电容器组开关异常跳闸分析
1 故障情况
某110kV变电站10kV#I、II电容器组153开关发生多次未知原因跳闸现象，后台监控机只发第一组电容器故障跳闸信号及开关位置变位信号，且每次经过各专业检修人员的试验检查，均未发现故障点，而后将其恢复运行，也没有发生立即跳闸并无任何异常现象，但是经过一段时间的运行，该电容器开关就会再次跳闸，并且故障报文均一致。
2 一二次接线配置情况
10kV#I、II电容器组153开关一次接线方式如图1所示，153开关代两组电容器运行，配置的保护装置为国电南京自动化股份有限公司
图1 10kV#I、II电容器组153间隔接线图
生产的电容器保护装置，型号PSC-641。此保护装置配备有过流保护，过电压和低电压保护、三相差压保护，无电容器本体保护功能。
根据设计要求，现场#I电容器组放电线圈二次接成开口三角电压的不平衡电压保护，同时本体还具备压力释放及温度高跳闸输出接点；#II电容器组放电线圈接成三相差压的不平衡电压保护，同时本体也具备压力释放及温度高跳闸输出接点，见图1。由此可知两电容器组的本体不平衡电压保护共需四组电压输入装置，其中#I电容器组开口三角电压一组，#II电容器组三相差压三组，而PSC-641装置只提供了一组三相差压的电压输入，只能供#II电容器组差压保护使用，所以根据实际情况，将#I电容器组的开口三角电压及两电容器组本体保护通过加装电压继电器YJ和跳闸出口中间继电器1ZJ、2ZJ来实现，二次接线见图2、图3及图4。中间继电器1ZJ、2ZJ动作后的一副常开接点去启动153开关控制回路跳闸，另一副常开接点启动保护装置发第一组或第二组电容器故障跳闸信号。
图2 #I电容器组不平衡电压保护
图3 #II电容器组差压保护
3 故障原因分析
根据图4可知，#I电容器组不平衡电压YJ电压继电器动作、#I电容器组压力释放动作及#I电容器组温度高跳闸动作都将启动1ZJ中间继电器，1ZJ动作后，一副常开接点闭合启动控制回路跳开153开关，另一副常开接点闭合启动装置发第一组电容器故障跳闸信号。
依据后台监控机所发第一组电容器故障跳闸信号，可排除保护装置PCS-641内保护动作的可能，并基本判定153开关跳闸是1ZJ中间继电器动作所致。具体引起跳闸的可能原因分析如下：
图4 本体及不平衡电压保护启动跳闸回路
（1）不平衡电压继电器YJ动作。#I电容器组内部或放电线圈内部等发生故障，三相电压失去平衡，导致开口三角电压超过整定定值，YJ继电器动作或YJ继电器接点抖动粘连，启动1ZJ动作。
（2）#I电容器组本体存在故障，压力释放阀动作或压力释放辅助接点抖动，导致1ZJ动作。
（3）#I电容器组温度过高跳闸或#I电容器组温度高接点抖动粘连，启动1ZJ动作。
（4）1ZJ继电器接点抖动粘连，直接启动开关控制回路，造成开关跳闸。
（5）存在交流串入直流[11]，造成开关跳闸。
（6）存在直流接地，造成1ZJ动作。
4 故障查找过程
0前言 漏电保护器在人身安全、设备保护和防止电气火灾等方面起着重要的作用。由于它使用安全方便得到广泛应用，而使用中也存在这样那样的问题、笔者从使用者的角度介绍它的相关知识和注意事项故障处理。 漏电保护器又叫漏电开关、它有电磁式、电子式等几种： 1漏电保护器的工作原理 1.1电磁式漏电保护器的工作原理 主要由高导磁材料(坡莫合金)制造的零序电流互感器、漏电脱扣器和常有过载及短路保护的断路器组成、全部另件安装在一个塑料外壳中。被保护电路有漏电或人体触电时，只要漏电或触电电流达到漏电动作电流值。零序电流互感器的二次绕组就输出一个信号，并通过漏电脱扣器使断路器在0.1秒内切断电源，从而起到漏电和触电保护作用。当被保护的线路或电动机发生过载或短路时，断路器中的电磁式液压延时脱扣器中热元件上的双金属片发热动作、使开关分闸，切断电源。 1.2电子式漏电保护器的工作原理 主要由零序电流互感器，集成电路放大器，漏电脱扣器及常有过载和短路保护的断路器组成。被保护电路有漏电或人体触电时，只要漏电或触电电流达到漏电动作电流值，零序电流互感器的二次绕组就输出一个信号，经过集成电路放大器放大后，使漏电脱扣器动作驱动断路器脱扣，从而切断电源起到漏电和触电保护作用。如果使用兼有过压保护是利用分压原理取得过电压信号，使可控硅导通，切断电源。 2漏电断路器的选用原则 2.1根据使用目的和电气设备所在的场所来选择 漏电断路器用于防止人身触电，应根据直接接触和间接接触两种触电防护的不同要求来选择。 2.1.1直接接触触电的防护 因直接接触触电的危害比较大，引起的后果严重，所以要选用灵敏度较高的漏电断路器，对电动工具、移动式电气设备和临时线路，应在回路中安装动作电流为30 mvA，动作时间在0.1 s之内的漏电断路器。对家用电器较多的居民住宅，最好安装在进户电能表后。 如果一旦触电容易引起二次伤害（比如高空作业），应在回路中安装动作电流为15 mA，动作时间在0.1 s之内的漏电断路器。对于医院中的电气医疗设备，应安装动作电流为6 mA，动作时间在0.1 s之内的漏电断路器。
