切合并联电容器组的断路器应能承受将电容器组连接到已接有其他电容器组的母线上时所产生的涌入电流(幅值和频率。建议使用适当的过电流继电器对电容器进行过电流保护。将继电器整定到当电流越过第21章所规定的允许极限时断路器动作。1熔断器通常

22、不能提供适当的过电流保护。注4，不同设计的电容楞其电容或多或少会随温度变化，应当注意，当电容器冷态投入运行时其电容会急剧变化，这有可能会导致保护装置误动作。如果使用铁心电抗器，应注意铁心在谐波作用下会饱和及过热。在电容器电路中的任何接触不良都可能会引发电弧，引起高频振荡，使电容器过热和过负荷。因此，建议定期检查所有电容器装置中的接触点。35 爬电距离的选摄目前尚未提出要求。36 电窑部连接到具有青频遥控的系统中在音频下电容器的阻抗很低。因此，当将电容器连接到具有音频遥控的系统中时，可能会引起遥控传感器过载且不能正常工作。避免这些缺陷的方法很多，最好的方法应由有关各方协商选择。37 电磁兼容性(

23、EMC)37. 1 辐射在一般使用条件下，符合本部分的电力电容器不产生任何电磁干扰。因此，对于电磁辐射的要求认为是令人满意的，无需进行试验验证。注1，自愈性击穿不产生电磁辐射，因为它是由并联电容器短路引起的。注2，随着频率增加电容器的阻抗降低，故应采取措施以避免对脉动控制系统产生不允许的影响。注3，当在含有谐波电压或谐波电流的电网中使用电容器和电感时，谐波有可能被放大，对此应引起注意。37.2 抗干扰性在住宅区、商业区及轻工业区(直接由公用低压电源供电中以及工业区非公用低压工业电网部分)中的电力电容器均处于电磁兼容环境中。在一般使用条件下，下列抗干扰要求和试验是适当的。37.2. 1 低频干扰

24、电容器应适于在IEC1000-2-2中第2章和第3章所要求的在有谐波情况下的极限范围内连续运行。无需进行试验验证。注g为使电压和电流保持在第20章和第21章要求的范围之内，通常将电容器与电感串联使用。37.2.2 传导嗣变革口商频干扰电力电容器的电容大，可缓冲传导瞬变和高频干扰，不会产生不良影响。孩照GB/T17626. 1 .认为可满足不超过3级的严酷度，无需进行试验验证。37.2.3 静电放电电力电容器对静电放电不敏感，按照GB/T17626. 1认为可满足不超过3级的严酷度，无需进行试验验证。37.2.4 磁场干扰电力电容器对磁场干扰不敏感，按照GB/T17626. 1认为可满足不超过3

25、级的严酷度，无需进行试验验证。37.2.5 电碰干扰电力电容器对电磁干扰不敏感，按照GB/T17626. 1认为可满足不超过3级的严酷度，无需进行试验验证。16 GB/T 12747.1-2004/IEC 6083 1-1: 1996 附录A(规范性附录)电力滤波电容榻的附加定义、要求和试验当在本部分中加入下列条款后，本部分便适用于旁路滤波电容器(见第1章)。A. 1 定义A. 1. 1 带遇和高通滤波电容器(滤波电容器与其他配件，例如电抗器和电阻器连接在一起，对一种或多种谐波提供一低阻抗通道的电容器(或电容器组)。A. 1.2 额定电压(UN)(见3.14) 基波电压方均根值和谐波电压方均根

26、值的算术和，或者是由额定容量(见A.1. 3)和额定频率下电容器电抗计算得出的电压，取两者中较大者。A. 1. 3 额定容量(QN)(见3.13) 由基波产生的容量和由谐波产生的容量的算术和。A. 1. 4 额定电流(lN)(见3.16) 基波额定电流的平方值和谐泼额定电流的平方值之和的平方根。注:对于如母线等附件.应考虑所有电流的方均根值。A.2 质量要求和试验A. 2. 1 电窑偏差对于滤波电容器，特别是对于带通滤波器，都推荐电容器单元和电容器组取对称的电容偏差。而标准的单元具有不对称的偏差带(见7.2)。在决定电容值和偏差时应考虑这-实际情况。注.当确定滤波电容器组的偏差时，应考虑下列因

