寧夏電力公司中衛(wèi)供電局 李永增

1.引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，負(fù)荷日益增多，供電容量擴(kuò)大，無功補(bǔ)償工作必須相應(yīng)跟上去。用電容器作為無功補(bǔ)償時(shí)，投資少，損耗小，便于分散安裝。變電所安裝的高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器（簡稱電容器），通常是一定數(shù)量的電容器單元按需要連接而成的電容器組合．為了根據(jù)負(fù)荷及電壓的變化情況及時(shí)調(diào)整，必須依實(shí)際需要及許可條件，將總?cè)萘糠譃槿舾山M。

電容器在交流電壓作用下能"發(fā)"無功電力（電容電流），如果把電容器并接在負(fù)荷（如電動(dòng)機(jī)）或供電設(shè)備（如變壓器）上運(yùn)行，那么，負(fù)荷或供電設(shè)備要"吸收"的無功電力，正好由電容器"發(fā)出"的無功電力供給，這就是并聯(lián)補(bǔ)償。并聯(lián)補(bǔ)償減少了線路能量損耗，可改善電壓質(zhì)量，提高功率因數(shù)，提高系統(tǒng)供電能力。如果把電容器串聯(lián)在線路上，補(bǔ)償線路電抗，改變線路參數(shù)）這就是串聯(lián)補(bǔ)償。串聯(lián)補(bǔ)償可以減少線路電壓損失，提高線路末端電壓水平，減少電網(wǎng)的功率損失和電能損失，提高輸電能力。

電容器組內(nèi)部故障我們常用不平衡電壓和差壓兩種方式進(jìn)行保護(hù)；由于電網(wǎng)外部故障設(shè)置的欠壓和過壓保護(hù)。本文介紹了不平衡電壓、差壓保護(hù)、欠壓保護(hù)和過壓保護(hù)在電網(wǎng)中對電容器保護(hù)的應(yīng)用情況。

圖1 不平衡電壓保護(hù)原理框圖

圖2 一次放電電壓互感器的二次繞組抽取方式圖

圖3 差電壓保護(hù)原理框圖

2.不平衡電壓保護(hù)

電容器的不平衡電壓保護(hù)，又稱開口三角形保護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)名稱為零序電壓保護(hù)。

電容器內(nèi)部發(fā)生故障后，將引起電容器組三相電容不平衡。電容器組的各種主保護(hù)方式都是從這個(gè)基本點(diǎn)出發(fā)來確定的。

電容器不平衡電壓保護(hù)主要針對單臺電容器的內(nèi)部故障，它主要反映電容器內(nèi)部故障和正常段電壓構(gòu)成的內(nèi)部故障保護(hù)，即開口三角電壓保護(hù)。每相電容器設(shè)有一個(gè)放電電壓互感器，該TV二次為三角形接法。正常運(yùn)行時(shí)，三相電容器均衡，開口三角電壓值幾乎接近為0，保護(hù)不動(dòng)作，當(dāng)某一相電容器組單缸電容器出現(xiàn)內(nèi)部故障，該相電容量發(fā)生變化，此時(shí)三相的電容量不平衡，產(chǎn)生的開口三角電壓，只要3U0超過整定值時(shí)，保護(hù)就動(dòng)作，切除故障電容器組。

單星形接線的電容器組目前國內(nèi)廣泛采用開口三角電壓保護(hù)。不平衡電壓保護(hù)主要反映電容器組內(nèi)部故障。保護(hù)用于不平衡電壓或接成開口三角形的差電壓保護(hù)。不平衡電壓保護(hù)原理框圖接線方式如圖1。

一次放電電壓互感器的二次繞組抽取方式圖，其中670是極性端，671是非極性端。

圖4 欠電壓保護(hù)原理框圖

圖5 過電壓保護(hù)原理框圖

圖6 不平衡電壓保護(hù)

3.差電壓保護(hù)

