并联电容器组的过电压保护 【摘要】对并联电容器组的过电压保护进行深入研究，对于实际电力的正常运行有着十分重要的作用。本文首先研究了过电压保护的重要作用，然后分析了并联电容器组所承受的不同过电压，然后在探讨过电压保护方法思路的基础上，提出了电容器组运行维护的注意事项。 【关键词】并联；电容器组；过电压；保护 一、前言 并联电容器组在电力系统中的应用十分广泛，作用也十分明显。注重对过电压保护的研究，能够更好地指导电力实践。并联电容器组在实际运行过程中，会承受到多种不同类型的过电压，研究过程中有必要着重进行分析。 二、过电压保护的作用 电容器内部故障发展过程，大多数先是个别元件发生击穿短路，如无内熔丝动作切除故障元件，则为故障元件所在串联段短路，当故障继续发展就会有数个串联段乃至全部击穿短路。设置各种电容器内部保护是期望故障电容器在全击穿之前撤出，以免发生外壳爆裂事故。就保护灵敏度而言，通常是内外熔丝保护高于不平衡保护，而不平衡保护高于过电压保护，从而构成诸种保护的配合顺序。 当电容器组采用内熔丝或外熔丝为主保护时，不平衡保护和过电压保护为后备保护；当电容器组采取无熔丝保护时，不平衡保护为主保护，过电压保护为后备保护。过电压保护作为后备保护，是在主保护失效时起作用。可见，无论是采取何种保护配置组合，过电压保护都是不可或缺的保护方式。根据高压并联电容器装置的使用场所和装置构成及其技术特性的区别。 三、并联电容器组承受的过电压 并联电容器组的过电压问题，主要考虑操作过电压，因为对电容器组来讲遭受雷击大气过电压的机率很小，雷电波在大电容的影响下，陡度较小，减小了对绝缘的危害。常见的操作过电压主要有以下几个方面。 1.电容器组分闸时弧燃引起的过电压 电容器组的操作过电压大多是由于在断路器分闸时电弧重燃所引起的。单相重燃时，在电容器组不接地中性点上，产生中性点对地过电压。此过电压与其它相电容上的电压叠加，形成更高的极对地过电压。 2.合闸时电容器极间过电压
并联电容器组配套装置及应用技术 摘要：阐述高压并联电容器组的配套装置断路器、串联电抗器、放电装置、氧化锌避雷器及熔断器的电气特性和实际应用中的配置问题。 高压并联电容器组的配套装置，包括投、切电容器组用的断路器、串联电抗器、放电元件、氧化锌避雷器及熔断器等设备。在电容器组的安装、运行和试验中，必须充分了解它们之间的有机联系和相互关系、电气性能和技术标准，在实际应用中，合理配置、有效配合，以确保设备、系统和人身的安全。 一断路器在高压并联电容器组上的应用 电容器在电网中的运行方式，随着无功负荷及电网电压变化而变化，因此电容器组用断路器的操作较为频繁，为此必须解决好两方面问题：①合闸时的频率、高幅值的合闸涌流给断路器带来的过电压、机械应力和机械振动;②开断时，电弧重燃给断路器及其他回路设备带来的重击穿过电压及绝缘冲击。故并联电容器除应满足一般的技术性能和要求以外，还必须满足以下要求：①合闸时，触头不应有明显的弹跳和振动;②分闸时不允许有严重的电弧重燃而导致的击穿过电压;③应有承受合闸涌流的耐受能力;④经常投、切的断路器应具有承受频繁操作的能力。根据目前国产断路器的生产情况，要同时满足以上四点要求，尚有难度，例如真空断路器虽然适于频繁的操作要求，但存在合闸弹跳和重燃问题，必须加装氧化锌避雷器以进行防止过电压的配合、加装串联电抗器以降低合闸涌流倍数的配合。可见，断路器在电容器组上的应用，尚无法完成其独立开断的任务，必须有其他配套设备进行补偿性配合。 二串联电抗器在高压并联电容器组上的应用 为了限制电容器合闸过程中的涌流、操作过电压及电网谐波对电容器的影响，大容量电容器一般应区分具体情况，加装串联电抗器。其作用为：①降低电容器组合闸涌流倍数及涌流频率;②减少电网中高次谐波引起的电容器过负荷;③减少电容器组用断路器在两相重燃时的涌流以利灭弧;④抑制一组电容器故障时，其他电容器组对其短路电流的影响;⑤抑制电容器回路中产生的高次谐波及谐波过电压。可见，加装串联电抗器对电容安全运行的重要性、对断路器顺利完成开断任务的必要性。但在实际应用中，是否加装串联电抗器，还要根据电容器的分组方式及安装地点的具体情况而定。比如装设在配电线路35kV农村变电所母线上的电容器组，容量较小，大多在2000kvar以下，一般没必要加装串联电抗器。但在下列情况下，必须加装串联电抗器：①采用“△”连接的电容器组;②装设于一次变电站中容量较大的电容器组; ③变电站装有两组以上且频繁投切的电容器组;④电容器投运时有谐波现象或因谐波引起电容器过负荷等。 三放电装置在高压并联电容器组上的应用 电容器从电源断开时，两极处于储能状态，如果电容器整组从电源断开，储存电荷的能量非常大，必然在电容器两极之间持续保持着一定数值的残余电压，其初始值，即是电源电压的有效值，此时电容器组在带电荷的情况下，一旦再次投入，将产生强烈冲击性的合闸涌流，并伴有大幅值的过电压出现，工作人员一旦不慎触及就有可能遭到电击伤、电灼伤的严重伤害。为此，电容器组必须加装放电装置。根据标准规定，与电容器连接的放电装置应能使电容器从电源断开后，其剩余电压在10min内降至75V以下。高压成套装置用放电装置的选择和安装与低压成套装置用放电装置十分相似又略有不同：①低压成套装置用放电装置通常有灯泡、带变压器指示灯和电阻三种形式。放电元件采用“V”形和“△”形连接方式，多以“△”连接为推荐方式，原因是任一相发生断线，仍能转化成“v”形连接方式，维持放电的不间断进行; ②高压电容器组通常除了在电容器内部接入放电电阻以外，配套装置中还必须加装与电容器直接相连的放电装置。一般中小容量的电容器组，放电装置可以采用相应电压等级的电压互感器，2O00kvar及以上的电容器组，多选用专用的放电线圈来完成。
