电容器组不平衡保护动作原因研究

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1、电容器组不平衡保护动作原因研究【摘要】针对电容器组不平衡保护占总故障次数较高这一问题，本文从不平衡电压产生原因、不平衡保护动作后故障查找等方面进行了分析，并进行了实例举证，分析出不平衡电压的产生原因有：电容器组三相电容量不平衡；电网电压三相不对称平衡；三相放电线圈性能差异等，同时提出了不平衡保护动作后的故障查找办法：接头发热；合闸时不平衡电压和时间配合不好；电容器与电抗器配合不良；电容器三相电容量不平衡或放电线圈变比不一致等，为处理电容器组故障提供了指导依据。【关键词】电容器组；不平衡保护；电容量；不平衡电压1

2、.引言电容器组在电力系统中的主要作用是补偿电力系统的无功功率，提高系统的功率因数，改善电能质量，减少线路的损耗，提高电网输送电能能力，保证发电机的出力和设备的运行能力。保证电容补偿装置的安全运行对保障电力系统的供电质量与经济效益将起到重要作用。商丘市全区变电站共有电容器组165套，2009-2012年共发生各类故障32套/次；具体结果统计如下：表12009-2012年商丘地区电容器故障统计表8故障类型故障次数不平衡保护22电流保护4电压保护2保护装置误动1绝缘故障3由以上统计结果表明，电容器组不平衡保护占总故障

3、次数的69%，有必要探索其故障原因和查找解决办法。2.电容量不平衡保护电容器组中电容量不平衡保护主要用于保护电容器内部故障。当电容器内部故障，使电容装置的任一个电容器发生击穿或熔断器熔断时，引起的过电压及过电流幅值一般都不大，不会引起电压保护和电流保护动作跳闸，但是引起的电压变化会使电容器组某一串联段上电容器的运行电压超过1.1倍的额定电压，而超过1.1倍额定电压是不允许长期运行的，所以需要电容量不平衡保护来跳开断路器，从而达到保护电容器，隔离故障点的作用。电容量不平衡保护方式分别有：开口三角电压保护（用于单星

4、形接线的电容器组）、相电压差动保护（用于串联段数为两段及以上的单星形电容器组）、桥式差电流保护（用于每相能接成四个桥臂的单星形电容器组）、中性点不平衡电流保护（用于双星形接线电容器组）。83.不平衡电压的产生原因在110kV和220kV电压等级的变电站中，电容器组不平衡保护多采用开口三角电压保护，以下以开口三角电压保护为例分析其动作原因。由于三相电路和电源的不完全对称，即使在电容器组正常运行时，其中性点电位亦会发生偏移，因而在接成开口三角的放电线圈二次侧就会出现零序电压（等于3倍中性点偏移电压），就是上述的开口

5、三角电压，也就是不平衡电压，它的大小表示不平衡程度。以下列举不平衡电压影响因素：3.1电容器组三相电容量不平衡会产生不平衡电压中性点不接地的星型接线电容器组，当三相之间电容值不平衡时，运行中会产生电压分布不均衡情况。电容值小的某一相或某一个串联段承受的电压高，电容值不平衡加大则电压分布不均衡也随之加大。假如相间电容量偏差达到6%额定电容（即异相电容量的最大值与最小值之比为1.06），不平衡电压将达到近6%电容器组额定相电压。3.2电网电压三相不对称平衡会产生不平衡电压假如三相电源电压幅值偏差士2%，相位与基准相

6、差1°，不平衡电压能够达到6%电容器组额定相电压。可见电源影响不容忽视，至于电源电压中谐波含量也会产生影响，不过其影响比基波小得多。3.3三相放电线圈性能差异会产生不平衡电压8如果三相放电线圈性能（含伏安特性）差异大，即使在一次系统平衡的情况下，也会在二次侧产生虚假的不平衡电压，甚至引起保护误动，这种现象曾有发生，因此，应注意放电线圈的选用和产品质量把关。4.不平衡保护动作后的故障查找4.1接头发热对电容器组运行的影响在运行中因接头发热而使电容器组退出运行时有发生，这是因为电容器一旦投人就以额定电流满载运行。在

7、电容器施工中如果接头压接不实，就会引起接头发热。电容器因无铜铝过渡措施，引起的接头过热事故也时有发生。因为电容器组母线一般采用铝排，而电容器之问采用软连接使用的是铜绞线，铜和铝导体连接，应采取铜铝过渡接头等措施。如果直接接到铝排上，其接头也会发热。除此之外，还要检查电容器组用隔离开关、接地刀闸等设备接头是否有松动，接点是否接触良好，这些均会引起接头发热，使电容器组不能正常运行。4.2合闸时不平衡电压和时间配合不好电容器组断路器合闸过程中，会产生不同程度的过电压，这个过电压会使放电线圈的励磁特性曲线发生变化，在放

8、电线圈的二次侧出现一个大于保护定值的零序电压值，若在保护定值延时范围内，零序电压衰减后的值仍大于保护定8值，就会造成保护误动。这种情况下，应把保护定值略微调大一点。另外，在放电线圈定货技术协议中，应提高放电线圈的过电压能力。4.3电容器与电抗器配合不良在电容器产品制造过程中存在容差，电容器组安装时不可能调配完全均衡，即从理论上讲希望容差为零，使电压达到均衡分布，实际上无法办到。《电气装