三相电压不平衡导致电容器组跳闸原因分析 【摘要】本文通过对220kV某变电站10kV电容器由于三相电压不平衡导致跳闸原因分析，找出引起电压不平衡的因素，为以后查找电容器组故障原因积累经验。 【关键词】不平衡电压；绝缘电阻；直流电阻；电容量；电抗 前言 为了补偿系统无功，变电站基本上都会在10kV系统中装设电容器组。在设备运行过程中，经常会发生电容器组跳闸现象，引起电容器组跳闸的主要原因是由于电压不平衡造成保护动作，使断路器跳闸。通常我们都会认为电压不平衡是电容器组电容量三相不平衡引起的，但实际上断路器三相不同期、放电线圈绕组直流电阻三相不平衡、电抗器三相电抗值不平衡、绝缘老化都会引起三相电压不平衡，使电容器组跳闸。 一、现场试验情况 2014年7月9日，某变电站10kV电容器首次对跳闸，对其进行电容量测量，测量结果为A相173.1μF、B相173.4μF、C相173.3μF。从测试数据看电容值没有问题，就对紫1#电容器组进行投运，此时保护定值设为3V，投上后电容器组马上就跳掉了。随后又将保护定值改到5V，再次将电容器组投上后，过了几分钟电容器再次跳掉。我们初步认为导致电容器组跳闸的可能会是电容器单元其他设备，不是电容器本身。 2014年7月11日，再次对跳闸电容器单元进行全面试验，分别对电容器电容量、绝缘项目，开关特性、直阻、绝缘项目，电抗器电感、电抗、绝缘项目，电缆绝缘项目，测试结果都正常。在对放电线圈一次绕组直流电阻测试时，发现A相1216Ω、B相1413Ω、C相1411Ω。从测试数据上看，A、B、C三相绕组直阻不平衡率约为15%。对其绝缘电阻测试时，发现A相绝缘较低，约10.92 MΩ，B、C两相均在320 MΩ左右。通过对试验数据分析，我们就能确定由于放电线圈一次绕组存在匝间短路造成三相电压不平衡，从而引起紫1#电容器跳闸。 二、影响电压不平衡的因素 1、电容器三相电容值偏差较大引起电压不平衡 Q/GDW1168-2013《输变电设备状态检修试验规程》规定电容器组的电容量与额定值的相对偏差应符合此要求：3Mvar以下的电容器组：-5%～10%；3Mvar 到30Mvar电容器组：0%～10%；30Mvar以上电容器组：0%～5%；且任意两线端的最大电容量与最小电容量之比值，应不超过1.05。如果电容器中某相电容受潮或损坏，都会导致电容值减小，造成无功补偿不均衡，从而导致电压不平衡，
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 运行中断路器误跳闸故障的分析、判断和处理(标准版)
运行中断路器误跳闸故障的分析、判断和处 理(标准版) 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 若系统无短路或直接接地现象，继电保护未动作，断路器自动跳闸称断路器“误跳”。对“误跳”的分析、判断与处理一般分以下三步进行。 1、根据事故现象的以下特征，可判定为“误跳”。 （1）在跳闸前表计、信号指示正常，表示系统无短路故障。 （2）跳闸后，绿灯连续闪光，红灯熄灭，该断路器回路的电流表及有功、无功表指示为零。 2、查明原因，分别处理。 （1）若由于人员误碰、误操作，或受机械外力振动，保护盘受外力振动引起自动脱扣的“误跳”，应排除开关故障原因，立即送电。 （2）对其他电气或机械部分故障，无法立即恢复送电的则应联系调度及有关领导将“误跳”断路器停用，转为检修处理。 3、对“误跳”断路器分别进行电气和机械方面故障的检查、分析。
（1）电气方面故障原因有： ①保护误动或整定位不当，或电流、电压互感器回路故障； ②二次回路绝缘不良，直流系统发生两点接地（跳闸回路发生两点接地）。 （2）机械方面故障原因有： ①合闸维持支架和分闸锁扣维持不住，造成跳闸； ②液压机械a分闸一级阀和逆止阀处密封不良、渗漏时，本应由合闸保持孔供油到二级阀上端以维持断参器在合闸位置，但当漏的油量超过补充油量时，在二级阀上下两端造成压强不同。当二级习上部的压力小于下部的压力时，二级阀会自动返回，而二级阀返回会使工作缸合闸腔内高压油泄掉，从而使断路器跳闸。 XX设计有限公司 Your Name Design Co., Ltd.
空气开关跳闸的原因分析及处理办法 供电系统自动空气开关的失压脱扣器是一个电磁铁，失电瞬间会在弹簧的带动下衔铁释放，然后带动跳闸机构动作，空气开关完成跳闸操作。高压配电系统闪电时，失压脱扣器若能延时几秒钟后再起跳，在高压系统电压瞬间恢复正常后，供电系统才能够得以维持正常供电，从而显著降低闪电对轻烃装置生产的影响。为了防止高压系统闪电瞬间失压脱扣器衔铁释放，经过分析提出了以下三个技术解决方案： ①将电磁失压脱扣器的衔铁捆住，防止其释放，这样可以达到闪电时空气开关不起跳的目的，但在系统永久失电时，空气开关也无法动作，失去了存在的意义，故不可取； ②采用UPS系统给失压脱扣器供电的方法，经过反复试验，由于设备接线复杂、可靠性差、无法稳定实现延时起跳，故不可取； ③将失压脱扣器线圈电源改为直流电源，在该线圈上并联一只贮能电容，系统电压过低时，电容自动向失压脱扣器线圈释放电能，使其维持一定时间的吸合状态，待贮能电容放电结束后，失压脱扣器失电，空气开关自动完成延时起跳操作。其改造方法类似交流接触器的交流启动、直流无声运行，接线方式简单，经试验可靠性高，故被采用。 空气开关跳闸怎么办 首先判断跳闸的空气开关是家中配电箱内的总开关还是分路出线开关。如总开关未跳闸，只是分路开关跳闸，则说明大功率电器供电线路接线有问题，即多件大功率电器接在同一分路开关上，此类情况，将大功率电器线路调整至负荷轻的分路开关即可(建议大功率电器使用单独的分路开关)；如分路开关没跳闸，总开关跳闸，则计算家用电器功率之和是否超出供电认可容量(可致电95598，通过客户编号查询供电认可容量)，并检查总开关容量是否与供电认可容量匹配。如家用电器功率之和超出供电认可容量，则减少同时使用的家用电器数量(特别是大功率家用电器)，并向供电公司申请用电增容；如家用电器功率之和未超出供电认可容量，但总开关容量小于供电认可容量，则需更换与供电认可容量匹配的总开关。同时需要提醒的是，部分大功率电器启动电流较大，计算功率时应考虑启动电流造成的影响。
