电容器组不平衡电压保护动作原因分析
摘要：本文针对某110kV变电站10kV 2#电容器组因不平衡电压保护动作导致跳闸，分析不平衡电压保护动作原理，依次对集合式并联电容器、电抗器、放电线圈、避雷器等进行诊断性试验，最终通过试验及数据分析判断故障原因为放电线
圈故障导致三相开口三角电压不平衡，从而引起电容器组不平衡电压保护动作跳闸。
一、故障情况
2017年1月，某110kV变电站10kV 2#电容器组因不平衡电压保护动作跳闸，保护动作电压整定值为15V，保护装置显示不平衡电压为18.15V。10kV 2#电容器
组一次接线原理图如图1所示，电容器组采用单星形接线方式，放电线圈二次端
子采用开口三角电压保护。
图1 10kV 2#电容器组一次接线原理图
二、不平衡电压保护动作原理及故障分析
10kV 2#电容器组中电容器为集合式并联电容器，该电容器采用六个瓷套引出，针对内部
故障，不平衡保护必然采用开口三角电压保护方式。它的原理是分别检测电容器的端电压，
再在二次端接成开口三角形得出零序电压，从而发现三相是否平衡而得出设备是否有故障。
因放电线圈（等同于电压互感器）一次端的两个端口是直接接在电容器两端的，因此它检测
的电压只由设备的两端电压决定[1]。
根据电容器组一次接线原理图和保护动作原理初步分析，可能是集合式并联电容器、避
雷器、电抗器或放电线圈出现内部故障引起一次电压变化，从而导致放电线圈检测到的开口
三角零序电压超过整定值，最终不平衡电压保护动作跳闸。
三、故障诊断
集合式并联电容器额定一次电压为 kV，容量2100kVar，2005年2月投运。通过对集合式
并联电容器诊断试验，并与上次试验数据比较，如表1所示，根据Q/GDW 1168-2013《输变
电设备状态检修试验规程》标准判断[2]，电容量误差范围：-5%~+10%，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。电抗器诊断试验数据如表2所示，通过数据分
析比对，集合式并联电容器及电抗器试验数据符合状态检修规程要求，试验合格，初步排除
并联电容器及电抗器故障引起的跳闸。
10kV 2#电容器组避雷器绝缘电阻、直流参考泄漏电流等诊断性试验数据如表3所示，通
过两次试验数据分析比对，避雷器绝缘电阻合格，直流参考电压及泄漏电流试验数据符合状
态检修试验规程要求，进一步排除避雷器原因引起的故障跳闸。
试验人员在排除一次设备故障、二次端子接地、接线端子接触不良等可能造成电容器组
不平衡电压保护动作因素后，对该电容器组进行交流耐压试验，试验通过，对该电容器组进
行试投运，保护装置仍显示不平衡电压保护动作跳闸。
试验人员最后对该电容器组放电线圈进行变比试验，依次在放电线圈一次侧加压，试验
电压11000V，二次侧电压表测量电压，如表5所示。试验数据显示，A、B相放电线圈实际
测量变比与额定变比一致，变比误差在允许范围内，C相放电线圈二次测量电压偏高，与额
定变比误差达到15.47%，且根据变比测得的三相放电线圈二次电压得到不平衡电压为18.0V，与保护装置显示的不平衡动作电压18.15V基本一致，分析故障原因为C相放电线圈内部绕组
故障导致三相放电线圈二次电压不平衡，最终导致不平衡电压保护动作跳闸。
四、故障总结
在对C相放电线圈进行更换后，该电容器组成功投运，也间接证实不平衡电压保护动作
故障为C相放电线圈故障导致。综上所述，10kV 2#电容器组不平衡电压保护动作跳闸原因为
该电容器组C相放电线圈内部绕组故障引起的三相开口三角电压不平衡，最终导致跳闸。
在故障原因分析中，试验人员从不平衡电压保护动作原理入手，对涉及到的相关一次设
发电机差动保护动作原因分析 一、事故经过 2012年10月23日07时29分，网控值班员听见巨响声同时发现盘面柴发电源二103-16断路器跳闸，网控值班员立即前往网控10KV配电室发现浓烟，经检查柴发电源二103-16高压柜后盖已被甩出，柜内已烧黑。2号发电机纵差保护动作，2号发电机组跳闸。07时33分，低频保护动作，甩负荷至第5轮。07时33分41秒，1号、3号机组跳闸，全厂失电。 二、故障分析 继电保护人员随后调取事故动作报告，发现发电机差动保护动作时刻，差动电流确实已经远超过了整定值，说明在103-16柜故障时刻发抗组差动回路确实存在很大的不平衡电流。与此同时为验证发电机差动回路内一次设备是否有故障，对发电机绕组及其一次母线进行对地及相间绝缘检查，未发现异常。证明发电机等一次设备未发生故障，发抗组保护装臵本身在这次大修期间已经对保护装臵及二次回路连线可靠性及差动极性正确性进行检查均未发现有误之处。差动动作时间和103-16柜发生故障时间基本同时发生，但是就算在故障过程中产生的瞬间大电流对发电机差动回路来说也应该是一个穿越性电流，不应该对发电机差动保护产生影响。随后保护人员调取录波图进行分析，发现故障时刻发电机中性点B相电流波形严重畸变。经过计算，发电机中性点B相电流与发电机机端B相电流之差正好等于装臵