常见电力电容器保护类型： 电容器保护 1 保护熔丝 现代电容器组的每台电容器上都装有单独的熔丝保护，这种熔丝结构简单，安装方便，只要配合得当，就能够迅速将故障电容器切除，避免电容器的油箱发生爆炸，使附近的电容器免遭波及损坏。此外，保护熔丝还有明显的标志，动作以后很容易发现，运行人员根据标志便可容易地查出故障的电容器，以便更换。 2 过电流保护(电流取自线路TA) 过电流保护的任务，主要是保护电容器引线上的相间短路故障或在电容器组过负荷运行时使开关跳闸。电容器过负荷的原因，一是运行电压高于电容器的额定电压，另一种情况是谐波引起的过电流。 为避免合闸涌流引起保护的误动作，过电流保护应有一定的时限，一般将时限整定到0.5s以上就可躲过涌流的影响。 3 不平衡电压保护(电压取自放电TV二次侧所构成的开口三角型) 电容器发生故障后，将引起电容器组三相电容不平衡。电容器组的各种主保护方式都是从这个基本点出发来确定的。 根据这个原理，国内外采用的继电保护方式很多，大致可以分为不平衡电压和不平衡电流保护两种。这两种保护，都是利用故障电容器被切除后，因电容值不平衡而产生的电压和电流不平衡来启动继电器。这些保护方式各有优缺点，我们可以根据需要选择。 单星形接线的电容器组目前国内广泛采用开口三角电压保护。 对于没有放电电阻的电容器，将放电线圈的一次侧与电容器并联，二次侧接成开口三角形，在开口处连接一只低整定值的电压继电器，在正常运行时，三相电压平衡，开口处电压为零，当电容器因故障被切除后，即出现差电压U0，保护采集到差电压后即动作掉闸。 4 不平衡电流保护 这种保护方式是利用故障相容抗变化后，电流变化与正常相电流间形成差电流，来启动过电流继电器，以达到保护电容器组的目的。常见的不平衡电流保护的方式有以下两种： 4.1 双星形中性点间不平衡电流保护 保护所用的低变比TA串接于双星型接线的两组电流器的中性线上，在正常情况下，三相阻抗平衡，中性点间电压差为零，没有电流流过中性线。如果某一台或几台电容器发生故障，故障相的电压下降，中性点出现电压，中性线有不平衡电流I0流过，保护采集到不平衡电流后即动作掉闸。
继电保护中电容器保护常用保护原理 电力电容器组不平衡保护综述 科技日益进步，经济持续发展，用户用电对电能的要求也日益升高。不单是对电能数量的需求不断增长，其对电压质量要求也越来越高，电容器保护测控装置不单要有足够的电能，还要有稳定的电能——即电压、频率、波形需符合要求，才能保证用户的用电设备持续保持最好的工作性能，从而保证工效效率。其中，电压质量是很重要的一个方面，不单对用户生产、生活、工作有重大影响，对整个电网的安全稳定经济运行也有着至关重要的作用。 与电压质量息息相关的就是无功电源，无功不足，会使得系统的电压幅值降低，对整个电网来说，电压过低可能引起电压崩溃，进而使系统瓦解，造成负荷大幅流失；对单个元件而言，电压的降低可能使其无法运行在最佳工况，同时造成电能损耗增大，甚至可能损坏设备，同时输电线路在同等条件下，电压越低传输的电能就越小。因此，必须保证无功电源的供应。同时，为了确保电网经济运行与用户的用电正常，又必须减小无功功率的流动，因此，无功补偿的基本原则是就地补偿。即在变电站及用户负荷处，将一定量的电容器串联、并联在一起，形成电容组，使其达到一定的容量、满足一定的电压要求，补偿系统无功、调节该节点电压。 1电容器组接线方式的决定因素 电容器通常是将若干元件封装在一铁壳内，构成电容器单元，再
由各单元先并后联，封装在铁箱内组成的。 当电容器组所接入电网的电压等级、容量要求确定以后，接线方式的选择则关系到了电容器组的安全性、可靠性以及经济性。决定接线方式的主要因素包括以下几个方面。 1.1受耐爆容量限制 电容器组在运行过程中，若其中某个电容器击穿短路，这个电容器将承受来自其自身及其他并联10KV电容器保护组的放电。为防止故障元件受放电能量过大冲击，导致电容元件爆炸，必须限制同一串联段上的并联台数，即有所谓的最大并联台数问题。可以通过减少并联数与增大串联段数的方法，来降低冲击故障电容器的放电能量。 1.2接线方式与设备不配套的限制 20世纪90年代末至21世纪初，由于工艺上的改进，使电力电容器的介质，结构发生改变，普遍采用了全膜电容器。电容器的容量越来越大，因此派生出了很多新的结构与接线方式。同时，在一段时间内，由于缺乏较高的 66kV电压等级的放电线圈，致使其66KV电容器保护测控装置选择及相应接线方式的应用受到限制，因此使相关接线方式适用范围受到了限制。由于这种不配套的限制，导致该时期电容器运行故障明显上升。经过阵痛之后，对配套设备的研究也跟上技术的研发进度，因此，这种限制现在基本消除。 1.3与应用的场合有关 在电力企业中，多采用星形接法，在工矿企业变电所中多采用三