开关电容低通滤波器的设计原理分析 为了滤除信号中掺杂的高频噪声，设计一种六阶级联式开关电容低通滤波器，以数据采样技术代替传统有源RC滤波器中的大电阻，有利于电路的大规模集成。滤波器由双二阶子电路级联而成，电路中的电容值利用动态定标技术计算确定。用Hspice进行仿真验证，结果表明：开关电容低通滤波器能较好地时信号进行整形，其频率特性符合设计指标。 滤波技术是信号分析和处理中的重要分支，它的作用是从接收到的信号中提取有用的信息，抑制或消除无用的或有害的干扰信号，有助于提高信号完整度和系统稳定性。滤波器正是采用滤波技术的具有一定传输选择性的信号处理装置。随着现代集成电路技术和MOS工艺的飞速发展，模拟集成滤波器的实现已经成为现代工业的一个重大课题，也是当今国际上的前沿课题。 传统的连续时间模拟滤波器采用有源RC结构，能够应用到较高的频率，但是电路中多采用大电容和大电阻，在集成电路制造时会占用大量的芯片面积。在现代集成电路工艺中，很难得到精确的电阻值和电容值，而且电阻值随温度变化很大，精度只能达到30%。 1972年，美国科学家Fried发表了用开关和电容模拟电阻R的论文，由此开关电容技术成为模拟集成滤波器设计中常用的方法。开关电容滤波器是由运算放大器、电容器和MOS 开关组成的有源开关电容网络，以数据采样技术代替大电阻，减小了芯片的面积和功耗，且电路的极点和时间常数由电容的比值确定，可实现高精度的模拟集成滤波器。本文设计一种开关电容低通滤波器，用于滤除有用信号中掺杂的高频噪声。 1 开关电容技术的原理 图1中的开关电容等效电阻电路由两个独立的电压源V1、V2，两个受控开关S1、S2和电容C组成。开关S1和S2受两相不交叠的时钟φ1和φ2控制，时钟频率均为fs。
开关电容式变换器的工作原理 多种倍增输出的开关电容式变换器的工作原理利用更多的受控开关和电容，改变 输出电压与输入电压之比，并在供电电池使用过程中，随着电压的降低，自动地依次 改变电路的倍增因子，伎其由小到大变化，就能保证在电池电压变化时，有足够高的 输出电压来驱动。电压倍增的原理—。最大效率为，平均效率为腮。采用脚薄型则封装，尺寸为，方形。关于输出电压倍增及其模式的自动切换和没有多少区别，这里不 再重复。软启动含有软启动线路，以限制电源接退时和过渡模式下输入端的浪涌电流。在电源接通之初，输出ABC电子电容直接由输入以斜升的电流充电电荷泵还没有工作，经过，如果所有的阴极电位没有到以上，则毗转入倍模式，的输出电流按的阶梯向预 设值步进增大如果再经过，所有的阴极电位仍然没有在以上，则转入倍模式，的输出 电流再一次按的阶梯向预设值步进增大。 不论何时，如果输出电压低于，则软启动程序都将复位到倍输出模式。输出电流 的设置利用串行接口，可以对主屏副屏和闪光灯皿的电流进行设置。此串行接口有两 条线和，用来控制主副屏删亮度闪光灯和的变化以及四最大电流随温度的降额情况， 为串行数据线，为串行时钟线，采用标准的串行接口写字节命令。只是一个从设备受 控设备，依赖于主设备一般为微处艾博希电子理器来产生时钟信号。主设备在总线上 启动数据传送并产生时钟信号，先向传送位的地址字节，接着传送位的控制字节，控 制字节包含位的命令编码和位的数据。每次传送序列以”打头，而以”结束。控制字 节的格式如表。输出电流为的开关电容型变换器是凌特公司产品，和的功能相似，能 驱动个主屏个副屏和个删四，总输出电流为有个电流为的恒流源分别驱动每个最大的 显示电流由内部的精确的基准电流源确定亮度调节有级利用两条串行接口线，位的数 模转换器信号对每个电流源独立地控制其迈断调光和改变亮度水平输出电压按倍倍倍 倍增电路自动切换工作模式，接通电源后开始按倍电压模式工作，只要有一个皿电流 下降，电路自动转入增压模式。 它是一种高效低噪声的电荷泵型器件。电路采用脚塑料封装，尺寸为咖，其实 用电路中一实际为条引出线，分别和的阴极相连，为每个阴极提供恒定的电流，此电流可由。调高到，按级阶梯调节，由内部的位和软件确定，如果内部的数 据寄存器四一设置为，则输出电流为。通过电路采用脚薄型封装，尺寸为删皿皿，厚度仅为咖。是的外形及实用电路。的开关管及二极管均需外接，内部集 成有驱动开关管栅极的输出，它能提供驱动的源电流和的灌电流。由接于脚电 源高端及脚的电阻决定的电流人印。串行口的控制，一还刃以用作漏极开路输出，—。是两条串行输入线，输IC现货商入时钟和数据。每来一个时钟脉冲， 其作用和上面介绍的中的串行口相似，冉重复。引脚是所有数据线的电源，将 置于欠电压封锁阉值以下时，的数据寄存器均被复位为。该脚应当用或的陶瓷 电容旁路接地。脚是的伎能禁止脚，当该脚由低变高时，四按预定的亮度点亮。
一起倒闸操作电容器过流跳闸原因分析和对策 1.事件经过 2016年12月22日17点29分，一期总变一二期总变联络线、2#主变检修完毕，对其进行恢复性送电操作；18点14分一二期总变联络线送电完毕，当时各断路器状态为1120、1140、1170、0621、0601、0604、0605合位，1160、1110、0622分位，运行方式为一二期总变联络线通过110KV母联带1#主变带6KV全段运行，八化I线进线断路器1160、2#主变热备，示意图如图1； 18点18分，2#主变空载送电，即合2#主变110KV侧断路器1110时，6KV 2#电容器开关柜0604断路器过流保护动作跳闸，1#电容器0605继保过流保护启动但未跳闸。 图1 一期总变当时运行方式示意图
2.事件现象和说明 2.1.监控系统显示如图2.1 图2.1 监控系统显示图 从图中可以看出18点18分15秒194毫秒 2#主变合闸，18点18分17秒815 毫秒电容器0604跳闸，从18点18分15秒到18分25秒 1#主变二次谐波闭锁，从18点18分15秒到18点18分27秒2#主变二次谐波闭锁。 2.2.继电保护显示 2.2.1.2#电容器0604继保显示 (1)2#电容器0604继保面板事件显示如图2.2.1.1，从图中可以看出
