[实用新型]高可靠集合式电容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容器，尤其是一种采用多串并联元件结构的电容器单元构成的具有桥差式保护及其他保护方式的高可靠性集合式电容器。

背景技术

目前集合式电容器是由多个电容器单元串并联组成。电容器单元内部由电容器元件或带有内熔丝的电容器元件构成，多个电容器元件或带有内熔丝的电容器元件互相并联，构成一个元件串段，串段套上小外壳就构成电容器单元。电容器单元互相进行串并联连接，构成一个电容器芯体装入一个大油箱中，电容器单元直接浸泡在绝缘油中，由套管将电源接入即成为集合式电容器。这种结构中因电容器单元内仅一个元件串段，而大大限制了电容器单元的容量值，如采用多并联元件串段的方式增大电容器单元容量，会导致并联的电容元件串段数量过大，易造成内熔丝在开断过程中开断能量过大而开断失败，使集合式电容器损坏。再者，由于电容器单元容量小，使大容量集合式电容器内的电容器单元数量过多，外部串并联连线复杂，绝缘处理困难，单元与单元之间布置紧密，散热困难易造成集合式电容器损坏。再者，这种串并联连接好的电容器芯体用于10kV系统时，其构架直接与箱壳连接，而用于35kV及以上时，则其构架通常是对箱壳绝缘的，电容器单元坐落在一个绝缘平台上。这种连接特征和单绝缘平台结构使集合式电容器单相容量最大只可做到6680kvar容量，否则电容器装置的爆破能量将超过15kW.s（标准规定装置爆破能量必须小于15kW.s），因为在电容器单元的某个电容器元件故障时，完好电容器元件会向故障电容器元件注入能量，当能量超过15kW.s后会使故障电容器单元发生爆裂而扩大故障，目前运行的大容量集合式电容器常有电容器单元爆裂事故就是这一原因造成。

另一种装于大箱壳中构成箱式电容器的是：没有内熔丝，将电容器元件串并联连接后，将连接好的电容器元件直接装于大箱壳中，连接好的电容器元件直接浸泡于绝缘油中，由套管将电源接入。这种箱式电容器由于电容器元件没有小外壳保护和分隔，只要有一个电容器元件损坏，整个箱式电容器就损坏，为保证电容器元件在使用中尽可能不损坏，不得不采用低场强设计，大大增加了单位容量（kvar）的耗材料量，不利于电容器技术进步。

目前集合式电容器故障检出和及时切断，主要采用开口三角保护和相电压差保护，对大容量集合式电容器这两种保护灵敏度均不足，常常导致集合式电容器故障时不能及时检出和切除，导致集合式电容器故障扩大，甚至爆炸着火。

因此，有必要提供一种可靠性高的集合式电容器，以克服上述缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种有完善故障保护的高可靠集合式电容器，使集合式电容器故障时能及时检出和切除，避免导致故障扩大，确保集合式电容器在较小的、可控的损伤范围内，就可使集合式电容器及时退出运行。

本发明进一步的目的是，改变电容器元件串段以及电容器单元的连接方式，使大容量集合式电容器克服绝缘、散热困难，容易损坏的缺陷。

本发明的技术方案是：高可靠集合式电容器，它包括多个电容器单元，其特征在于：由一个或多个电容器单元构成一个电容器桥臂，4个桥臂分别为Z1，Z2，Z3，Z4，4个电容器桥臂成桥差式连接，其交流容抗Zc满足Zc1×Zc3=Zc2×Zc4。

如上所述的高可靠集合式电容器，其特征在于：所述的电容器单元有多个串联的元件串段。

如上所述的高可靠集合式电容器，其特征在于：电容器单元安装在多个相互绝缘的平台上，多个电容器单元并联构成一个子段，由多个子段相互串联形成电容块，多个电容块并联构成电容器桥臂，电容块的中间电位与所在的平台相连接。

本发明的有益效果是：

1、为使集合式电容器有一个完善的故障保护，确保电容器在较小的，可控的损伤范围内，就可使集合式电容器及时退出运行，避免电容器故障扩大，甚至爆炸着火，本发明提出了集合式电容器桥式电流差动保护，大大提高了故障的检出和保护水平，很好地解决了大容量集合式电容器，特别是大容量内熔丝集合式电容器采用开口三角电压或相电压差动保护灵敏度和可靠性不能满足要求的问题，由于桥差保护灵敏度高、可靠，成倍的提高了集合式电容器的运行可靠性和安全性。

2、由于电容器单元的内部电容器元件串段是采用多个串段串联结构，而非单串段结构，因此电容器单元的电压高、容量大，因而使集合电容器结构尺寸更小更紧凑，使集合式电容器内部的电容器单元的数量少、连接线简单，大大提高了绝缘可靠性。