采样的差流值。 从录波图上可以看出，故障时刻发电机中性点B相电流波形发生严重畸变，且故障时刻发电机中性点B相电流与发电机机端电流在同一时刻的相位及幅值均不相同，说明故障电流对发电机中性点电流互感器和发电机机端电流互感器造成的影响不同。 三、波形畸变分析 1、从录波图上可以看出，B相电流波形开始发生畸变前一刻波形
运行方式：焦东1112带110kV乙母经1100母联带110kV甲母,1号2号主变并列运行，10kVⅠⅡ段母线分段运行。 现象：警铃、喇叭响、1101、101绿灯闪光，有功、无功、电流指示为零，10kVⅠ段母线失压及所有运行出线有功、无功、电流指示为零，监控机一次图上1101、101开关为绿色闪光，发出＃1主变差动保护动作信号。 处理：将1101、101开关放至对应位置，经检查＃1主变保护装置上显示差动保护动作信号，对＃1主变差动保护范围内检查发现＃1主变高压侧A相套管闪络有放电痕迹。将保护动作情况，开关跳闸时间记录好，恢复装置信号，将10kVⅠ段所有运行出线开关由运行转热备用，汇报有关领导及金调。 将101小车开关摇至试验位置，断开1101、101开关储能空开，拉开1101丙刀闸、甲刀闸，断开1101、101控制电源空开，合上1101丙丁1刀闸，通知检修人员对A相套管进行检修，经检修好后恢复＃1主变运行。 恢复：＃1主变检修转运行，拉开1101丙丁1刀闸，合上1101、101控制电源空开，合上1号主变中丁刀闸，合上1101甲刀闸、丙刀闸，将101小车开关摇至工作位置，合上1101、101开关储能空开，将10kVⅠ段所有运行出线开关由热备用转运行。检查全站设备运行正常。汇报有关领导及金调。
运行方式：焦东1112带110kV乙母经1100母联带110kV甲母,1、2号主变并列运行，10kVⅠⅡ段母线分段运行。100分段备自投投入。现象：警铃、喇叭响、1101、101绿灯闪光，有功、无功、电流指示为零，监控机一次图上1101、101开关为绿色闪光，发出＃1主变差动保护动作信号。100分段备自投动作。 处理：将1101、101开关放至对应位置，经检查＃1主变保护装置上显示差动保护动作信号，对＃1主变差动保护范围内检查发现＃1主变高压侧A相套管闪络有放电痕迹。将保护动作情况，开关跳闸时间记录好，恢复装置信号，汇报有关领导及金调。 将101小车开关摇至试验位置，断开1101、101开关储能空开，拉开1101丙刀闸、甲刀闸，断开1101、101控制电源空开，合上1101丙丁1刀闸，通知检修人员对A相套管进行检修，经检修好后恢复＃1主变运行。 恢复：＃1主变检修转运行，拉开1101丙丁1刀闸，合上1101、101控制电源空开，合上1号主变中丁刀闸，合上1101甲刀闸、丙刀闸，将101小车开关摇至工作位置，合上1101、101开关储能空开，断开100分段开关，检查全站设备运行正常。汇报有关领导及金调。
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。
主变压器差动保护动作的原因及处理 一、变压器差动保护范围： 变压器差动保护的保护范围，是变压器各侧的电流互感器之间的一次连接部分，主要反应以下故障： 1、变压器引出线及内部绕组线圈的相间短路。 2、变压器绕组严重的匝间短路故障。 3、大电流接地系统中，线圈及引出线的接地故障。 4、变压器ＣＴ故障。 二、差动保护动作跳闸原因： 1、主变压器及其套管引出线发生短路故障。 2、保护二次线发生故障。 3、电流互感器短路或开路。 4、主变压器内部故障。 5、保护装置误动 三、主变压器差动保护动作跳闸处理的原则有以下几点： 1、检查主变压器外部套管及引线有无故障痕迹和异常现象。 2、如经过第1项检查，未发现异常，但曾有直流不稳定接地隐患或带直流接地运行，则考虑是否有直流两点接地故障。如果有，则应及时消除短路点，然后对变压器重新送电。