并联电容器组熔断器“群爆”故障的典型案例处理 摘要：首先对变电站内可能引起并联电容器组熔断器“群爆”的因素进行了详细的调研与排查，根据其呈现的特征，提出了故障分析的方法以及整改方案；通过整改方案的落实，避免了该变电站电容器组熔断器“群爆”的情况再次发生。实践证明：规范地安装电容器组及加强运行的管理和维护，可以避免补偿电容器组熔断器“群爆”的情况发生。 关键词：并联电容器组；熔断器；群爆 礼经电器 1引言 作者实地考察了多次发生并联电容器组熔断器“群爆”的两个变电站，对变电站的运行日志所涉及到的运行参数进行了比较详细的分析研究。处理问题的态度是十分谨慎的，因为它关系到变电站的稳定运行，影响着电力系统的降损节能、电能质量以及整改措施实施过程中所需的资金等问题。根据电容器组熔断器“群爆”的特征，提出了与其故障相应的分析方法以及整改方案，整改之后，效果是显著的，没有再发生类似问题。对于帮助解决并联电容器组熔断器“群爆”的问题是十分有益的。 2发生多次并联电容器组熔断器“群爆”的两个变电站的基本情况 2．1变电站的基本情况
两个变电站的情况基本相似，均靠近城区，污染相对比较严重，属110kV降压变电站，由三种电压等级，即110kV、35kV，10kV。35kV、10kV都采用单母分段，中压侧负荷较重，低压侧存在一定的有电镀冶炼直供负荷。 2．2变电站并联电容器组与系统的接线、实际布置礼经电器 按照设计要求，在变电站的低压母线上，等容量装设并联电容器组，每组均通过隔离开关、断路器、电抗器等与10kV母线相连。隔离开关、断路器位于10kV户内配电装置的开关柜内，电抗器、电流互感器、并联电容器组等位于装设电容器的栅栏房内。每段母线接一组并联电容器，每组按三相星形连接，每相由多个电容器一端经熔断器、另一端在中性点并联。其中一组的实际布置（半露天）见图1。 3并联电容器组熔断器“群爆”的特征 案例：某一变电站，2001年4月30日8时54分，天气阴，伴有大风暴雨，风向为东南，突然，蜂鸣器响，“10kVⅡ段配电装
并联电容器装置设计规范(GB50227-95) 第一章总则 第1.0.1条为使电力工程的并联电容器装置设计贯彻国家技术经济政策, 做到安全可靠、技术先进、经济合理和运行检修方便,制订本规范. 第1.0.2条本规范适用于220KV及以下变电所、配电所中无功补偿用三相交流高压、低压并联电容器装置的新建、扩建工程设计. 第1.0.3条并联电容器装置的设计, 应根据安装地点的电网条件、补偿要求、环境状况、运行检修要求和实践经验,确定补偿容量、选择接线、保护与控制、布置及安装方式. 第1.0.4条并联电容器装置的设备选型, 应符合国家现行的产品标准的规定. 第1.0.5条并联电容器装置的设计,除应执行本规范的规定外,尚应符合国家现行的有关标准和规范的规定. 第二章-1 术语 1.高压并联电容器装置 (installtion of high voltage shunt capacitors): 由高压并联电容器和相应的一次及二次配套设备组成, 可独立运行或并联运行的装置. 2.低压并联电容器装置 (installtion of low voltage shunt capacitors): 由低压并联电容器和相应的一次及二次配套元件组成, 可独立运行或并联运行的装置. 3.并联电容器的成套装置 (complete set of installation for shunt capacitors): 由制造厂设计组装设备向用户供货的整套并联电容器装置. 4.单台电容器(capacitor unit): 由一个或多个电容器元件组装于单个外壳中并引出端子的组装体. 5.电容器组(capacitor bank): 电气上连接在一起的一群单台电容器. 6.电抗率(reactance ratio): 串联电抗器的感抗与并联电容器组的容抗之比,以百分数表示.
并联电容器补偿装置基本知识 无功补偿容量计算的基本公式： Q = P （tg φ1——tg φ2） =P( 1cos 1 1cos 12 2 12---?? ) tg φ1、tg φ2——补偿前、后的计算功率因数角的正切值 P ——有功负荷 Q ——需要补偿的无功容量 并联电容器组的组成 1．组架式并联电容器组：并联电容器、隔离开关（接地开关或隔离带接地）、放电线圈、串联电抗器、氧化锌避雷器、并联电容器专用熔断器、组架等。 2．集合式并联电容器组（无容量抽头）：并联电容器、隔离开关（接地开关或隔离带接地）、放电线圈、串联电抗器、氧化锌避雷器、组架等。 并联电容器支路串接串联电抗器的原因： 变电所中只装一组电容器时，一般合闸涌流不大，当母线短路容量不大于80倍电容器组容量时，涌流将不会超过10倍电容器组额定电流。可以不装限制涌流的串联电抗器。 由于现在系统中母线的短路容量普遍较大，且变电所同时装设两组以上的并联电容器组的情况较多，并联电容器组投入运行时，所受到的合闸涌流值较大，因而，并联电容器组需串接串联电抗器。 串联电抗器的另一个主要作用是当系统中含有高次谐波时，装设并联电容器装置后，电容器回路的容性阻抗会将原有高次谐波含量放大，使其超过允许值，这时应在电容器回路中串接串联电抗器，以改变电容器回路的阻抗参数，限制谐波的过分放大。 串联电抗器电抗率的选择 对于纯粹用于限制涌流的目的，串联电抗器的电抗率可选择为（0.1~1）%即可。 对于用于限制高次谐波放大的串联电抗器。其感抗值的选择应使在可能产生的任何谐波下，均使电容器回路的总电抗为感性而不是容性，从而消除了谐振的可能。电抗器的感抗值按下列计算： X L =K X C n 2 式中 X L ——串联电抗器的感抗，Ω; X C ——补偿电容器的工频容抗, Ω;