18点18分15秒364毫秒过流保护启动，18分17秒725毫秒过流保 护动作，共经历了2秒361毫秒，18分17秒735毫秒过流保护故障 录波启动；17分825秒由于断路器变位再次启动故障录波。 过流跳闸 过流启动 断路器分闸 过流保护启动返回 过流保护跳闸返回 点亮第4盏报警灯 跳闸故障录波启动 断路器变位故障录波启动 跳闸回路监视闭锁启动
○ 理论探讨 ○ 几种开关电容网络及其对DC -DC 变换器的改善 国家自然科学基金资助项目。 收到稿件。 刘 健 陈治明 严百平(西安理工大学 710048) 摘 要 提出三种开关电容网络,包括串并电容组合结构、极性反转开关电容网络和推挽开 关电容网络,并讨论了它们的性质。将这三种开关电容网络和传统DC -DC 变换器相结合,提出了一系列新的变换器拓扑结构。理论分析和实验结果表明,上述措施有助于提高具有悬殊电压变比的DC -DC 变换器的性能。 关键词 开关电容网络 DC -DC 变换器 1 引言 传统DC -DC 变换器中(如buck 、boost 和cuk 等),在进行较大电压变比的升压变换或较悬殊电压变比的降压变换时,必须令功率开关工作在很大 或很小的导通比下,这影响了变换器的效率,也使变换器的动态特性降低[1]。本文研究了将几种特殊的开关电容(SC )网络与传统的开关DC -DC 变换器相结合,利用SC 网络对电压进行预变换,借以改善传统的变换器性能的方法,提出一系列新的拓扑结构,如SC buck 变换器,SC boost 变换器以及SC cuk 变换器等。 2 几种开关电容网络 SC 网络是仅含有电容器和功率开关的电路单元,功率开关一般分作交替导通的两组。能够直接用于开关DC -DC 变换器来改善其性能的SC 网络有以下三种,如图1所示。 2.1 串并电容组合结构(Series -parallel capacitor group ,简写为SP ) 图1a 为典型的串并电容组合结构(SP ),一般情况下构成SP 的各个电容器取值均相等。我们定义一个SP 中所含独立电容的个数为该SP 的阶(order ),用n 表示。这样图1a 所示为二阶SP 。 SP 具有这样的特点:当外部给它充电时(即开关S 1导通,S 2断开时),组成SP 的各个电容C 1i 相互串联;而当SP 放电时(即S 2导通,S 1断开 时),组成SP 的各个电容C 1i 相互并联。因此,假如对SP 的充电状态的持续时间和放电状态的持续 时间分别大于其充电状态时间常数和放电状态时间常数的话,则在稳态下n 阶SP 可以看作一个n ∶1的降压器,即 图1 三种开关电容网络 (a )二阶SP (b )R SC 网络(c )二阶Pus h -Pull SC 网络 第5期 电工技术杂志1999年9月
非隔离反激式开关电容PWM直流变换器 曹文静金科阮新波 (南京航空航天大学，江苏 南京 210016) Non-Isolated Flyback Switching Capacitor PWM DC-DC Converter CAO Wenjing, JIN Ke, RUAN Xinbo (Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China) Abstract: This paper proposes a novel non-isolated flyback switching capacitor PWM DC-DC converter. The converter is a combination of a switching capacitor converter and a traditional PWM DC-DC converter, and it has the following advantages: 1) Zero voltage switching of all the MOSFETs. 2) The transformer leakage inductor and the blocking capacitor resonate to reach the soft-switching of the switches. 3) Its efficiency is not sensitive to leakage inductor, so that the ordinary discrete transformer which is easy to install can be used to save the cost. 4) Single phase option makes it more flexible. A single-phase 700kHz 1.2V/35A output POL prototype was built to verify the analysis. 摘要：本文介绍了一种非隔离反激式开关电容PWM直流变换器，该变换器是开关电容变换器和传统的调压直流变换器的结合，具有如下优点：1）开关管的零电压开关(Zero-voltage-switching, ZVS)；2）变压器漏感与隔直电容谐振，实现开关管的软开关；3）变压器漏感对效率的影响小，可以使用常规的分立式变压器，节约成本且易于安装；4）变换器是单相的，结构简单，应用灵活。在理论分析的基础上，搭建了一台单相700kHz 1.2V/35A POL原理样机验证了理论分析的正确性。 关键词：开关电容变换器调压变换器漏感零电压开关1. 