电力电容器差压保护论文(2)

　　４ 熊家嘴变电站１０ｋＶ电容器保护配置

　　在２０１２年４月改造工作进行之前，熊＃１、＃２、＃３、＃４电容均采用不平衡电压保护配置。熊＃１、＃３、＃４电容器为单星型两串式接线方式，故本次２２０ｋＶ熊家嘴变电站智能化改造中将起保护配置为差压保护，熊＃２电容为单星型接线方式，故仍采用不平衡电压保护。

　　２０１２年２月２４日晚， １０ｋＶ熊＃４电容器组放电线圈二次测量回路开口三角测量电压达到６Ｖ限值，不平衡电压保护动作，熊４４开关跳闸，熊＃４电容器组退出运行。经检查熊＃４电容器内部无故障，进行试验检测各相内分电容量一致，放电线圈变比一致。

　　系统存在瞬态的三相电压不平衡，导致三相放电线圈一次绕组电压不一致，引起二次绕组电压有偏差，使得开口电压超标从而造成的熊４４开关误动切除了１０ｋＶ熊＃４电容器（见图4）。

　　由此看出，不平衡电压保护存在的缺陷，是不能在试验过程中看人为控制的三相电源不平衡这一因素，通过试验可以检查三相电容量，放电线圈变比及二次负载，电抗器电抗率等因素。虽然电容器不平衡电压保护检查的是相对中性点电压，在系统发生接地故障时不会误动，但是却避免不了三相电源不平衡产生的零序电压。

　　这种情况下将ｘ１与ａ２短接，ａ１与ｘ２的电压引出与下一相的ａ１，ｘ２端子串联形成开口三角。

　　不平衡保护与差压保护的保护范围均应为电容器内部故障，但不平衡电压保护反映的是三相相电压叠加之后产生的零序电压，受到系统三相电压不平衡的影响，有误动作的可能。而且，在电容器本身每相已分为两段，且放电线圈也分为两段的情况下，人为短接ｘ１，ａ２端子从而来采集ａ１与ｘ２端子上的每相端电压的做饭也是较显多余的。当然因为技术原因，２２０ｋＶ熊家嘴变电站１０ｋＶ电容器保护原保护为许继电气公司的ＷＤＲ－８２０只具备了不平衡电压保护，在当时条件下不得已对熊＃１、＃３、＃４电容也采用了不平衡电压保护的配置方式。在２２０ｋＶ熊家嘴变电站智能化改造过程中１０ｋＶ电容器保护全部更换为了南京南自电气公司ＰＳＣ－６４１保护装置，其保护功能中已举办了分相采集差压的“不平衡电压１、不平衡电压２、不平衡电压３”。所以，熊＃１、＃３、＃４电容器在电容器内部已分成两组电容器串联的情况下应采用能更直观反映电容器内部故障的差压保护（见图5）。

　　这种接线方式下，ａ１与ａ２短接ｘ１与ｘ２间的电压引入保护装置，相当于采集了两串电容器组间的电压做了一次比较，看是否相等，不等时的偏差时再分相引入继电保护装置，如此每相的差压都是准确反映电容器内部电容量的平衡与是否有熔丝熔断，存在单个小电容器退出后造成电容量不平衡而存在差压。从此，可以清晰的看出在单星型两串电容器组的接线方式下采用差压保护更能准备反映电容器内部故障，并且有效的避免了系统三相电源不平衡对继电保护的影响。

　　５ 电容器不平衡电压保护误动作问题分析

　　有可能造成不平衡电压保护误动作的原因：

　　（1）三相的电容不平衡。电容器本身三相不平衡误差影响的， 这种情况是由于电容器制造原因产生，在投运初期应该从初始不平衡电压的测量中进行检查。

　　（2）放电线圈之间变比的差异及放电线圈二次负载不平衡。放电线圈在投运前应进行变比试验，二次回路阻抗也应进行测量。

　　（3）三相的串联电抗器电抗率的不一致。电容器所穿电抗器其本身的误差过大或在电网内存在较大的高次谐波。

　　（4）三相电源的不对称。所有对电容器不平衡电压的分析都必须考虑三相电源不对称对不平衡电压保护的影响。而不平衡电压保护可以感知系统的零序分量，因变比关系又可以将系统的零序电压放大３倍；系统零序电压分量值与系统接地方式、空气湿度、电网的电容电流等因素关系密切。接地方式和电网电容电流可以检测，但空气湿度无法人为控制，空气湿度增大可直接导致电网零序电压分量增加，曾发生过多起因阴雨造成的电容器开口三角不平衡电压保护误动事故。

　　６ 电力电容器在投运前的初始不平衡电压的检查

　　综合以上因素，电力电容器在投入运行后，无故障情况下，因为本身电容量、电抗器电抗率、系统电源不对称、放电线圈变比等因素造成不平衡电压保护存在初始不平衡电压，初始不平衡电压产生过大的影响，极可能导致电容器不平衡电压保护的误动。

　　故不平衡电压保护在电容器投入时，继电保护人员应认真进行对初始不平衡电压的复核。大于０．５Ｖ时应认真分析原因，确认不平衡电压保护定值是否需要调整。

　　初始不平衡电压需实测以纠正以上因素对保护整定计算带来的影响。但在实际运行中， 因对不平衡保护的重视力度不够， 往往只按厂家推荐定值或直接按相关整定公式计算出定值投入不平衡保护， 忽略了电容器自身的初始不平衡， 导致电容器不平衡电压保护过于灵敏， 在现场经常发生误动事故。

　　７ 结语

　　随着社会经济的快速发展，工业经济与居民用电都对电能可靠供应与电能质量提出了更高的要求，保证电能的可靠传输，电能质量优良，是电力企业的工作重点。完善骨干变电站中的各类主设备元件的继电保护配置，建设坚强可靠的“智能电网”，是保障供电可靠性的重要技术手段。变电站内各元件继电保护的配置应针对一次设备的实际结构配置最适合的保护。如果在２０１２年２月前已经完成了熊＃１、＃３、＃４电容的继电保护更换工作，针对单星型两串式电容器配置差压保护，２月２４日的熊＃４电容器熊４４开关电容器保护误动作是完全可以避免的。同时无论是差压保护还是不平衡电压保护，因为都经过了放电线圈测量这一中间环节，来测量一次设备的电压，所以都需考虑中间设备不准备的因素造成的测量电压值不准备，从而造成继电保护装置误动作。所以在施工改造过程中，不仅仅是对电容量，电抗器电抗率等常规试验，同时应加强对放电线圈变比及二次回路负载的检测。继电保护人员应在送电投运后及时测量初始不平衡电压，将实测值反映给继电保护定值整定人员，防止电容器不平衡电压保护过于灵敏， 防止发生误动事故。

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