电力电容器保护原理解 释 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
常见电力电容器保护类型： 电容器保护 1 保护熔丝 现代电容器组的每台电容器上都装有单独的熔丝保护，这种熔丝结构简单，安装方便，只要配合得当，就能够迅速将故障电容器切除，避免电容器的油箱发生爆炸，使附近的电容器免遭波及损坏。此外，保护熔丝还有明显的标志，动作以后很容易发现，运行人员根据标志便可容易地查出故障的电容器，以便更换。 2 过电流保护 (电流取自线路TA) 过电流保护的任务，主要是保护电容器引线上的相间短路故障或在电容器组过负荷运行时使开关跳闸。电容器过负荷的原因，一是运行电压高于电容器的额定电压，另一种情况是谐波引起的过电流。 为避免合闸涌流引起保护的误动作，过电流保护应有一定的时限，一般将时限整定到0.5s以上就可躲过涌流的影响。 3 不平衡电压保护 (电压取自放电TV二次侧所构成的开口三角型) 电容器发生故障后，将引起电容器组三相电容不平衡。电容器组的各种主保护方式都是从这个基本点出发来确定的。 根据这个原理，国内外采用的继电保护方式很多，大致可以分为不平衡电压和不平衡电流保护两种。这两种保护，都是利用故障电容器被切
除后，因电容值不平衡而产生的电压和电流不平衡来启动继电器。这些保护方式各有优缺点，我们可以根据需要选择。 单星形接线的电容器组目前国内广泛采用开口三角电压保护。 对于没有放电电阻的电容器，将放电线圈的一次侧与电容器并联，二次侧接成开口三角形，在开口处连接一只低整定值的电压继电器，在正常运行时，三相电压平衡，开口处电压为零，当电容器因故障被切除后，即出现差电压U0，保护采集到差电压后即动作掉闸。 4 不平衡电流保护 这种保护方式是利用故障相容抗变化后，电流变化与正常相电流间形成差电流，来启动过电流继电器，以达到保护电容器组的目的。常见的不平衡电流保护的方式有以下两种： 4.1 双星形中性点间不平衡电流保护 保护所用的低变比TA串接于双星型接线的两组电流器的中性线上，在正常情况下，三相阻抗平衡，中性点间电压差为零，没有电流流过中性线。如果某一台或几台电容器发生故障，故障相的电压下降，中性点出现电压，中性线有不平衡电流I0流过，保护采集到不平衡电流后即动作掉闸。
中华人民共和国机械行业标淮 JB711393 低压并联电容器装置 机械工业部1993-10-08批准 1994-01-01实施 1 主题内容与适用范围 本标准规定了低压并联电容器装置的适用范围术语产品分类技术要求试验方法检验规则标志等 本标准适用于交流频率50Hz,额定电压1kV及以下的三相配电系统中用来改善功率因数的并联电容器装置(以下简称装置) 2 引用标准 GB2681 电工成套装置中的导线颜色 GB2682 电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色 GB2900.16 电工名词术语电力电容器 GB3047.1 面板架和柜基本尺寸系列 GB4942.2 低压电器外壳防护等级 JB3085 装有电子器件的电力传动控制装置的产品包装与运输规程 3 术语 除在本标准内明确说明的以外,其余的术语均应符合GB2900.l6的规定 3.1 (单台)电容器 由一个或多个电容器元件组装于单个外壳中并有引出端子的组装体 3.2 电容器组 电气上连接在一起的一组电容器 3.3 并联电容器装置 主要由电容器组及开关等配套设备组成的,并联连接于工频交流电力系统中用来改善功率因数降低线路损耗的装置 3.4 装置的额定频率(N) 设计装置时所采用的频率 3.5 装置的额定电压(U N)
装置拟接入的系统的额定电压 3.6 装置的额定电流(I N) 设计装置时所采用的电流(方均根值),其值为装置内电容器组的额定电流 3.7 装置的额定电容(C N) 设计装置时所采用的电容值,其值为装置内电容器组的额定电容 3.8 装置的额定容量(Q N) 设计装置时所采用的容量值,其值为装置内电容器组的额定容量 3.9 电容器组的额定电压(U n) 设计电容器组时所采用的电压 注对于内部联结的多相电容器,U n系指线电压 3.10 主电路 用以完成主要功能的电路 3.11 辅助电路 用以完成辅助功能的电路 3.12 过电压保护 当母线电压超过规定值时能断开电源的一种保护 3.13 过电流保护 当流过装置的电流超过规定值时能断开电源的一种保护 3.14 带电部件 在正常使用中处于电压下的任何导体或导电部件包括中性导体,但不包括中性保护导体(PEN) 3.15 裸露导电部件 装置中一种可触及的裸露导电部件,这种导电部件,通常不带电,但在故障情况下可能带电 3.16 对直接触电的防护 防止人体与带电部件产生危险的接触 3.17 对间接触电的防护 防止人体与裸露导电部件产生危险的接触