差電壓保護(hù)主要反映電容器組中的電容器內(nèi)部擊穿故障。

差電壓保護(hù)原理框圖如圖3。

4.欠電壓保護(hù)

為防止系統(tǒng)故障后線路斷開引起電容器組失去電源，而線路重合又使母線帶電，使電容器組因電壓累積而過電壓損壞，設(shè)置欠電壓保護(hù)。為避免PT三相斷線引起欠電壓誤動(dòng)，增加了有流閉鎖條件，并且可以投退。欠電壓保護(hù)原理框圖接線方式如圖4。

5.過電壓保護(hù)

過電壓可選擇動(dòng)作于跳閘或告警。為防止電容器未投時(shí)誤發(fā)信號，過電壓中加有斷路器合位判據(jù)。過電壓保護(hù)取母線電壓。

過電壓保護(hù)原理框圖接線方式如圖5。

6.電壓保護(hù)二次回路設(shè)計(jì)常見問題

6.1 欠電壓和過電壓保護(hù)使用的是母線電壓，在二次上過一級三相交流空開進(jìn)入保護(hù)裝置，在正常運(yùn)行方式下，若空開損壞或二次回路PT斷線，將造成欠電壓保護(hù)誤動(dòng)，故在原理上設(shè)計(jì)電流閉鎖，來防止這種誤動(dòng)；

6.2 不平衡電壓保護(hù)是每一個(gè)放電電壓互感器的二次繞組A611，A613；B611，B613；C611，C613組成開口三角，611是極性端，613是非極性端，如圖6。

6.2.1 在設(shè)計(jì)時(shí)，L611過一級保險(xiǎn)才進(jìn)保護(hù)裝置。正常運(yùn)行情況下，L611對A613是沒有電壓的，所以在正常運(yùn)行下，此保險(xiǎn)將無法監(jiān)視，若損壞，故障時(shí)不平衡電壓保護(hù)將拒動(dòng)，電容器將燒壞，對電網(wǎng)的電壓合格率和電網(wǎng)的穩(wěn)定情況將帶來不穩(wěn)定因素。去掉此保險(xiǎn)即可。

6.2.2 在電網(wǎng)上運(yùn)行的不平衡電壓保護(hù)，還有在組成開口三角之前各支路串一級保險(xiǎn)，這種情況若電容器正常運(yùn)行，若其中一個(gè)保險(xiǎn)或兩個(gè)保險(xiǎn)損壞，則造成不平衡電壓保護(hù)誤動(dòng)，這種接線方式也是不可取的。

圖7 放電電壓互感器的二次繞組的抽取方式圖

6.3 差電壓保護(hù)，是每一個(gè)放電電壓互感器的二次繞組A611，A613；B611，B613；C611，C613，每一相組成差電壓，正常運(yùn)行611對613是沒有電壓的，故障時(shí)將產(chǎn)生差壓，接入保護(hù)裝置差電壓通道，達(dá)到差壓定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，切除故障，保護(hù)電網(wǎng)和電容器。圖7是放電電壓互感器的二次繞組的抽取方式圖。

7.結(jié)束語

本文提出電容器幾種電壓保護(hù)的應(yīng)用，并對幾種電壓二次回路設(shè)計(jì)常見的問題提出了解決方法和改進(jìn)措施，對電容器的利用率和提高變電站的供電可靠性起到很重要的作用。今后的工作中，我們將繼續(xù)完善電容器電壓保護(hù)的邏輯與二次回路，進(jìn)一步增強(qiáng)電容器的作用，提高電壓合格率，為電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供保障。

[1]WDR-820系列微機(jī)電容器保護(hù)測控裝置技術(shù)及使用說明書(V2.5)[Z].許繼電氣股份有限公司,2006(5).

[2]熊為群,陶然.繼電保護(hù)自動(dòng)裝置及二次回路(第二版)[M].中國電力出版社,1999.

[3]鄒森元.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置反事故措施要點(diǎn)條例分析[M].中國電力出版社,2005.