引言 新一代的计算机和通讯设备，采用开放式结构，用模块化的方法处理信号、数据和功率。这使得分布式电源系统(Distributed power systems, DPS) 的应用成为必然。互联网的广泛普及需要更先进的、高品质和更可靠的能源网络作为基础设施的支持，自然需要采取分布式发电、配电以及电能调节的方式。未来的电能处理系统在实际操作上应该全部都是通过功率变换装置将电力负载连接到电源。先进的功率处理系统应当具备可控、可重构的特点，可以在通讯、计算机、互联网基础设施、汽车、航空等领域应用。并且 国家自然科学基金（51007038）资助项目；台达环境与教育基金会《电 力电子科教发展计划》资助项目。能够实现从给定的源变换到所需形式的电能，提供给相应的负载。 随着信息产业的快速发展，高效率高动态特性负载点(Point-of-load, POL)变换器得到了越来越多的应用。例如给CPU供电的VRM就是一种特殊的POL 变换器。随着计算机和通讯技术的快速发展，目前CPU的工作电压降低到1V，甚至1V以下，且动态电流上升率达到2A/ns[1]。高功率密度和高效率是当今DC/DC模块的主要目标。 增大开关频率可以增大控制带宽，减少输出滤波电容的数量。然而，目前广泛运用的传统多相Buck 变换器在高频工作时存在开关损耗大、驱动损耗大、SR体二极管损耗大等严重的缺点[2-8]。 文献[9]-[10]提出了自驱动ZVS非隔离全桥DC/DC变换器，如图1所示。与传统两相Buck变换器相比，它具有以下优点：1)功率管的零电压开关； 2)消除了SR驱动器，降低了成本；3)不需要调节死区时间，减小了SR体二极管导通损耗；4) 增大占空比，减小了主开关管关断损耗和SR体二极管的反向恢复损耗。与Buck相比，自驱动ZVS非隔离全桥DC/DC变换器可以实现更高效率的电能转换。然而，该变换器具有以下缺点：1) 必须两相工作，环流损 图1 自驱动ZVS非隔离全桥DC/DC变换器
补偿电容器故障原因分析 发表时间：2018-10-19T09:33:43.973Z 来源：《电力设备》2018年第17期作者：丁保凯[导读] 摘要：传统的电力电容器检测通常为停电离线试验，停电离线试验不仅影响了无功补偿装置的可利用率，而且不能准确反映其在运行中的状态，从近几年国内外状态监测技术的发展来看，多数监测系统功能较为单一，监测的状态量较少，设备的故障诊断仅局限于超标预警，其故障分析及定位都要由运维人员凭借以往经验来完成，诊断水平与运维人员的专业水平有直接关系。 (国网山西省电力公司运城供电公司山西运城 044000) 摘要：传统的电力电容器检测通常为停电离线试验，停电离线试验不仅影响了无功补偿装置的可利用率，而且不能准确反映其在运行中的状态，从近几年国内外状态监测技术的发展来看，多数监测系统功能较为单一，监测的状态量较少，设备的故障诊断仅局限于超标预警，其故障分析及定位都要由运维人员凭借以往经验来完成，诊断水平与运维人员的专业水平有直接关系。基于此，本文主要对补偿电容器故障原因进行了简要的分析，以供参考。 关键词：补偿电容器；故障；原因分析引言 电容器被损坏的情况包含多种状况，对造成电容器损坏进行了分析，不论从设计、安装、运行管理、产品质量等各个方面都存在一定问题，应引起重视。 1补偿电容器故障原因 1.1电网背景谐波、谐波源的影响 国民经济发展迅猛，电网中谐波源增多，主要以变压器铁磁非线性负载、电弧炉等非线性、冲击性负载、各类交直流换流设备为主，谐波源产生的谐波电流注入电网，会对电容器运行产生较大的影响，主要是谐波分量引起运行中的电容器附加发热和过电压造成设备损坏、电容器发生谐波谐振造成设备损坏。 1.2渗漏 电容器是全密封装置，如果密封不严，空气、水分和杂质就可能进入油箱内部，造成极大危害，因此电容器是不允许发生油的渗漏。一般发生油渗漏的部位主要是油箱与套管的焊缝，发生渗漏的主要原因是焊接工艺不良。另外国内制造厂对电容器作密封试验的要求不严格，试验是采用加热到75℃保持2h的加热试验而不是逐台试验。相对照美国西屋公司是采用85℃8h加热试验，法国西门子公司是采用95℃6h加热试验。由于国外产品通过严格的试验，因此很少出现渗漏现象。套管渗油的部位一是根部法兰，二是帽盖和螺栓等焊口，渗漏的原因有加工工艺问题，也有结构设计和人为的原因。螺栓与帽盖应该构成整体，如焊接质量差，对螺丝紧力时紧力稍大就会引起焊缝断裂。变电站中多是采用硬母线联接，温度变化时母线温度变化而膨胀和收缩，就会使螺杆受力，很容易将螺杆焊口拉开。此外，搬运电容器如果是采用直接提套管的方法以及运输过程中包装质量不好，也会使套管的焊缝破裂而引起渗漏。 1.3鼓肚 鼓肚就是油箱膨胀电容器油箱随温度变化发生少许鼓胀和收缩是正常现象，但是当内部发生放电，绝缘油将产生大量气体，而使箱壁变形，形成明显的鼓肚现象。发生鼓肚的电容器已经不能再用，而且不能修复，应拆下更换新电容器。造成鼓肚的原因主要是产品质量问题。过去绝缘纸、铝箔质量差，浸渍液不是吸气性的电容器油，又没经过严格的净化处理，加之在设计上追求比特性的指标，工作场强选择较高。这样就造成低质量的产品在高电场下运行，以致发生大批电容器鼓肚、元件击穿和熔丝动作的故障。 1.4电容器后期运行的安全隐患 （1）电容器不具备滤波功能，并且由于并补电容器的构造与滤波电容器不同，所以若有谐波注入到其中还会造成电容器烧毁，尤其在大电机启动瞬间，会产生大量的谐波电流，瞬间就有可能烧毁电容器；（2）并联电容器改变了系统阻抗，设计时可以尽量避免其与系统谐振，但由于负荷工作在不同状态，系统的阻抗是在变化的，因此就有可能因增加了并联电容器而造成系统产生串并联谐振，造成大规模烧毁设备；（3）电容器补偿具有软特性，因为电容器的出力是与电网电压的平方成正比的，所以当电网电压变化时，电容器出力的变化更加明显。