差动保护和瓦斯保护共同组成变压器的主保护。差动保护作为变压器内部以及套管引出线相间短路的保护以及中性点直接接地系统侧的单相接地短路保护，同时对变压器内部绕组的匝间短路也能反应。瓦斯保护能反应变压器内部的绕组相间短路、中性点直接地系统侧的单相接地短路、绕组匝间短路、铁芯或其它部件过热或漏油等各种故障。 差动保护对变压器内部铁芯过热或因绕组接触不良造成的过热无法反应，且当绕组匝间短路时短路匝数很少时，也可能反应不出。而瓦斯保护虽然能反应变压器油箱内部的各种故障，但对于套管引出线的故障无法反应，因此，通过瓦斯保护与差动保护共同组成变压器的主保护。 四、变压器差动保护动作检查项目： 1、记录保护动作情况、打印故障录波报告。 2、检查变压器套管有无损伤、有无闪络放电痕迹变压器本体有无因内部故障引起的其它异常现象。 3、差动保护范围内所有一次设备瓷质部分是否完好，有无闪络放电痕迹变压器及各侧刀闸、避雷器、瓷瓶有无接地短路现象，有无异物落在设备上。 4、差动电流互感器本身有无异常，瓷质部分是否完整，有无闪络放电痕迹，回路有无断线接地。 5、差动保护范围外有无短路故障（其它设备有无保护动作）差动保护二次回路有无接地、短路等现象，跳闸时是否有人在差动二次回路上工作。 五、动作现象及原因分析： 1、差动保护动作跳闸的同时,如果同时有瓦斯保护动作,即使只报轻瓦斯信号,变压器内部故障的可能性极大。 2、差动保护动作跳闸前如变压器套管、引线、CT有异常声响及其它故障现
2013年第03期?总第310期 主变投运差动保护动作的原因分析 （汝南县电业公司，河南…汝南…463300） 王永慧 差动保护做为变压器主保护，其保护范围是变压器各侧电流互感器之间的一次设备，当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流正比于故障点电流，差动继电器动作，其主要反映以下故障：变压器引线及内部线圈的匝间短路，线圈的层间短路，大电流接地系统中线圈及引线的接地故障。它能迅速而有选择地切除保护范围内的故障，但往往却因接线错误而导致差动保护误动。 1 保护动作情况 汝南县35 kV 三桥变电站通过增容改造后进行试送电，两台主变的冲击、核相等工作均顺利正常，在进行三桥#1主变带负荷时，三桥#1主变差动保护动作跳闸，现场调度随即令三桥#1主变停止运行，解除备用，做安全措施，并安排保护人员准备进行检查试验，同时又对三桥#2主变进行了带负荷试验，三桥#2主变差动保护也出现动作跳闸情况。 2 保护动作现场试验分析 针对两台主变均出现相同的保护动作情况，现场运行验收人员认为有以下几种可能：两台变压器的差动保护范围内均存在故障； 电流互感器二次接线极性端有接反现象或接线有不正确情况；保护定值输入出现错误。 现场运行及保护人员立即对两台主变进行了检查试验，经测量两台变压器直流电阻均正常，变压器与电流互感器之间也无任何异物，变压器内部未发现气体产生，冲击试验时变压器声音均正常，可以排除变压器差动保护范围内存在故障而导致动作。 保护人员又将两台主变两侧的电流互感器二次线重新核对了变比、用万用表进行点极性、核对线号，接线变比、极性端、接线均正确。为避免使用万用表点极性过程 出现错误，保护人员将极性反接后，两台主变带负荷时仍然出现差动保护动作跳闸，这也说明不是电流互感器二次线极性端存在问题。行保护人员向验收专家组提出这样一个问题：35 kV 三桥变电站在20世纪90年代建设时期，由于受当时设计技术影响，35 kV 三桥变电站设计为小型化末端变电站，室外布局较为紧凑，35 kV 进线间隔只有一组刀闸，且安装在35 kV 母线门型构架上，三桥351母刀闸与35 kV 母线的A 相跳线，距离35 kV 进线刀闸与母线的跳线较近，缺少安全距离，为了保证安全距离，当时将A 相与C 相的跳线进行了互换，这样三桥351母线A 相跳线在空间上距离缩短，减少了跳线的摆动幅度，保证了与35 kV 母线跳线的安全距离；本次增容改造，由于受资金限制，室外设备构架均未改动，只对一次设备进行了增容和更换，并将常规继电器保护更换为综合自动化保护。主变的一次进线侧A 相与C 相仍按原来的方式进行跳线，是否问题就出在这里。 3.1 主变接线组别的变化 在电力系统中，35 kV 主变压器常采用Yd11接线方式，35 kV 三桥#1、#2主变压器也是Yd11接线方式，当A 相与C 相接反后，实际接线方式已发生了变化，由Yd11变化为Yd1。即低压侧按ax–cz–by–ax 顺序接成三角形，变化为ax–by–cz–ax 顺序接成三角形。变化情况如图1、图2所示。 i Ａ＇２ i Ｃ＇２ i Ｂ＇２ i Ｂ＇２ i Ｃ＇２ i Ａ２ i Ｂ２ i Ｃ２ i Ａ＇２ i Ｃ＇２ i Ｂ＇２ i Ａ＇２ i Ｂ＇２ i Ｃ＇２ i Ａ２i Ｂ２ i Ｃ２ i Ｂ２ i Ｃ２ i Ａ２ 图1 Yd11接线图 图2 Yd1接线图