电力电容器保护原理技术要求 (1)电容器组应采用适当保护措施，如采用平衡或差动保护或采用瞬时作用过电流继电保护，对于3.15kV及以上的电容器，必须在每个电容器上装置单独的熔断器，熔断器的额定电流应按熔丝的特性和接通时的涌流来选定，一般为1.5倍电容器的额定电流为宜，以防止电容器油箱爆炸。 (2)除上述指出的保护形式外，在必要时还可以作下面的几种保护： ①如果电压升高是经常及长时间的，需采取措施使电压升高不超过1.1倍额定电压。 ②用合适的电流自动开关进行保护，使电流升高不超过1.3倍额定电流。 ③如果电容器同架空线联接时，可用合适的避雷器来进行大气过电压保护。 ④在高压网络中，短路电流超过20A时，并且短路电流的微机保护装置或熔丝不能可靠地保护对地短路时，则应采用单相短路保护装置。 (3)正确选择电容器组的保护方式，是确保电容器安全可靠运行的关键，但无论采用哪种保护方式，均应符合以下几项要求： ①保护装置应有足够的灵敏度，不论电容器组中单台电容器内部发生故障，还是部分元件损坏，电容器保护装置都能可靠地动作。
②能够有选择地切除故障电容器，或在电容器组电源全部断开后，便于检查出已损坏的电容器。 ③在电容器停送电过程中及电力系统发生接地或其它故障时，保护装置不能有误动作。 ④保护装置应便于进行安装、调整、试验和运行维护。 ⑤消耗电量要少，运行费用要低。 (4)电容器不允许装设自动重合闸装置，相反应装设无压释放自动跳闸装置。主要是因电容器放电需要一定时间，当电容器组的开关跳闸后，如果马上重合闸，电容器是来不及放电的，在电容器中就可能残存着与重合闸电压极性相反的电荷，这将使合闸瞬间产生很大的冲击电流，从而造成电容器外壳膨胀、喷油甚至爆炸。 电容器组保护： 开口三角保护，开口三角形保护标准名称为零序电压保护，多用于单星形接线 （对于没有放电电阻的电容器，将放电线圈的一次侧与电容器并联，二次侧接成开口三角形，在开口处连接一只低整定值的电压继电器，在正常运行时，三相电压平衡，开口处电压为零，当电容器因故障被切除后，即出现差电压U0，保护装置采集到差电压后即动作掉闸。 并联电容器组的保护及应用
并联电容器组的接线方式 (2009-06-09 14:37:33) 转载 标签： 分类：杂、论坛 电容器组 谐波 放电线圈 电抗器 文化 电容器的接线通常分为三角形和星形两种方式。此外，还有双三角形和双星形之分。 三角形接线的电容器直接承受线间电压，任何一台电容器因故障被击穿时，就形成两相短路，故障电流很大，如果故障不能迅速切除，故障电流和电弧将使绝缘介质分解产生气体，使油箱爆炸，并波及邻近的电容器。因此这种接线已经很少在10kV系统中使用，只是在380V配电系统中有少量使用。 在高压电力网中，星形接线的电容器组目前在国内外得到广泛应用。星形接线电容器的极间电压是电网的相电压，绝缘承受的电压较低，电容器的制造设计可以选择较低的工作场强。当电容器组中有一台电容器因故障击穿短路时，由于其余两健全相的阻抗限制，故障电流将减小到一定范围，并使故障影响减轻。星形接线的电容器组结构比较简单、清晰，建设费用经济，当应用到更高电压等级时，这种接线更为有利。 星形接线的最大优点是可以选择多种保护方式。少数电容器故障击穿短路后，单台的保护熔丝可以将故障电容器迅速切除，不致造成电容器爆炸。 由于上述优点，各电压等级的高压电容器组现已普遍采用星形接线。 高压电力系统的电容器组除广泛采用星形接线外，双星形接线也在国内外得到广泛应用。所谓双星形接线，是将电容器平均分为两个电容相等或相近的星形接线电容器组，并联到电网母线，两组电容器的中性点之间经过一台低变比的电流互感器连接起来。 这种接线可以利用其中性点连接的电流保护装置，当电容器故障击穿切除后，会产生不平衡电流，使保护装置动作将电源断开，这种保护方式简单有效，不受系统电压不平衡或接地故障的影响。
电容器保护整定计算 一、集合式并联电容器：例如BAMH11/√3-1200-1×3W B：并联电容器；A为浸渍剂代号，表示苄基甲苯 M：为介质代号，表示全膜介质（如为F表示膜纸复合介质） H：集合式 11/√3：额定电压 1200：额定容量 3：代表三相 W：户外 二、集合式并联电容器成套装置 TBB□-□-A K T表示并成套装置 BB表示并联电容器装置 第一个□表示额定电压 第二个□表示额定容量 A表示单星形接线 K表示开口三角电压保护 三、可调容集合式成套装置 TBB□-□+□-A K □+□为可调额定容量 一、延时电流速断保护 作为电容组与断路器之间连线以及电容器组内部连线上的相间短路、两（三）相接地短路故障的保护。 整定原则：按躲过电容器长期允许的最大工作电流整定，一般整定为3-5倍的电容器组的额定电流，同时为了躲过电容器组投入时的涌流，考虑0.1-0.2S 延时。 Idz=Kk×Ie Ie为电容器组额定电流 我们一般取4倍的Ie，T=0.1S IΦ=I=Q/1.732/U U为线电压（电容器Y形接线） 例如BAMH11/√3-1200-1×3W I=1200/√3/11 灵敏度要求：保护安装处故障时Klm≥2 二、过电流保护 作为电容组与断路器之间连线以及电容器组内部连线上的相间短路、两（三）相接地短路故障的保护。 整定原则：按躲过电容器长期允许的最大工作电流整定，一般整定为1.5-2倍的电容器组的额定电流,动作时间一般为0.3-1S.我们一般取2In,0.4S. 灵敏度要求：电容器端部引出线故障时Klm≥1.2-1.5 灵敏度=0.866×Idmin(3)/Idz≥1.5 Idmin(3)为最小方式下,保护安装处的三相短路电流 咱们计算灵敏度时一般考虑电容器串联电抗器的阻抗