27、素z有关设备，特别是电抗器的偏差g滤波电容器所接人的电网中基波频率的变化3由环境温度和负荷引起的电容变化g短时间(例如在热起来的过程中或异常使用条件下)的允许电容变化z由于内部保护器件(如布时)动作引起的电容变化。A. 2. 2 端子间电压试验(见第9章)交流试验对于滤波电容器zU, =2.15 U，十1.5 UH 式中gU,-基波电压方均根值;UH一一各次谐波电压方均根值的算术和。A. 2. 3 热稳定性试验(见第13-=) 对于滤波电容器如果1.44 QN低于在1.1 UN在基波频率下确定的容量，则在热稳定试验中应采用后者的试验电压。A.3 过负荷一一最大允许电流(见第21章)对于滤波电容

28、器，最大允许电流应由制造厂和购买方协商确定。17 GB/T 12747. 1-2004/IEC 60831-1 ,1996 A.4 标志-一说明书或铭牌(见27.1)对于滤波电容器，宜将调谐的谐波频率标在额定频率后面。例如，50Hz+250 Hz(窄带通滤波器50 Hz+550/650 Hz(宽带通滤波器)50 Hz+;:750 Hz(高通滤波器)A.5 安装和运行导则一一额定电压的选挥(见第29章)与滤波电容器相串联的电抗器将引起电容器端子上基波电压的升高。18 GB/T 12747.1一2004/IEC60831-1 : 1996 附录B(资料性附录)电容器及其装置的计算公式B. 1 由在

29、任意两个线路瑞子闰测得的三个电容来计算三帽电容器的容量无论是三角形连接还是星形连接的主相电容器在任意两个线路端子间测得的电容用C，、Cb、C表示。如果能满足7.2所规定的对称要求，则三相电容器的容量Q可用下式计算得出:Q=3(Ca十Cb+C川山10-12式中:C.、Cb和C一-在三相电容器任意两个线路端子间测得的电容，F;UN 电容器额定电压，V; Q一一电容器的容量，Mvar;B.2 谐振频率根据下列公式，当式中n是一个整数时，电容器将在该次谐波下发生谐振。式中-5一电容器安装处的短路容量，MVA;Q-一电容器的容量，Mvar;n= n 发生谐振的谐波次数，即发生谐振的谐波频率(Hz)与电网

30、频率(Hz)之比。B.3 电压升高接入并联电容器将导致稳态电压升高，其值可由下列公式给出zAUE 52 U - 5 式中z6U-电压升高，V，U一一一电容器接入前的电压V;5 电容器安装处的短路容量，MVA;Q 接入电容器的容量，Mvar0 B.4 涌流B. 4. 1 将单组电容器接入电网hINS 式中2Is一电容器涌流的峰值，AB IN 电容器的额定电流(方均根值), A; S一一电容器安装处的短路容量，MVA;1 9 GB/T 12747.1-2004/IEC 60831-1: 1996 Q一-接入电容器的容量，Mvar0 B. 4. 2 将电容器接入电网并与已在运行中的电容器相并联式中:

31、Is-电容器涌流的峰值，A;U二相对地电压，V; Xc一一每相串联的容抗.0，XL-二电容器组间每相的感抗，.; 式中zIs二涌流的频率，Hz; IN二额定频率，Hz; Is电丘主L;XCXL fs=fNJE B.4.3 单相单元或多相单元中一桶的放电电阻式中:t一二从.fiu，放电到UR的时间，S ; R一放电电阻.MO，C一二每相额定电容，MhUN一单元的额定电压，V;R一一一-一主飞.fiuN是-c-InTUR 允许的剩余电压V, (t和UR的极限值见第22章)k 系数，取决于电阻与电容器单元的连接方式。(见图B.1) 20 GB/T 12747.1-2004月EC60831-1: 1996 R 三 k=l kzt R k=l k=3 k=l k=3 k_l 图B.1 电阻与电容帽单元间各种连接方式的k值