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，
咼压电机差动保护动作的几种原因 时间：2016/1/30 点击数：526 高压电机在运行过程中特别是改造初次投产时会因接线不正确、变比选择不匹配及其他疏漏，引起电机、 变压器差动保护动作，这些问题如不能及时、准确的处理，便会影响到油气生产。我们在实践中找到了很多解决此类问题的办法，供大家共享。 1电机差动保护动作原因分析 1.1已经投产运行中的电机 已经投产运行的电机当岀现差动保护动作时，大都不是因为接线错误了，而是因为电机、电缆或保护装置岀现了问题。解决办法：对电机差动保护的定值和动作值进行比对，就能大致判断岀故障的主要原因并决定先对那些设备进行检查。一般来说，依次对电机、电缆进行绝缘测试、直阻测试，对差动回路包括电流互感器进行测试，检查是否有异常，对保护装置进行检查，也可分班同时进行检查。根据我们的经验，主要是电机内部短路、电缆短路特别是有中间接头的地方以及 CT和二次回路的问题。 投产后的电机也会因外界因素或运行方式的改变，造成电机差动保护动作。我单位卫二变电所就出现了这 种问题。卫二变高压622注水电机在正常运行时，由于给2号主变充电，造成622注水电机差动保护动作。 这个看似没有关联的操作却引起了差动保护动作。后经分析、查找、试验，发现差动电流互感器开关侧其 二次线错接在了测量级上，其电机两侧CT的特性不一致。当给 2号35kV主变充电时就会有直流分量和 谐波串到6kV电机保护回路中（具体分析不在这里赘述），造成差流过大（动作值 1.6A左右，动作整定 值1.02A ）。更改后，再次启动电机并用钱形电流表（4只表）检测二次回路，其差流正常，保护不再误 动。 2改造或新设备第一次投产时，电机差动保护动作原因分析 由于安装人员技术水平不高或是粗心或是对设备了解不够、理解偏差，对电机、保护装置改造后或是新设 备第一次投产试运行时，往往会岀现差动保护动作的现象。下面就介绍我供电服务中心所管辖的变电所岀现过的几种情况。 ⑴郭村变624高压注水电机改造后，几乎每次启动都会出现差动保护动作（动作值 6.2A-7.2A。动作整定 值5.2A ）。对装置的参数整定，CT的极性、接线进行反复检查均没问题，电机试验也正常。后来确认， 由于电机距离开关柜较远（1000m ），电机中心点CT的带负载能力不够，从而在电机直接启动时（启动电流是额定电流的4-6倍）造成差流岀现。测量电动机尾端到开关柜保护装置的接线直阻为 3.5欧，CT带 负载能力为2.2欧。我们从厂家制造了两只专用CT，二次绕组都制成保护级且变比相同，把其副边串接起 来，在不改变变比的情况下，提升了带负载能力。改造后正常。 ⑵郭村变624电机再次改造后，第一次试运行出现了差动速断跳闸，动作值30.2A，动作整定值21.7A。我们对电机、电缆、CT变比、极性及二次回路进行了检查，都没有问题。对差速的动作值与动作整定值进行比对分析，不该是电机差动CT极性接反（相角差180度），接反后其动作值应在 42A以上，更像是差 动回路或一次回路相序不对，其动作电流肯定大于 21.7A，一般小于42A。其动作值与启动电流 258 2015年9月下 的大小成正比，也可以每次启动时，用四只钳形电流表测得数据，再根据余玄定理大致算岀来理想状态下
主变压器差动保护动作的原因及处理示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
主变压器差动保护动作的原因及处理示 范文本 使用指引：此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 主变压器差动保护动作跳闸的原因是： （1）主变压器及其套管引出线发生短路故障。 （2）保护二次线发生故障。 （3）电流互感器短路或开路。 （4）主变压器内部故障。 处理的原则是： （1）检查主变压器外部套管及引线有无故障痕迹和异 常现象。 （2）如经过第（1）项检查，未发现异常，但本站 （所）曾有直流不稳定接地隐患或曾带直流接地运行，则 考虑是否有直流两点接地故障。如果有，则应及时消除短