浅述并联电容器组的过电压保护 发表时间：2016-11-09T14:28:35.610Z 来源：《电力设备》2016年第17期作者：毕书阳[导读] 并联电容器组的过电压问题，主要考虑操作过电压。 （内蒙古鲁电蒙源电力工程有限公司内蒙古呼和浩特）摘要：并联电容器组随的各种过电压，保护并联电容器组的金属物避雷器的技术特性，MOA的接线方案和参数的选择抑制过电压的其它措施等问题，供有关单位参考。 关键词：并联；电容器组；过电压保护一、并联电容器组承受的过电压并联电容器组的过电压问题，主要考虑操作过电压。因为对电容器组来讲遭受雷击大气过电压的机率很小，雷电波在大电容的影响下，陡度较小，减小了对绝缘的危害。常见的操作过电压主要有以下几个方面。 1.1 电容器组分闸时弧燃引起的过电压电容器组的操作过电压大多是由于在断路器分闸时电弧重燃所引起的。单相重燃时，在电容器组不接地中性点上，产生中性点对地过电压。此过电压与其它相电容上的电压叠加，形成更高的极对地过电压。据华北地区统计，用ZN10真空断路器投切8Mvar电容器组时，重燃率达10%，过电压最高可达5Uφ。分闸时还会产生两相重击穿和一次操作多次重击穿引起的操作过电压，但机率均较少。在电源侧有单 相接地故障时产生的单相重击穿过电压远高于接地故障时的情况。安装了串联电抗器的电容器组，由于电容器端电压的升高，使操作过电压相应提高。 1.2 电容器合闸引起的过电压 合闸时电容器极间过电压。未充电的电容器合闸时，极间过电压的最大值不会超过其额定电压峰值的2倍。如果电容器处于充电状态，而充电电压与系统电压大小相等，极性相反时，合闸时的极间过电压可能达到3倍。由于真空断路器触头弹跳引起的过电压。合闸时，真空断路器触头的弹跳将出现电弧断开有接通的重复过程，过电压可能达到2.8 ~ 3倍，对电容器绝缘油产生危害。 非同期合闸引起的过电压。断路器非同期合闸时，可能出现其中一相先合闸使电容器充电，而其它两相接通时，也会遇到大小相近，极性相反的工况，有可能发生高于2倍的过电压。 1.3 电容器合闸或分闸引起的远方放大过电压电容器合闸引起远方变电站中产生的相间过电压放大，在国际大电网会议中已成为热门话题，据统计某次事故中7台变压器的损坏与离变压器3.3km以内的并联电容器合闸有关。其原因是由于电容器合闸瞬间，在输电线路上注入一个阶跃电压波的反射所引起，在线路末端两相对地电压可能达到3.5倍，由于两相的电压波极性相反，相与相之间的电压可能达到6.5倍，这一问题在国内尚未引起注意。电容器分闸过程发生电弧重燃时，过电压波也会沿着输电线路传播，在辐射状线路的末端，经过反射再反射的作用，将过电压波放大，对末端变电站中的电气设备造成危害。例如1978年我国淮南电业局某变电站35kV、9.4Mvar电容器组用DW8-35断路器分闸时，使相距5km的另一变电站的户内穿墙套管和开关的支柱绝缘子发生7次相间闪络和多次对地过电压为 2.69Uφ，而相距5km的变电站中C相对地过电压高达5.2 Uφ，过电压放大了1.93倍。1983年丹东电业局某变电站的66kV、20Mvar电容器组用SW2-60T断路器分闸时，多处远方变电站因过电压造成避雷器动作，最远的距离达56km。 1.4 电容与电感的谐波匹配引起的谐振过电压例如：①电容器组与变压器同时合闸，由于变压器合闸涌流的谐波影响，其中某次谐波可能与电容器发生串联谐振，产生倍数很高的动态过电压，时间上可持续数周波，甚至几秒钟；②空载变压器母线上投入电容器时，电容器合闸涌流中的谐波分量也会产生动态过电压；③如电容器组选用中性点接地的电压互感器线圈，当电容器开断时，储存在互感器线圈内的电磁能将释放出来，通过中性点与母线和电容器外壳的对地电容回路，产生振荡，在断路器的相对地和断口间产生很高的过电压。 1.5 电容器组的其它过电压 主要指电容器组运行中曾发生的并非由于断路器分合闸产生的操作过电压，例如：配电线路断线接地或配电线路连续放电产生的过电压，配电变压器绕组因出线烧断放电引起非故障相变压器绕组的电干涸电容器组的电容形成的振荡回路产生的铁磁谐振过电压等都有可能对电容器组的绝缘造成危害。 二、保护并联电容器组的金属氧化物避雷器的技术特性交流无间隙金属氧化物避雷器（MOA）使用金属氧化物非线性电阻作为唯一工作元件的避雷器。非线性电阻阀片以ZnO为主体，约占90%，添加少量其它金属氧化物后经混合、压制、高温焙烧而成。由于阀片的非线性伏安特性非常好，即使当通过电流的变化达6个数量级时，而电压也只变动50%-60%左右。因此在过电压情况下，尽管通过MOA的电流数值很大，而能做到的保护较低的符合要求的残压值。阀片的伏安特性曲线如图一所示。当过电压过去以后在系统工作电压作用下阀片呈高电阻状态，将工频电流限制到数十微安，相当于绝缘状态，可持续运行。由于MOA没有间隙，在雷电过电压、操作过电压、暂时过电压和长期的工频电压作用下，都有相应的电流通过MOA。MOA的工作特性与传统的碳化硅阀型避雷器对比，其显著差别是：①MOA的保护水平只取决于残压；②MOA无灭弧问题，其可靠性主要取决于热平衡；③MOA除承受雷电和操作过电压时的负载外，还承受暂时过电压和系统工作电压的负载。 三、MOA的接线方案 二十世纪90年代初MOA保护电容器组的传统接线方案。在编制国家标准GB50227-1995《并联电容器装置设计规范》时，有关单位根据运行经验提出不少新接线方案，对传统方案有较大的突破。试验研究结果表明：电源侧有单相接地时单相重击穿，对电容器的极间电压无影响；两相重击穿时的过电压也不受单相接地的影响，以此作为确定避雷器参数的依据。 四、抑制电容器组分闸重燃过电压
