電力電容器差壓保護論文

　　電力電容器差壓保護與不平衡電壓保護

　　摘 要：繼電保護的配置應針對一次設備的實際結構配置最適合的保護。電力電容器差壓保護與不平衡電壓保護都是在電力系統中廣泛用于電力電容器原件的主保護。如何實現兩種保護的適當配置，并且在技改，運行過程中，準確監視其運行狀態，合理的整定繼電保護定值都關系到電力電容器繼電保護裝置能否準確反映故障，穩定運行的技術要求。分析了電力電容器差壓保護與不平衡電壓保護所適用的具體環境，針對電力電容器一次接線方式，配置相應保護，加強繼電保護測量得故障量前中間環節的檢測，能進一步優化電力系統繼電保護運行，提升系統穩定性。

關鍵詞 ：電力電容器；差壓保護；不平衡電壓保護

　?。?引 言

　　電力電容器因為其結構特殊性，往往采用能直接反映電容器內部故障的電容器差壓保護或不平衡電壓保護作為主保護，電力電容器過流保護雖然能起到切除故障的作用，但其靈敏性與速動性落后于差壓保護與不平衡電壓保護。電力電容器作為電網中重要的無功補償元件能有效保障電網的電壓穩定性。然而，在實際應用中，電力電容器繼電保護的合理配置，與放電線圈測量繼電保護回路等沒有引起足夠的重視。因為電力電容器繼電保護配置不適當，初始不平衡電壓的存在造成保護誤動的事件時有發生。

　?。?電力電容器不平衡電壓保護誤動分析

　?。保?事故經過與處理

　?。玻埃保材辏苍拢玻慈胀恚毙⒏校玻玻埃耄中芗易熳冸娬荆保埃耄中埽＃措娙萜鹘M放電線圈二次測量回路開口三角測量電壓達到６Ｖ限值，不平衡電壓保護動作，熊４４開關跳閘，熊＃４電容器組退出運行。經孝感供電公司變電檢修中心事故后對熊＃４電容器進行了各相內分電容量的檢查，放電線圈變比試驗后中發現。２月２４日晚發生故障跳閘的熊＃４電容器內部無故障，各相內分電容量一致，放電線圈變比一致。從而證實，２４日晚間故障熊４４開關跳閘為系統存在瞬態的三相電壓不平衡，導致三相放電線圈一次繞組電壓不一致，引起二次繞組電壓有偏差，使得開口電壓超標從而造成的熊４４開關誤動切除了１０ｋＶ熊＃４電容器。

　　２０１２年４月孝感供電公司變電檢修中心安排對３臺集合式電容器１０ｋＶ熊＃１電容，熊＃３電容，熊＃４電容進行了繼電保護不平衡電壓保護改接為差壓保護。熊＃１、＃３、＃４電容均為同一廠家的集合式電力電容器其一次接線形式為單星型接線，但每相由兩組電容器串聯組成。熊＃２電容器為框架式電力電容器，其一次接線形式為單星型接線。１０ｋＶ熊＃１、＃２、＃３、＃４電容器內部接線方式（見圖１、圖２、圖３）。

　?。?差壓保護的應用

　?。玻?差壓保護的原理

　　差壓保護一般用在成兩串型式電容器，即每相電容器由兩串電容器組成，因此用差壓保護。

　　電容器的差壓保護就是根據串聯電阻的分壓原理。是通過檢測同相電容器兩串聯段之間的電壓，并作比較。當設備正常時，兩段的容抗相等，各自電壓相等，因此兩者的壓差為零。當某段出理故障時，由于容抗的變化而使各自分壓不再相等而產生壓差，當壓差超過允許值時，保護動作。

　?。玻?差壓保護的整定計算

　　差動電壓定值按部分單臺電容器（或單臺電容器內小電容元件）切除或擊穿后，故障相其余單臺電容器所承受的電壓不長期超過１．１倍額定電壓的原則整定，同時，還應可靠躲過電容器組正常運行時的段間不平衡差電壓。動作時間一般整定為０．１～０．２ｓ。

　　對未設置專用單臺熔斷器保護的電容器組：

　　Ｕｄｚ為動作電壓（Ｖ）；ｎｙ為電壓互感器變比；Ｋｌｍ為靈敏系數，?。保玻怠保?；Ｕｃｈ為差電壓（Ｖ）；Ｋ為因故障而切除的電容器臺數；β為任意一臺電容器擊穿元件的百分數；Ｎ為每相電容器的串聯段數；Ｍ為每相各串聯電容器并聯臺數。ΔＵｃ為故障相的故障段與非故障段的壓差（Ｖ）；Ｕｅｘ為電容器組的額定相電壓（Ｖ）。

　?。玻?系統電壓對差壓保護的影響

　　從原理上可知因兩段是串聯在電路上的，因此當電容器是正常的情況下，電網電壓對護保影響是有限的（暫態過壓除外）。同時１０ＫＶ系統為非有效接地系統，單相接地時只影響相對地的電壓，相及相間電壓并沒有改變，因此對保護是沒有影響的。

　　３ 不平衡電壓保護

　?。常?不平衡電壓保護的原理

　　不平衡電壓保護也可稱為開口三角形保護或零序電壓保護。它的原理是分別檢測電容器的端電壓，再在二次端接成開口三角形得出零序電壓，從而發現三相是否平衡而得出設備是否有故障。

　?。常?不平衡電壓保護的整定

　　電壓定值按部分單臺電容器（或單臺電容器內小電容元件）切除或擊穿后，故障相其余單臺電容器所承受的電壓（或單臺電容器內小電容元件）不長期超過１．１倍額定電壓的原則整定。同時還應可靠躲過電容器組正常運行時的不平衡電壓，動作時間一般整定為０．１～０．２ｓ。

　　零序電壓保護的整定計算。

　　對有專用單臺熔斷器保護的電容器組。

　　對未設置專用單臺熔斷器保護的電容器組。

　?。眨洌鸀閯幼麟妷海ǎ郑?；ｎｙ為電壓互感器變比；Ｋｌｍ為靈敏系數，取１．２５～１．５；Ｕｃｈ為差電壓（Ｖ）；Ｋ為因故障而切除的電容器臺數；β為任意一臺電容器擊穿元件的百分數；Ｎ為每相電容器的串聯段數；Ｍ為每相各串聯電容器并聯臺數；Ｕｅｘ為電容器組的額定電壓（Ｖ）。

　?。常?系統電壓對不平衡電壓保護的影響

　　因放電線圈一次端的兩個端口是直接接在電容器兩端的，因此它檢測的電壓只由設備的兩端電壓決定（這與線路上的電壓互感器的開口三角檢測不一樣：線路上的電壓互感器一次繞組，二次繞組均是是接地的，所以其二次側測量到的均為相對地電壓，而電容器放電線圈檢測到的均為相對中性點電壓即相電壓），而單相接地時并不影響到相及相間電壓，因此對電容器的保護并沒影響。

　　在中性點不接地系統中，當出現單相接地故障時，地由零電位變為故障相電位，其他兩相的對地電壓均為線電壓，零對地為相電壓，用萬用表測電容器外殼與各相的`電壓，兩相是線電壓一相是零。電容器三相電壓不變，電容器可照常工作，沒有過壓。