路点，然后对变压器重新送电。 （3）如果进行第（2）项检查，未发现直流接地故障，但出口中间继电器线圈两端有电压，同时差动继电器接点均已返回，则可能是差动跳闸回路和保护二次线短路所致，应及时消除短路点，然后试送电。 （4）检查高低压电流互感器有无开路或接触不良现象，发现问题及时处理，然后向变压器恢复送电。 （5）如果上述检查未发现故障或异常，则可初步判断为变压器内部故障，应停止运行，等待试验；如果是引出线故障，则应及时更换引出线。 （6）如果差动保护和瓦斯保护同时动作跳闸，应首先判断为变压器内部故障，按重瓦斯保护动作处理。 请在此位置输入品牌名/标语/slogan Please Enter The Brand Name / Slogan / Slogan In This Position, Such As Foonsion
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
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。
6kV电容器不平衡电压保护误动现象的分析刘勇 发表时间：2018-05-30T10:02:58.647Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：刘勇 [导读] 摘要针对最近两年我厂35/6kV变电所电容器频繁出现不平衡电压跳闸现象，根据故障现象、SOE报文、故障录波等数据，对不平衡跳闸原因进行分析和探讨，得出由于放电线圈铁磁饱和所造成，并通过试验和测量给出了整改措施。 （大庆油田有限责任公司第二采油厂黑龙江大庆 163000） 摘要针对最近两年我厂35/6kV变电所电容器频繁出现不平衡电压跳闸现象，根据故障现象、SOE报文、故障录波等数据，对不平衡跳闸原因进行分析和探讨，得出由于放电线圈铁磁饱和所造成，并通过试验和测量给出了整改措施。 关键词：电容器；不平衡电压；放电线圈；铁磁饱和；分析 一、前言 因电网容量增加和老区改造的需要，我厂对17座35/6kV变电所的放电线圈进行了更换。但是，自更换以来，先后出现了19次电容器组不平衡电压跳闸的现象，我们对各变电所的电容器组进行了长期的跟踪分析后认为，电容器组差动保护用放电线圈的故障是引起电容器组不能正常投运的主要原因之一。 二、电容器组的不平衡电压保护 电容器发生故障后，由于熔断器熔断，将故障电容器切除，从而引起电容器组三相电容值不平衡而产生电压不平衡，经放电线圈变换后，放电线圈二次侧的开口三角产生不平衡电压信号，动作于开关跳闸。原理图如图1所示，放电线圈一次绕组与电容器并联作为放电线圈，二次线圈中的一组接成开口三角。在正常运行时，三相电压平衡，开口三角电压值为零，当某相电容器因故障切除后，三相容值不平衡导致电压不平衡，开口处出现电压差，利用这个电压差来启动保护装置，动作于开关跳闸。 图1电容器组的不平衡电压保护 三、频繁不平衡电压动作原因分析 我们对不能正常投运的电容器组进行故障分析统计。所有的不平衡电压跳闸中：电容器损坏引起的不平衡电压动作占10.5%；放电线圈内部有短路，一次侧直流电阻超差占21%，常规试验项目数据正常，但差动保护仍误动作68.5%。由此可见不明确故障率很高，由于差动保护直接接于放电线圈二次侧，因此我们把研究的重点放在放电线圈上。经过分析，原因有如下三点： 1、一、二次线圈间的电压比误差偏大 线圈L1、L2上的电压，在运行中一般是相等的。但如果两个线圈的一、二次侧的电压比出现了差异，相应会引起二次侧电压差值偏大。 2、铁芯在运行电压下饱和，引起线圈伏安特性的非线性化 设备在6kV电压下长期运行，有可能会给铁芯造成剩磁，使铁芯饱和，引起线圈伏安特性的非线性化，继而导致线圈一、二次侧感应电压的严重不相等，引起二次侧电压差值的增大。 3、放电线圈间的角差引起差动电压偏大 放电线圈二次侧电压的相角取决于一、二次线圈之间的耦合系数。在放电线圈的内部构造中，特别是有两个独立铁芯的，因为线圈位置的不同，线圈间的电磁耦合系数也各有不同。即使二次侧的感应电压在数值上完全相等，但它们的相角差却有可能不为零。二次侧电压角差引起的二次压差如图2所示。 图2二次电压角差引起的二次压差 这里，我们可以排除1、3原因，因为在68.5%不明原因跳闸的不平衡电压动作电容器中，再次合闸送电后80%可以继续投入运行，但是，过一段时间又会出现不平衡电压跳闸。如果是放电线圈存在一、二次线圈变比误差或角差，那么会在4.2S（不平衡定值时间）内跳
