【摘 ?要】作為高壓電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要設(shè)備，如何確保并聯(lián)電容器能夠安全穩(wěn)定工作是電力工作人員需要著重關(guān)注的問題。實際工作中，相關(guān)工作人員需要從高壓并聯(lián)電容器裝置保護以及整定兩個方面入手，提升電容器保護能力，為高壓供電線路的穩(wěn)定運行提供安全防護。

【關(guān)鍵詞】高壓并聯(lián)電容器;保護整定;繼電器

引言：

從宏觀層面來看，并聯(lián)電容器是目前高壓電網(wǎng)中常用的一種無功補償裝置。隨著高壓電網(wǎng)覆蓋范圍逐步擴展，并聯(lián)電容器使用數(shù)量也在快速增加，如何對并聯(lián)電容器進行科學(xué)有效的保護與整定，已經(jīng)成為電力行業(yè)的熱門課題。

一、并聯(lián)電容器保護方案

（一）電流保護

電流保護應(yīng)分為快斷保護和過流保護兩種。電流保護必須滿足基本的敏銳度需求，這種背景下電力工作人員更傾向使用三相系統(tǒng)接線。對于某些外部故障，例如套管之間的短路或電容器組導(dǎo)線的故障，快速斷路保護已經(jīng)可以滿足工作需求，作為高壓電力網(wǎng)絡(luò)中的主要保護，如果電容器末端突然發(fā)生某種故障，必需測量一個精確的電流整定值，通過這種方式設(shè)定精確的靈敏度參數(shù)。系統(tǒng)運行過程中，穩(wěn)態(tài)過電流和額定電流必須保持至少為有效值的1.3倍，且不能小于上述數(shù)值限制。電容器必須在各個方向上得到有效保護，為此必須將它們控制在標(biāo)稱電流的1.5倍至2倍之間，并將其視為保護值。若將該數(shù)值轉(zhuǎn)換為20℃，則能夠得到電流保護基參數(shù)[1]。該轉(zhuǎn)換公式為：C20=CX·[（-4·10-4）·1-（x-20）]。保護配置中使用靈敏度參數(shù)必須高于額定電流2倍或3～5倍。在瞬態(tài)狀態(tài)當(dāng)中，充電輸入電流會對電容器產(chǎn)生影響。這種背景下，電力工作人員需要將其管控在0.1s～0.2s設(shè)定動作時限內(nèi)。

（二）電壓保護

從類型方面來看，電壓保護可分為欠壓保護和過壓保護兩種。過壓保護目的是保證并聯(lián)電容器裝置時刻處于穩(wěn)定運行狀態(tài)當(dāng)中，防止并聯(lián)電容器工作時出現(xiàn)電壓過高問題。這是因為在許多條件下，包括諧波諧振和輕負載操作，電容器可能會出現(xiàn)浪涌。若電力人員將并聯(lián)電容器設(shè)備連接至電網(wǎng)之中，則會提升諧波諧振強度，可能會造成過電壓問題。此外，如果并聯(lián)電容器顯示為內(nèi)部設(shè)備故障，其也會更改設(shè)備內(nèi)部容抗，由此可以看出，過電壓會直接導(dǎo)致端電壓升高。

實際工作中，系統(tǒng)在外部因素影響下可能會發(fā)生斷電故障，之后電力系統(tǒng)會在最短時間內(nèi)恢復(fù)輸電，但此時安裝在電網(wǎng)內(nèi)部的并聯(lián)電容器不會同步切斷。此時，電容裝置與變壓器將關(guān)閉，引起浪涌諧振。若出現(xiàn)上述故障會損壞系統(tǒng)內(nèi)部的電容器和變壓器。當(dāng)該設(shè)備失壓時，母線和電容器仍處于連接狀態(tài)，電容器兩端的剩余電壓會對該設(shè)備造成破壞。此時若電網(wǎng)恢復(fù)供電，處于閉合的裝備就被燒壞。這種背景下，電力工作人員可設(shè)計額定電壓的0.2～0.5倍作為整定值。

