賈偉英

摘 要：電力電容設(shè)備流經(jīng)的電壓均衡、穩(wěn)定對提升電力功率因數(shù)以及減少線路的磨損等步驟具有較好的作用，但是又比較容易受到來自電壓以及電流的危害，所以點電力電容設(shè)備的保護對電力電容設(shè)備本身的使用壽命以及提升自身功能效率甚至對電力系統(tǒng)的整體正常工作都有著重要的意義，文章就從保護電力電容設(shè)備措施的電壓、電流、不平衡保護等方面進行研究。

關(guān)鍵詞：電力電容器；過電壓；不平衡保護

1 電流保護

保護電容設(shè)備的電流主要有兩點：電流速度切斷時的保護以及流經(jīng)電流時的保護。電容設(shè)備的套管以及引線的短路事故都需要保護，所以裝置了流經(jīng)電流時的保護，其也可以當(dāng)做電容設(shè)備內(nèi)部事故的后備保障。在電容設(shè)備的短路設(shè)備回路電流互感設(shè)備兩側(cè)裝置流經(jīng)電流保護設(shè)備。一般情況下分為過流和速度切斷兩部分，速度切斷的動態(tài)電流流量在最小的情況下引線相間短路，要大于2來進行修整保護的靈敏度。

當(dāng)電容設(shè)備引出接觸的母線、放電電壓設(shè)備、電流互相感應(yīng)設(shè)備以及串聯(lián)電抗設(shè)備等再回路運行時出現(xiàn)相間短路，或者電容設(shè)備自身全部零配件或者一部分零配件被擊穿后發(fā)生相間短路，電路設(shè)備體系自身就會形成很大的短路電流，短路電流會對電力電容設(shè)備產(chǎn)生無法彌補的損害，所以為了預(yù)防這種情況發(fā)生，應(yīng)該在電容設(shè)備的內(nèi)部裝置過電流和速度斷電保護。

電流速斷保護的動作電流按在最小運行方式下引線相間短路，起保護靈敏度大于2來整定，利用動作時帶有0.1～0.2s的延時來躲過電容器的充電涌流，進而對電力電容系統(tǒng)進行保護，其通常以在三相電容器端在最小運行方式下發(fā)生兩相短路時，保護具有足夠靈敏度來整定動作電流為標(biāo)準(zhǔn)。

除速斷保護之外，電容器的過電流保護是速斷保護的后備，同時兼做電容器組的過負(fù)荷保護，其動作電流應(yīng)該考慮以下三點：

①容器組的電容有±10%的偏差，使負(fù)荷電流增大；②電容器長期工作環(huán)境電流為額定電流的1.3倍；③合閘涌流沖擊下不發(fā)生誤動。

另一方面，電容器過電流保護最好采用反時限特性，并與電容器的過電保護相配合，建議兩段電流保護均采用三相式接線以獲得較高的靈敏度。

2 低電壓保護

當(dāng)電容設(shè)備在正常的工作使用中，突然發(fā)生斷電現(xiàn)象或者沒有電壓，可能會導(dǎo)致電容設(shè)備體系發(fā)生兩種不好的后續(xù)反應(yīng)，致使電容設(shè)備體系發(fā)生損害。如，當(dāng)電力體系在斷電后恢復(fù)供電，電容設(shè)備如果沒有立即切除，可能會導(dǎo)致變電設(shè)備帶電設(shè)備合閘，發(fā)出諧振過電壓，導(dǎo)致變電設(shè)備或者電容設(shè)備的損害。除了這種情況之外，電路體系在斷電開始供電的剛開始，變壓設(shè)備還沒有全都帶有負(fù)荷工作，母線電壓又比較高，這種現(xiàn)象也會容易引發(fā)電容設(shè)備形成過電壓，所以從每個現(xiàn)象來看，都需要在電力電容設(shè)備上裝置過電壓保護設(shè)備。

一般情況下。電力電容器低電壓保護的動作電壓可以取值為

Uop=（0.5-0.6）Un/nb，

其中，Un表示系統(tǒng)額定電壓，nb表示電壓互感器變比。

當(dāng)Uop取值在0.5Un/nb及以下時，互感器二次一相熔絲熔斷也不會使低電壓保護誤動作，為避免同級電壓出現(xiàn)短路時低電壓保護誤切電容機組。應(yīng)以時限躲過。

3 過電壓保護

過電壓保護：外部工頻的電壓提升是通過電壓繼電設(shè)備來反應(yīng)的，電壓繼電設(shè)備一般裝置在放電用電電壓互感設(shè)備或者放電線圈的二次側(cè)。在一條母線上如果連接了幾個電容設(shè)備時，可以在母線電壓互感設(shè)備的二次側(cè)裝置電壓繼電設(shè)備，幾個電容設(shè)備共同使用一套過電壓保護設(shè)備。電容體系形成的過電壓，可以只考慮對稱的過電壓。電壓繼電器返回的系數(shù)不能再零點九八以下。現(xiàn)在我國電力體系中廣泛的應(yīng)用電腦保護措施，其返回的系數(shù)都在零點九八以上。過電壓配件的電壓是額定電壓的一點一倍到一點三倍，并且工作時間不能高于電容設(shè)備許可的時間。

4 不平衡保護技術(shù)