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
关于线路光纤差动保护误动的原因分析 1、摘要 2014年5月30日晚22：57分，在内蒙杭锦旗源丰生物热电厂，发生两条线路光纤差动保护动作跳闸事故；后经调度同意恢复线路供电，在操作1#主变进行冲击合闸时，本条线路光纤差动保护动作跳闸，经检查1#主变没有任何故障，申请调度令再次恢复供电，调度同意并仅限最后一次恢复供电，当又一次次操作1#主变进行冲击合闸时，本条线路光纤差动保护动作跳闸。至此，不能正常运行。 2、基本概况及事故发生经过 内蒙杭锦旗源丰生物热电厂有两台发电机变压器组，主变高压侧为35KV系统，两路进线由上级220KV变电站引来，两路进线之间有母联开关，启动备用变压器由Ⅰ段母线供电。由于两路进线在上级变电站为同段母线输送，所以正常运行时母联合环，两台机组并列运行。听当值运行人员讲，5月30日晚22:08分，事故发生之前系统报出过TV断线、零序过压、主变过负荷故障，并且C相系统电压均为零的状况，即刻到35KV配电室巡视，最终发现在Ⅱ段主变出线柜跟前闻见焦糊味。当即汇报调度采取措施，申请调度断开35KV母联开关310，保证Ⅰ段发电机变压器组正常运行。然后意在使Ⅱ段发电机变压器组退出运行，以便检查Ⅱ段主变出线柜焦糊味的来源情况。结果在间隔50分钟后，当晚22:57分左右，2#主变差动保护动作,跳开高低压侧开关,发电机解列.Ⅰ段、Ⅱ段线路光纤差动保护莫名其秒的同时动作跳闸，1#主变高低压侧开关紧跟着也跳闸,造成全厂停电事故。
上述情况发生后，向调度汇报，申请恢复线路供电，以保厂用系统不失电安全运行。调度要求自行检查故障后在送电,在晚上23:50分,检查出2#主变出线柜C相CT接地烧毁,后向调度汇报并经调度同意恢复了供电。厂用电所带设备运转正常后，计划启动Ⅰ段发电机变压器组,调度同意.在3:49分,操作1#主变冲击合闸时，本条线路光纤差动保护动作跳闸，同时向调度汇报。在检查1#主变没有任何故障后，申请调度令,恢复杭源一回线供电.调度同意并仅限最后一次恢复供电, 4:52分, 操作1#主变冲击合闸时, 本条线路光纤差动保护再次动作跳闸,11:33分申请调度恢复本厂厂用电系统,经调度同意,在11:39分恢复了厂用电系统. 根据其它运行人员反映，在此次事故之前，也有光纤差动保护动作跳闸的事情发生，而且不只一次。并且奇怪的是，在两台机组并列运行时，想让两台机组分段运行。在分断联络开关时，线路光纤差动保护也会同时动作跳闸,两条线路全部失电。或是正常操作断开一条线路时,也会使另一条线路光纤差动保护动作跳闸，说明光纤差动保护动作非常不可靠,存在着巨大引患. 3、光纤差动保护误动的原因分析 经过认真检查,2#主变出线柜C相CT接地烧毁（一次对二次及地绝缘为零）,B相CT也有严重拉弧现象,C相CT二次侧也有拉弧过的痕迹.A、B、C相CT一次触头螺丝没有紧死，有不同程度的虚接现象。必须重新更换CT.这也说明相关装置报出TV断线、零序过压、主变过负荷故障的原因所在, C相CT接地并存在严重拉弧现象,那么 C相系
1MRS100117 Issued: 3/2000 Version: A Data subject to change without notice RE_5_ _ 并联电容器不平衡电流保护 (CUB1Cap) 目录 1. 介绍 ............................................................................................... 错误!未定义书签。 1.1 功能 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 1.2 应用 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 1.3 输入说明............................................................................... 错误!未定义书签。 