而且，当电网电压降低时，需要靠容性无功来支撑电网电压，而此时电容器的出力反而降低了，没办法有效支撑电压；反之，当电网电压升高时，需要靠感性无功来拉低电网电压，但这时电容器的出力反而增大了，加剧了电网的升高，使系统故障扩大。（4）在系统正常运行的情况下，电容器还可进行正常补偿，但当系统发生故障时，其不仅不能有效抑制系统的故障，并且可能会扩大系统故障，扩大事故。 2补偿电容器故障有效措施 2.1电容量诊断标准及要求 根据国家电网公司《电网设备状态检修技术标准汇编》中电力电容器装置状态评价导则，对电力电容器电容量变化率的故障阈值进行设定：若电容量变化率小于注意状态设定值，则判定电力电容器成套装置的运行正常；若电容量变化率超过该设定值，则将设备列入注意状态，加强后续监视；若电容量变化率超过告警阈值，则发出异常告警信号，或根据现场运行要求，向出线断路器发跳闸信号。 2.2故障处理 电容器故障后，故障检验项目不齐全，导致电容器故障定位不准，无法及时消除缺陷，影响了电容器运行可靠性。目前电网电容器故障检验主要做电容器耐压试验、电容量试验，缺乏对配套设备（放电线圈、避雷器等）、一二次电缆的系统性故障检查，导致无法准确判断故障原因，无法及时消除设备故障。如某110kV变电站10kV集合式电容器组，组容量为6000kvar，采用开口三角保护，故障现象是投入运行1h后，开口三角保护动作，检修人员多次去设备现场开展故障检测，电容量单一指标始终满足国标要求，检修人员判断电容器设备正常，可以投入，但投入运行后，故障现象依旧，后要求检修人员对放电线圈进行比差、角差试验和二次保护电缆接线、绝缘检查，检查发现B相放电线圈电压比误差值超出0.5%，而为防止开口三角保护误动作，要求放电线圈电压比差一致性要好，由于放电线圈的问题导致电容器开口三角保护误动作，这种问题单纯靠做电容量试验是无法发现的。电容器容量测试用仪器精度不佳会导致电容器故障检验出现错误结论，导致电容器故障无法准确发现和消除。 2.3电容器成套装置专用保护
开关跳闸了的分析报告 篇一：开关跳闸分析报告 20XX年XX月XX日220kV围兴Ⅱ回 206开关跳闸分析报告 1.跳闸起止时间 20XX年XX月XX日16时04分55秒至18时33分25秒 2.跳闸发生地点 220kV兴义变、围山湖变 3.故障时天气情况 晴 4.故障前运行方式 事故前，220kV兴义变、220kV围山湖变220kV侧正常运行；500kV 金州变、220kV兴义变、安龙变、围山湖变220kV线路成四角环网运行。 5.故障前保护装置运行情况 6.围兴II回故障跳闸过程简述 20XX年10月24日16时04分55秒220kV围兴Ⅱ回兴义变、围山湖变两侧开关跳闸（第一次跳闸），重合未动作； 20XX年10月24日17时38分兴义集控受令合220kV兴义变220kV围兴Ⅱ回206开关； 20XX年10月24日17时48分受令合220kV围山湖变220kV围兴Ⅱ回206开关；
20XX年10月24日17时49分32秒220kV围兴Ⅱ回兴义变侧 开关跳闸（第二次跳闸），重合未动作；围山湖变侧开关、保护均侧未动作； 20XX年10月24日18时31分兴义集控受令合220kV兴义变220kV围兴Ⅱ回206开关； 20XX年10月24日18时33分25秒220kV围兴Ⅱ回兴义变侧 开关跳闸（第三次跳闸），重合未动作；围山湖变侧开关、保护均侧未动作。 7.保护动作情况 7.1220kV围兴Ⅱ回第一次跳闸动作分析7.1.1兴义变侧保护动作分析7.1.1.1主一保护动作分析 动保护动作，故障相别AB相，故障相电流9.38A，差动电流43.9A，（差动电流定值高值：2A，差动电流定值低值：1.5A），故障电流大于保护定值，且故障判断为相间故障，重合闸未动作，保护动作正确。 7.1.1.2主二保护动作分析 护A跳出口，综重沟通三跳，差动永跳出口，故障相电流9.417A，（分相差动动作电流定值：2A，零序差动动作电流定值1.5A）。因 主一保护判为AB相间故障（相间故障闭锁重合闸），主二保护收到 主一保护的闭锁重合闸开入且主二保护此时有故障电流所以主二综 重沟通三跳动作（跳三相），重合闸未动作，保护动作正确。 7.1.1.3故障录波分析
电容器组开关异常跳闸分析 1 故障情况 某110kV变电站10kV#I、II电容器组153开关发生多次未知原因跳闸现象，后台监控机只发第一组电容器故障跳闸信号及开关位置变位信号，且每次经过各专业检修人员的试验检查，均未发现故障点，而后将其恢复运行，也没有发生立即跳闸并无任何异常现象，但是经过一段时间的运行，该电容器开关就会再次跳闸，并且故障报文均一致。 2 一二次接线配置情况 10kV#I、II电容器组153开关一次接线方式如图1所示，153开关代两组电容器运行，配置的保护装置为国电南京自动化股份有限公司 图1 10kV#I、II电容器组153间隔接线图 生产的电容器保护装置，型号PSC-641。此保护装置配备有过流保护，过电压和低电压保护、三相差压保护，无电容器本体保护功能。 根据设计要求，现场#I电容器组放电线圈二次接成开口三角电压的不平衡电压保护，同时本体还具备压力释放及温度高跳闸输出接点；#II电容器组放电线圈接成三相差压的不平衡电压保护，同时本体也具备压力释放及温度高跳闸输出接点，见图1。由此可知两电容器组的本体不平衡电压保护共需四组电压输入装置，其中#I电容器组开口三角电压一组，#II电容器组三相差压三组，而PSC-641装置只提供了一组三相差压的电压输入，只能供#II电容器组差压保护使用，所以根据实际情况，将#I电容器组的开口三角电压及两电容器组本体保护通过加装电压继电器YJ和跳闸出口中间继电器1ZJ、2ZJ来实现，二次接线见图2、图3及图4。中间继电器1ZJ、2ZJ动作后的一副常开接点去启动153开关控制回路跳闸，另一副常开接点启动保护装置发第一组或第二组电容器故障跳闸信号。