电容器的接线通常分为三角形和星形两种方式。此外，还有双三角形和双星形之分。 三角形接线的电容器直接承受线间电压，任何一台电容器因故障被击穿时，就形成两相短路，故障电流很大，如果故障不能迅速切除，故障电流和电弧将使绝缘介质分解产生气体，使油箱爆炸，并波及邻近的电容器。因此这种接线已经很少在10kV系统中使用，只是在380V配电系统中有少量使用。 在高压电力网中，星形接线的电容器组目前在国内外得到广泛应用。星形接线电容器的极间电压是电网的相电压，绝缘承受的电压较低，电容器的制造设计可以选择较低的工作场强。当电容器组中有一台电容器因故障击穿短路时，由于其余两健全相的阻抗限制，故障电流将减小到一定范围，并使故障影响减轻。 星形接线的电容器组结构比较简单、清晰，建设费用经济，当应用到更高电压等级时，这种接线更为有利。 星形接线的最大优点是可以选择多种保护方式。少数电容器故障击穿短路后，单台的保护熔丝可以将故障电容器迅速切除，不致造成电容器爆炸。 由于上述优点，各电压等级的高压电容器组现已普遍采用星形接线。 高压电力系统的电容器组除广泛采用星形接线外，双星形接线也在国内外得到广泛应用。所谓双星形接线，是将电容器平均分为两个电容相等或相近的星形接线电容器组，并联到电网母线，两组电容器的中性点之间经过一台低变比的电流互感器连接起来。 这种接线可以利用其中性点连接的电流保护装置，当电容器故障击穿切除后，会产生不平衡电流，使保护装置动作将电源断开，这种保护方式简单有效，不受系统电压不平衡或接地故障的影响。 大容量的电容器组，如单台容量较小，每相并联台数较多者可以选择双星形接线。如电压等级较高，每相串联段数较多，为简化结构布局，宜采用单星形接线。 电容器一次侧接有串联电抗器和并联放电线圈。放电线圈的作用是将断开电源后的电容器上的电荷迅速、可靠地释放掉。由于电容器组需要经常进行投入、切除操作，其间隔可能很短，电容器组断开电源后，其电极间储存有大量电荷，不能自行很快消失，在短时间内，其极间有很高的直流电压，待再次合闸送电时，造成电压叠加，将会产生很高的过电压，危及电容器和系统的安全运行。因此，必须安装放电线圈，将它和电容器并联，形成感容并联谐振电路，使电能在谐振中消耗掉。放电线圈应能在电容器断开电源5s内将电容器端电压下降到50V。 对串联电抗器的作用，我们做一下重点介绍： 电容器配套设置的串联电抗器是为了限制合闸涌流和限制谐波两个目的，串联电
变电站并联电容器组接线方式及保护问题的探讨 摘要：根据电力系统的需要确定变电站并联电容器组总容量，并联电容器组的 可靠安全运行直接影响到电力系统电压的稳定，并可减少无功功率的跨区域输送 从而降低输电线路的电能损耗和提高输电线路的输送容量。为保证并联电容器组 的安全运行，本文对并联电容器组接线方式及保护问题进行探讨。 关键词：电容器；接线方式；保护；电力系统 1．引言 并联电容器组是变电站容性无功补偿装置，并联电容器组一般采用油浸式户 内布置或户外布置。在电力系统中主要起着调整电压的作用，对电网的安全运行 提供有利的保障，为保证变电站高压电力电容器的安全、可靠性的运行，首先要 确保电容器的质量安全，其次要正确的选择并联电容器组接线方式和保护形式。 2．电容器组接线 并联电容器组接线有两类：星形类和三角形类。但在国家标准《并联电容器 装置设计规范》（GB50227-2008）条文4.1.2条第1款中规定：“并联电容器组应 采用星形接线。在中性点非直接接地的电网中，星形接线电容器组的中性点不应 接地。”由于三角形接线在技术上存在不安全因素，单串联段的三角形接线并联电容器组，发生极间全击穿的几率比较大，图1为极间短路的示意图，图中故障点 的能量包含三部分，一是故障相健全电容器的涌放电流（如图1中曲线1所示），二是其他健全两相电容器的涌放电流（如图1中曲线2所示），三是系统的短路 电流（如图1中曲线3所示）。电容器油箱的耐爆容量远远小于这三部分能量的 总和，导致油箱爆炸。星形电容器组发生相间击穿故障时，由于受到健全相容抗 的限制作用，系统的工频电流（如图2中曲线1所示）极大的降低，其最大值一 般不大于电容器额定电流的3倍，并且没有其他两相电容器的涌放电流，只有同 相健全电容器的涌放电流（如图2中曲线2、3所示），电容器油箱的耐爆容量 远大于系统和同相健全电容器对故障点提供的能量，所以电容器油箱爆炸机率较少。综合比较后得出以下结论：并联电容器组接线应采用星形接线。 图1 图2 3.电容器元件和单台电容器保护 电容器保护的作用是在单台电容器内部元件发生故障，健全元件过电压在允 许范围，吸收能量不足以导致油箱外壳爆炸前可靠动作，切除故障，从而保护电 容器。内熔丝保护是保护电容器元件，电容器内部元件击穿时，内熔丝动作将故 障元件隔离，多个元件被隔离后导致其他健全元件产生过电压，当过电压达到设 定的不平衡保护动作值时，将动作于跳闸。外熔断器保护是保护单台电容器，其 动作是切除有内部元件故障的电容器；继电保护动作是切除有内部故障的电容器组，它可以作为电容器元件保护和单台电容器保护的后备保护。 关于内熔丝电容器保护： 1）存在保护“死区”（如瓷套管闪络、相对壳短路），此类型故障内熔丝不会 动作。为了消除“死区”，某些工程中采用“内熔丝+外熔断器”的保护配置，但实际 效果表明，这种保护配置方式不但不能提高电容器组的安全可靠性，反而导致其 配套设备增加，外熔断器故障增加，运行维护工作量增加。 2）内熔丝动作后隔离故障元件，电容器单元运行电流减小，健全元件上的运