1.4 输出说明............................................................................... 错误!未定义书签。 2. 动作说明 ........................................................................................ 错误!未定义书签。 2.1 设置 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 保护单元额定值设定............................................................. 错误!未定义书签。 2.3 测量模式 (6) 2.4 动作标准............................................................................... 错误!未定义书签。 2.5 CUB1Cap的IDMT类动作 (9) 2.6 标准曲线组 (9) 2.6.1 RI 曲线组 (10) 2.6.2 RD 曲线组 (11) 2.7 自然不平衡补偿 (11) 2.7.1 分步补偿指令 (12) 2.8 设置组 (13) 2.9 测试模式 (13) 2.10 START, ALARM, TRIP和CBFP输出 (13) 2.11 复位 (13) 3. 参数和事件 (15) 3.1 概述 (15) 3.2 设置值 (16) 3.2.1 实际设置 (16) 3.2.2 设定组1 (16) 3.2.3 设定组2 (17) 3.2.4 控制设置 (18) 3.3 测量量值 (19) 3.3.1 输入 (19) 3.3.2 输出 (19) 3.3.3 记录数据 (20) 3.3.4故障单元计数器 (23) 3.3.5 事件 (23) 4. 技术数据 (24)
附录1：外文资料翻译 A1.1 不平衡电力系统电容器设置 摘要—本文提出一个针对三相不平衡的电力系统采用的电容器设置方法。这种方法不仅使功率损失和电容器费用降到最小，而且使当前电力系统中谐波引起的畸变降到最小。提出的方法是在平衡的和不平衡的操作条件下都能实现这个目标。当不平衡的系统接近于由他们的正向序列单相等值时，本文的一个目标就是讲述在电容器设置研究结果上的一些重大区别。此外，还讲述了在电容器设置中考虑谐波畸变的作用。并且提供了配电测试电力系统的数字例子来说明此方法。 关键词：优化，电容器设置，损失最小化，谐波畸变，不平衡操作，配电系统。 1绪言 配电系统在各个地点都安装有电容器，为了获得期望的电压波形，合适的功率因素和减少馈线功率损失。当处理一个包含几条馈线和他们旁路的大规模配电系统时，决定这些电容器的最佳安装地点和安装容量成为一个复杂的优化问题。除此之外，还有其他问题需要说明，例如电容器大小、电压和馈线负载的运行限值。针对平衡的配电馈线的有效解决方法已经被开发了[1,2]。这些解决方法主要运用于公式化问题中的正向序列网络模型和连带的功率流动。因此，结果不能直接运用在包含缺相馈线的系统中，不对称负载的馈线或者单相或两相馈线的电容器组。三相不平衡的配电系统将在[3,4]中研究，其中模拟退火算法和遗传算法分别用于解决这个更加复杂的问题。在[5]中，一种被简化的公式和MINOS优化包裹用于解决同一个问题。最近，配电系统中存在由非线性负载和控制设备产生的不需要的谐波。对安装有电容器的配电网，谐波会导致过电压。在[6]中提出了这个问题，并且介绍了一种使谐波过电压最小化的方法[6]。一种避免汇合问题和合并电容器的分离属性以及安装电容器组电压畸变的实用方法，在[7]被开发并且被提出。这种方法针对三相平衡的操作条件并且仅能分析正向序列网络。 在本文，[7]中讲述的内容将延伸到更加普遍的三相不平衡的操作情况下。几条配电馈线分为几段，混有单相、两相和三相负载。这样的系统和那些含有三相不平衡负载的系统一样，可以用本文当前的方法研究。除损失和电容器设施之外的费用，还有就是谐波畸变引起的费用，将在[8-9]中讨论。因此，问题被公式化，在这种情况下网络损失和谐波还有电容器的设置费用一起减到最小。 本文首先提出问题说明。然后描述了三相功率流动和线性谐波分析模块的细节，这部分组成了主要算法。其次是采用开发的程序和测试系统得到的仿真结果。最后一部分提出了结论和对未来工作的展望。