二、高壓并聯(lián)電容器整定方案

（一）放電線圈

由于電容器與放電線圈形成并聯(lián)狀態(tài)，還涉及絕緣框。相關(guān)工作人員將放電線圈布置在高壓電力網(wǎng)絡(luò)指定位置，可以實時控制快速放電系統(tǒng)中的某些設(shè)備。但是實際運行過程中，一部分電容器并沒有對放電線圈進行保護，上述條件主要針對橋式差動保護。如果整個系統(tǒng)沒有實時測試，放電線圈可能會突然爆炸。近年來，各變電站線圈斷線等故障頻發(fā)，不容忽視。

特殊狀態(tài)下，次級繞組仍會安裝在放電線圈內(nèi)，可用于感測系統(tǒng)電壓。其原因在于若放電線圈或電容器突然發(fā)生故障，相應(yīng)的次級繞組也會發(fā)生顯著改變。若可以準(zhǔn)確地檢測到上述情況，就可以準(zhǔn)確判斷每個階段內(nèi)設(shè)備運行有效性。若使用特殊方法保護放電線圈，則應(yīng)將其劃分為警告值和參考值的臨界部分。通常狀態(tài)下應(yīng)該將其限制在大約1.5% 警告值。若系統(tǒng)超過次級繞組電壓的2%，則應(yīng)發(fā)出警報[2]。

（二）三項不平衡

單個電容器也可用于專用保護。實際工作過程中相關(guān)工作人員需要檢測設(shè)備電容，通過這種方式判斷電容裝置工作狀態(tài)。評價過程中若三相不平衡已經(jīng)達到一定程度，考慮作為輔助評價項目。在每個特定時段內(nèi)必須加載與三相不平衡相關(guān)的信息，涉及很多關(guān)鍵參數(shù)，借助這種方式準(zhǔn)確判斷設(shè)備實時運行狀態(tài)。若發(fā)現(xiàn)異常，要進行全方位的精準(zhǔn)檢測，運用綜合檢測手段，防止出現(xiàn)事故。相關(guān)工作人員需要在此狀態(tài)下對數(shù)據(jù)進行記錄，并找到故障的根本原因。

（三）單臺電容量

設(shè)備工作時，若電容有一些輕微變化則表示設(shè)備內(nèi)部安裝的保險絲對電容造成影響，設(shè)備可能被損害。此時設(shè)備盡管還能夠運行，但是對設(shè)備壽命以及穩(wěn)定性會產(chǎn)生較大影響，所以要充分了解設(shè)備運行中電容變化情況。國內(nèi)相關(guān)文件明確標(biāo)明電容偏差應(yīng)在3%～5%之間。對于特殊保護模式，單機保護整定值包括參考值和警告值。對于前者。裝置上標(biāo)注實際測量值在正常情況下可換算為+20C，即為參考值。

若系統(tǒng)配備了專用保護方法，則單個設(shè)備應(yīng)包含兩種類型的保護設(shè)置值：警告值和參考值。具體來說，借助實際測量得到的參考值可以換算成20℃的值，一般暗示電容與溫度成反比關(guān)系。對于報警值，根據(jù)接線方式和保險絲形狀計算，借助這種方式獲得高精度的設(shè)定值。這種背景下，相關(guān)工作人員需要密切匹配實際系統(tǒng)情況，對各個級別的警報級別進行分類。若故障較為嚴(yán)重，則應(yīng)使斷路器跳閘。

三、結(jié)束語

傳統(tǒng)保護技術(shù)存在一定局限性，因此需要特殊保護整定方式。此方法可以對單個電容器進行高效檢測，同時還可以檢測放電線圈安全性，借助對兩者運行狀態(tài)的判斷來控制開啟或關(guān)閉電容設(shè)備，通過這種方式確保并聯(lián)電容器能夠穩(wěn)定運行。此方法標(biāo)稱電壓較低，能夠在提升可靠性的同時降低成本，具有良好的應(yīng)用潛力。

參考文獻：

[1]王紫琪，和敬涵，王小君，羅國敏.考慮溫度因素的特高壓并聯(lián)電容器雙橋差不平衡電流保護整定方法[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2016，44（22）：77-83.

[2]張建軍，孫紅華，王鈺，程大印.高壓并聯(lián)電容器組保護配置及整定值問題探討[J].電力電容器與無功補償，2014，35（06）：42-45+51.

作者簡介：

陳翔，男，漢族，浙江省紹興市上虞區(qū)，1989年10月14日，本科，助理工程師，紹興市上虞電力電容器有限公司，并聯(lián)電容器及其成套裝置。

（作者單位：紹興市上虞電力電容器有限公司）