矩阵变换器研究综述 1 引言 随着电力电子技术的迅速发展，交-交变频器在传动系统中已经得到了广泛的应用，但也存在一些固有的缺陷，因此研究新型的既有优良控制性能和输入电流品质而又成本低、结构紧凑、性能可靠的交-交变频器已成为当前的发展趋势。 矩阵式变换器是一种直接交-交变频器，与传统的自然换流变频器相比，具有以下优点: l 无中间直流环节，结构紧凑，体积小，效率高，便于实现模块化; l 无需较大的滤波电容，动态响应快; l 能够实现能量双向流动, 便于电动机实现四象限运行; l 控制自由度大,输出电压幅值和频率范围连续可调; l 输入功率因数可控，带任何负载时都能使功率因数为1.0; l 输出电压和输入电流的低次谐波含量较小; l 实现功率集成后能够改善变换器内部的电磁兼容性，其输出的pwm电压和输入功率因数可调的特点能够改善电动机、变换器与电源之间的电磁兼容性[1]。 矩阵变换器的原理在80年代被提出，由于具有性能优良的潜在优势，越来越引起人们的重视，有逐步取代交-直-交变频器、周波变流器的趋势[2]。特别是它具有本身不产生谐波污染的同时,能够对电网进行无功补偿的能力，其总体性能高于其它变换器。在日益关注可持续发展问题，大力推行电力环保、绿色电源的今天，研究与开发矩阵式变换器特别具有现实意义。 矩阵变换器的关键技术主要包括:主回路的拓扑结构和工作原理、安全换流技术、调制策略和保护电路设计等，下面就这些关键技术的研究进行一一介绍。
2 主回路拓扑结构和工作原理 矩阵变换器的名称来源于它的矩阵状拓扑结构。一个m相输入、n相输出的矩阵变换器，由m×n个双向开关组成，它们排列成矩阵形状，分单级和双级两种。 图1 单级矩阵变换器拓朴结构 2.1 单级矩阵变换器 常规的矩阵变换器是一种单级交-交变换器(见图1)，其结构简单，可控性强，但存在以下缺陷: l 最大电压增益为0.866，并且与控制算法无关; l 主电路的9个双向开关存在控制和保护问题，应采用安全换流技术; l 必须采用复杂的pwm控制和保护策略，同时要求复杂的箝位保护电路。 单级矩阵变换器的理论和控制技术得到了飞速的发展，但仍然停留在实验阶段，而不能在工业中推广应用，原因在于: l 其控制策略复杂，计算量大; l 四步换流法增加了控制的难度, 降低了系统的可靠性; l 开关数量多，系统成本过高[3,4]。
一次500kv开关误跳闸事故分析 发表时间：2017-11-06T14:39:52.437Z 来源：《电力设备》2017年第18期作者：李洁 [导读] 摘要：本文主要介绍的是某机组在停机的状态下，由于工作人员在工作的过程中对发电机的碳刷没有进行良好的维护从而引起电机转子接地保护，导致500kv开关系统的跳闸事件。从而引发了在系统内部专业人员在进行电机碳刷更换的过程中需要注意的事项。在该文中结合了发电机转子接地以后发生的故障危害，说明了要对转子接地的保护工作进行选择，同时要对接地保护的工作现场进行规范化的管理，期望可以降低工作风险。 （广东电网有限责任公司佛山供电局变电管理三所广东佛山 528000） 摘要：本文主要介绍的是某机组在停机的状态下，由于工作人员在工作的过程中对发电机的碳刷没有进行良好的维护从而引起电机转子接地保护，导致500kv开关系统的跳闸事件。从而引发了在系统内部专业人员在进行电机碳刷更换的过程中需要注意的事项。在该文中结合了发电机转子接地以后发生的故障危害，说明了要对转子接地的保护工作进行选择，同时要对接地保护的工作现场进行规范化的管理，期望可以降低工作风险。 关键词：发电机；转子接地保护；轴电压 1 500kv开关误跳闸事件 在2012年的4月的一天，某电厂的2号机组在停机以后，该系统开关的以正常的方式进行运行，其中2号机组的发变组刀闸处于“分闸”的位置。也就是说整个机组处于一种停机检修的状态。但是在下午四点左右，该系统的开关突然集体跳闸，从集控室发出的报警信号为：“2号发变组上的发电机转子接地，从而引发的动作保护”。 2 事件分析 2.1 原因分析 在该机组停止运行以后，工作人员按照惯例对2号机组的发电机碳刷以及相应的风道进行详细的检查，也就是从主要方面对该机组进行设备维护。但是在检修的过程中由于操作人员的专业知识不扎实以及没有相应的经验，所以引发了发电机的励磁系统接地这样的事故，从而使2号发电机转子进行了接地保护，最终导致了该机组的开关集体跳闸，500kv环路供电停止。 2.2 继电保护动作分析 在发电机组中发电机转子进行接地保护的基本原理是：在发电机运行或者是停运的过程中都可以对发电机的励磁回路以及其他的装置进行对地绝缘保护。其中保护的方式分为两段。第一段的阻值为一万五千欧姆，延长时间为1.5秒；第二段的定值为五千欧姆，其中延时为3秒。在进行接地保护的过程中第一个动作作用于基本的信号上，第二个时限动作于全停状态。也就是使各种开关断开以及用电切换或者是将主汽门进行关闭等等。 3 该次跳闸事件引发的一系列思考 本次事故的主要原因就是工作人员在进行发电机碳刷维护的过程中没有采取正确的维护方式，导致后续的发电机励磁系统的绝缘性显著下降，从而引发了发电机转子的接地保护，导致该系统的开关误跳闸。发生这次事故的主要原因有两个方面：第一、管理人员没有在现场对发电机的碳刷维护工作进行良性的指导，工作人员专业素质较低，管理层也没有对工作人员进行培训；第二、就是设备维护的工作人员没有对该设备进行很好的认识，没有按照现场相关的制度去严格的进行执行等。 