在一組電容器中，由于故障切除或者一部分電容器發(fā)生短路后，剩余的電容器承受的電壓大小和電容器組的接線方式、每組并聯(lián)的臺數(shù)、串聯(lián)的段數(shù)等因素有關(guān)。內(nèi)過電壓保護的接線方式很多，對室內(nèi)過電壓保護的目的是防止電容器阻中因個別電容器故障切除后，健全電容器上的電壓超過額定電壓的1.1倍，如不及時處理這一情況并斷開電容器組，就會造成其他電容器的損壞，對系統(tǒng)產(chǎn)生進一步的危害。

在一個電容設(shè)備的串聯(lián)線路上都裝置上電壓互感設(shè)備，能夠監(jiān)測到電容設(shè)備從兩段出現(xiàn)的工頻過電壓，但是這個技術(shù)一般都需要電壓繼電設(shè)備以及很多臺電壓互感設(shè)備一起功過，保護的過程也相當(dāng)麻煩，而且費用很高，所以在實際工作中一般都使用不平衡保護措施來替代。這項措施的工作原理是監(jiān)視一個電容設(shè)備在正常部位和損害部位之間的電壓和電流等方面的不同，把這種不同當(dāng)做開始保護的信號，當(dāng)他的數(shù)值比整定值高的時候，會自動進行保護切除有故障的電容設(shè)備。

電容設(shè)備鏈接線路的方式不一樣，造成不平衡保護的方式也是不一樣的，其中主要有零序電壓、差壓、零序電流保護。當(dāng)系統(tǒng)線路在正常工作中或者接地系統(tǒng)沒有麻煩的時候，三相電壓或者電流的向量只存在少量的不平衡電流或者沒有；而當(dāng)接地線路遇到麻煩時或者線路運行不正常的時候，零序電流和電壓二次回路中都會發(fā)現(xiàn)大量的電壓和電流，促使保護設(shè)備工作并且發(fā)出故障信號。

目前在城市電路系統(tǒng)或者主要變電站中，大部分采用的不平衡電壓保護，是將電容器組的三相電壓互感器二次頭尾相接（A相非極性端連接B相極性端，B相非極性端連接C相極性端），并從A相極性端和C相非極性端引出二次線形成差電壓回路，將此電壓接^保護裝置來判別，使之動作并發(fā)出信號或者切除故障回路。

不平衡保護技術(shù)的要點包括了七個方面：

（1）和熔斷設(shè)備一起配合保護，可以確保在整套的電容設(shè)備組合發(fā)現(xiàn)故障電容設(shè)備切除之前就已經(jīng)檢測并且切除，確保電容設(shè)備體系的正常工作。（2）要具備適當(dāng)?shù)撵`活度，因為切除了單獨的電容設(shè)備而造成其他的電容設(shè)備的過電壓小于百分之五時，就要發(fā)出警告信號。當(dāng)過電壓超過標(biāo)準(zhǔn)電壓的一點一倍時，就應(yīng)該自動跳閘或者關(guān)閉。（3）其工作延長時間要短一些，這樣方便降低因為電容設(shè)備誘發(fā)燃燒事故引發(fā)的破壞，預(yù)防其他的電容設(shè)備的過電壓時間比標(biāo)準(zhǔn)時間長。動作延時必須要時間短，預(yù)防在斷相故障或者單項故障時，不平衡保護的電壓或者電流互感設(shè)備以及繼電設(shè)備受到過電壓的影響而發(fā)生損害。（4）保持最合適的不平衡保護的時間，避免發(fā)生涌流、外電路的地線接觸不良、避雷、近處設(shè)施的投切、斷路器運作不統(tǒng)一等問題下有某時間不平衡，出現(xiàn)不平衡保護措施做不好，一般狀態(tài)下，電容設(shè)備可以使用不平衡保護有0.5秒的延遲。（5）諧波過濾設(shè)備必需被安裝在不平衡保護回路上，減少諧波電壓出現(xiàn)的影響，電容器設(shè)備有時會出現(xiàn)暫態(tài)過電壓，這必需采用有效的保護防護方法。（6）不平衡保護的特點就是具有閉鎖特性，在進行跳閘程序的時候也會關(guān)閉電容器設(shè)施的自動投入，有效的阻止了損壞的電容器設(shè)施進行再次運行。（7）因系統(tǒng)與電容器設(shè)施的公差導(dǎo)致的固有不平衡不能超過不平衡保護的值。

目前整個電力中電力電容設(shè)備是占有一定地位的。在以后的電力工程的發(fā)展歷程中，對這方面的保護措施有著不可磨滅的作用，不過現(xiàn)在中國這方面的保護技術(shù)比較落后，不比西方國家的技術(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了我們的需求。這就需要我們不斷的研究與發(fā)現(xiàn)，從電流電壓保護措施出發(fā)，將不平衡保護多種新型技術(shù)為基礎(chǔ)，這樣電力電容設(shè)備的保護措施能向著更好的方面發(fā)展。

參考文獻

[1]束雄董.電容系統(tǒng)保護綜連[M].上海同濟大學(xué)出版社，2006.

[2]涂全波.現(xiàn)代線路保護實踐教程[M].成都電子科技大學(xué)出版社，2003

[3]汪芳.查爾斯.柯里亞.電氣工程中的細(xì)節(jié)[M].北京.中國教育出版社，2009.

[4]劉冠軍等.電容器教學(xué)論[M].高等教育出版社，2007.

[5]李艘篤.現(xiàn)代城市電力維護系統(tǒng)改革的幾點思考.昌吉學(xué)院學(xué)報.2008.