不平衡电流指3相的电流不相等保护，一般3相电流都是不等的在允许的范围内就行了。零序电流是测接地故障的，3相4线的电力系统发生接地就会产生零序电流。 过电压元件电压取自母线PT。为避免在母线单相接地时过电压保护误动，电压采用线电压: 低电压保护电压取自母线PT 电容器保护 4.1. 两段式相间过电流元件保护电容器组与断路器之间的引线、绝缘子、套管间的相间短路故障，同时也可作为电容器内部故障的后备保护。 电容器组回路一般不装设电流速断保护，因为速断保护要考虑躲过电容器组合闸冲击电流及对外放电电流的影响，其保护范围和效果不能充分利用。 4.2. 过电压保护原理及功能由于系统负荷变化等原因，系统电压也经常变化。电容器输出的无功功率和内部有功功率损耗与两端电压的平方成正比，即Qc=ωCU2 P=ωCU2tgδ。当运行电压过高时，箱壳内的有功损失增加的很快，使电容器内部产生的热量超过电容器冷却作用所能散到周围空气中的热量时，热平衡就被破坏，温度升高，游离增大，使介质老化，寿命降低。除造成电容器外壳膨胀外，由于热击穿发展，造成局部地方击穿，易引起电容器爆炸。故电容器需装设较完善的工频过电压保护，确保电容器在不超过最高允许电压下和规定的时间范围内运行。 国家标准规定，电容器允许的工频过电压最大持续时间为：在1.1倍额定电压下，可长期运行；在1.15倍额定电压时，每24小时可运行30min；在1.2倍额定电压时，为5min；在1.3倍额定电压时，为1min。 为保证瞬时出现过电压后，过电压元件能可靠返回，过电压元件宜有较高的返回系数，可取0.95(>0.98)。 过电压元件电压取自母线PT。为避免在母线单相接地时过电压保护误动，电压采用线电压。 由于电压取自母线PT，为防止电容器未投入运行时，母线电压过高误切电容器，过电压元件中加有断路器合位判据。 4.3. 低电压保护原理及功能 从电容器本身特点看，运行中的电容器如果突然失去电压，对电容器本身并无损害。但可能产生以下后果：①当变电站电源侧断开、事故跳闸或电压急剧下降时，如果电容器还接于母线上，则当电源重合闸或备用电源自投后，母线电压很快恢复，在电容器的残压还未降到0.1倍的额定电压的情况下，就有可能使电容器承受高于1.1倍的额定电压而损坏。②当变电站断电恢复时，若变压器带电容器合闸，可能产生谐振过电压，使电容器损坏。③变电站断电恢复的初期，若变压器还未带上负荷或负荷较少，母线电压较高，也可能引起电容器过电压。故加设低电压保护，且其动作时限应小于上级电源进线重合闸或BZT的动作时限（变压器保护或其它保护跳开母线进线断路器时，应同时联跳电容器，但若加设低电压保护，且其动作时限整定适当，可不联跳电容器）。 低电压保护电压取自母线PT，为防止电容器未投入运行时，母线电压过低误切电容器，低电压元件中加有断路器合位判据。为避免在PT断线时低电压保护误动，电压采用线电压，由软件计算得出；且可通过控制字选择是否经有流闭锁。 4.4. 过负荷保护. 电容器组的过负荷是由系统过电压及高次谐波引起，按照国标规定，电容器应能在有效值为1.3倍额定电流下长期运行，对于电容量具有最大偏差的电容器，过电流值允许达到1.43倍额定电流。 由于按规定电容器组必须装设反映母线电压稳态升高的过电压保护，又由于大容量电容器组一般需装设抑制高次谐波的串联电抗器，故可以不装设过负荷保护。仅当该系统高次谐
目录 一．概述 (1) 二．保护功能 (1) 三．技术性能 (1) 四．机械特性 (2) 五、控制器界面图例 (2) 六．操作说明 (2) 1．【主菜单】功能说明 (2) 2．【实时数据】功能说明 (3) 3．【参数设置】功能说明 (3) 4．【电容状态】功能说明 (4) 5．接线端子及面板图 (5) 6．设定参考值 (6)
一．概述 UNT-WQ-3型微机保护单元是针对无功自动补偿装置的专用产品。该产品外型美观、保护功能齐全、操作简单方便、全中文显示；软件系统采用嵌入式系统设计，可靠性高，响应速度快；由于采用高精度测量芯片，因而测量精确可靠，控制精度高，完全能够取代传统的继电保护。 二．保护功能 1、二段延时不平衡电压保护，一段无时限速断不平衡电压保护 2、二段延时过流保护，一段无时限速断过流保护 3、保护时间整定范围0-50s 三．技术性能 1）工作电源：86-265VAC 2）电压输入：开口三角电压；电流输入：A、C相差电流 3）频率：50Hz 4）电容器控制输出：（5A250VAC） 5）报警继电器输出：（5A250VAC） 6）测量精度：相间电压≤0.5%线电流≤0.5% 7）微机保护单元动态响应时间小于30ms 8）工作环境： 环境温度：-20-60℃ 相对湿度：﹤85%（25℃） 海拔：﹤2000m 室内外安装，无导电尘埃、无蒸汽、无爆炸、无腐蚀性气体、无较强震动
四．机械特性 控制器尺寸：198*132*70mm(长×宽×高) 开孔尺寸：192*126mm(长×宽) 安装方式：将监控终端仪表装入装置面板开孔糟内，紧固螺钉将监控仪固定在装置面板上。 五、控制器界面图视 六．操作说明 1．【主菜单】功能说明 说明：主界面有三个菜单项，分别是 实时数据、参数设置和电容状态等。 按键说明：【上键】向上选择菜单项； 【下键】向下选择菜单项； 【确定键】进入选中的功能界面。主菜单