3.1 对发电机碳刷的维护工作要高度重视 在发电机运行的过程中机组是高速旋转的，长时间的使用会使励磁或者是大轴接地碳刷产生很大的磨损，这样就会出现一系列的不正常情况，比如：出现火花、温度异常升高等状况，这个时候就需要有专门的工作人员对其进行维护，从而保证发电机组的正常运行。碳刷是一种特殊的设备，对碳刷的维护工作也是一项十分复杂而且艰巨的任务。因为在碳刷进行维护的工作中面对的是一直旋转的发电机，而且这种发电机的周围温度相比其他装置温度高很多，噪声也比较大；另外碳刷与保障发电机二次设备的安全也有十分密切的关系，即便是在发电机停止运行的过程中也可能因为操作的失误引起误跳闸，造成一定的事故。所以在进行碳刷维护的过程中需要小心、谨慎的对碳刷进行改进。在进行励磁或者是接地碳刷的清扫以及更换的过程中应该根据安全工作的相关章程进行安全操作，防止人身事故或者是设备事故的发生。同时还需要根据实际情况来制定出一套完善的管理方案，对操作人员的上岗资格以及相关的操作方法进行明确的规定，做好工作过程中的风险评估，避免保护误动作的产生。 3.2 进行发电机碳刷更换过程中转子接地保护问题 在该事故发生以后相关的工作人员召开了紧急会议，对该事故进行了详细的讨论，讨论的主题围绕这在碳刷更换的过程中如何防止误动作的产生。其中第一种意见就是：在进行碳刷更换工作的过程中有可能会引起一系列的误动作，尤其是在对大轴接地碳刷的更换过程中，接地点往往会产生松动的现象，从而引起误动作的产生。本厂的发电机转子接地保护装置采用的是电压式转子一点接地保护。在一般的过程中发电机的转子故障是不会对相关的发电机造成伤害的，而且在进行碳刷更换工作的过程中是有计划的、精心准备过的，而且在进行更换的过程中没有允许在不同极的碳刷上进行，所以说如果出现了异常的现象，那么就会出现比较明显的故障点，也就是说造成两点接地这样的故障的可能性是十分小的。如果在平常的过程中对继电保护的工作人员进行积极的教育与培训，出现一点小小的接地保护警告就立即停止当前的工作，选择合理的方法进行事故的处理，那么就会大大的减少不必要的跳闸，同时也会减少对500kv系统的冲击，降低该系统的经济损失。所以，在进行更换碳刷的工作过程中可以考虑对保护信号这种功能的保留，将跳闸功能信号暂时取消，等正常工作以后在对其进行恢复。第二种意见就是：转子两点的接地故障会严重的危害发电机整个系统的安全，危害性十分的严重，而且作为发电机主保护的装置，无论是什么样的情况下都要保证其具有严格的完整性，坚决不能将跳闸功能取消，这样不但可以保证系统的安全，同时在转子真正发生故障的时候可以进行拒动的保护而避免事故的发生。 4 对现场管理进行规范化的措施以及建议 4.1 针对本次误跳闸事故的发生，其中一部分人认为如果做好了安全措施，那么在进行碳刷更换的过程中是不可能发生两点接地这种现象的。所以，这些人认为，对于大型发电机组转子接地故障不会有太严重的后果，对于信号进行保护可以有效的避免大型机组对系统的干扰，同时还会有效的降低给电厂造成的经济损失。但是必须明确指出的是进行信号的动作保护是为了能够让检修人员在信号发出的时候
开关电容的PWM DC - DC转换及其变化状况摘要：本文提出了一种新型开关电容脉宽调制（PWM）转换器。该转换器是一个开关电容和PWM转换器组合。它具有以下优点： 1)所有的MOSFET都是零电压开关； 2)自耦变压器自驱动的方法，不必调整同步整流器控制时序，因此大量减少了二 极管传导损耗； 3)对漏电感不敏感，因此可以使用独立的变压器，它同时适用于电压调节模块 （VRM）和虚拟咨询台（VRD）； 4)单相选择会更加灵活。在相位控制策略的整个负载范围内，它可以达到更高的 效率。构建一个700千赫l.2-V/35-A油料原型和一个四相700千赫l.2-V/130-A VRM原型是来验证分析。 索引词：负载点（POL）转换器，自驱动脉冲宽度调制解调器（PWM），开关电容转换器，零电压开关电容（ZVS）。 I.引言 计算机和电子通讯的新一代设备，它采用了开放式结构，模块化信号和数据的处理方法，因此有必要使用分布式电源系统。对互联网广告的使用需要配有先进的，高质量的基础设施和可靠的“电网”，从而自然而然采用分布式发电，配电，和调控。电力处理系统的未来发展，把几乎所有的电力负荷接到有能源来源的电力电子设备。先进的功率处理系统预计将达到完全可控，完全可重构，自治和可定制的平台，可应用在，诸如电信，计算机，互联网基础设施，汽车应用，航空航天的电力能源供应。这些先进的系统将被要求提供按需提供能源，并按任何速率和任何需要的形式下载。 为了支持技术的发展趋势，行业在每个电路板的定制，小型化功率负载点（POL）转换器上尝试收集功能更多和更先进的耗电的处理器。随着迅速增长计算机和电信应用，POL的DC - DC模块是变得越来越小。对于一些规模DC - DC模块，输出电压低于1V，输出电流要高得多。高功率密度和高效率是DC - DC模块制造商的主要目标。高开关频率也增加控制带宽，因为同一瞬态要求，以至于需要更少的输出电容器。然而，在同步整流（SR）下，传统的多相降压控制器在高频率下有几个严重的问题：高开关损耗，高驱动损耗，高体二极管损耗。一个自我驱动的零电压开关（ZVS）非隔离式全桥的DC - DC转换器，如图1所示。它的运作正如两相转换器，并使用交错控制。与传统的两相降压转换器对比，自驱动非隔离（ZVS）全桥直流直流转换器具有以下优点： 1)所有MOSFET的ZVS； 2)消除SR驱动器节省成本； 3)无需调整SR控制时间，因此，减少体二极管传导损耗； 4)显着减少关断损耗和反向恢复体二极管造成的损失延长工作周期；