交流滤波器电容器不平衡保护 李君 （国家电网公司宜昌超高压管理处，湖北宜昌 443005） [摘要]文章针对葛洲坝、江陵换流站发生的交流滤波器跳闸事故进行原因分析,研究了交流滤波器电容器不平衡保护的原理，最终就交流滤波器的运行及维护提出建议。文中交流的经验对换流站的运行和维护具有一定参考作用。 [关键词] 换流站；交流滤波器 Unbalance Protection of Capacitors in AC Filter LI Jun (Yichang EHV Management Branch of SP,Yichang 443005,China) [Abstract] This paper analyzes the causes of the trip fault of AC filter happened in GeZhouBa converter station and JiangLing converter station,studies the principle of unbalance ptotection of Capacitors in AC filter.In the end of this paper some suggestions on operation and maintenance of AC filter are made.The experience introduced in this paper could be used for reference on operation and maintenance of converter station. [Key words] converter station; AC filter
10kV并联电容器组不平衡电压频繁动作故障排查与分析 发表时间：2018-11-16T20:17:00.137Z 来源：《基层建设》2018年第26期作者：张斌武 [导读] 摘要：本文通过对某地区10 kv电网并联电容器组的不平衡电压保护频繁动作原因的调查，对其不正确的保护动作的因素进行了详细的分析讨论，并提出了相应的预防措施，以避免或减少电容器的频繁保护动作造成的损害，影响电网运行的安全稳定性。 国网甘肃省电力公司武威供电公司甘肃武威 733000 摘要：本文通过对某地区10 kv电网并联电容器组的不平衡电压保护频繁动作原因的调查，对其不正确的保护动作的因素进行了详细的分析讨论，并提出了相应的预防措施，以避免或减少电容器的频繁保护动作造成的损害，影响电网运行的安全稳定性。 关键词：并联电容器组；集合式；不平衡电压；串联电抗器 1不平衡电压保护动作原因分析及探讨 1.1电容器组内部故障造成电容量不平衡 统计数据中电容器组保护正常动作的7次中有5次都属于电容器组电容量超标所致，三相电容量严重不平衡导致保护正常动作；另外2次是由于放电线圈故障或者电缆头制作工艺不良造成过流保护动作。电容量超标，究其原因大致有两类：第一类是由于电容器组本身制造工艺、产品质量以及长时间运行绝缘下降的原因导致电容量超标；第二类是由于电容器组单元内部的内熔丝熔断切断故障元件导致电容量不平衡。不管是集合式还是组架式结构，电容器单元里的单个元件都带有内熔丝，虽然单个元件故障时被隔离所引起电压、电流的变化很小，但造成其他运行元件承受的电压加大。当遇到电网波动或暂态不平衡时故障元件扩大，同时，故障元件被内熔丝不断隔离，电容量不平衡不断加大，最终超出定值。 1.2不平衡保护整定值偏低 一般情况下，电容器组零序电压保护动作原因有： 1）电容器一次接线错误，当系统电压出现波动和不平衡时，中性点电位偏移，而使零序电压增大； 2）电压定值选择不合理，定值整定太低，不能躲过正常运行的不平衡电压； 3）保护出口时间整定太短，躲不过电容器组投入时产生的不平衡电压时间。 根据DL/T584-1995《3～110kV电网继电保护装置运行整定规程》中的不平衡保护的计算公式，每相装设单台集合式电容器、电容器内部小元件按先并后串且有熔丝连接的电容器组，三相差压的计算按式（1）进行。 K=3nm（KV-1）/[KV（3n-2）]（1） 式中，K为因故障切除的同一并联段中的电容器小元件数；m为单台集合式电容器内部各串联段并联的电容器小元件数；n为单台集合式电容器内部的串联段数；Uex为电容器组的额定相电压（一次值）；KV为过压系数；Klm为灵敏系数；uch为开口三角零序电压（一次值）；KPT为放电线圈的PT变比；udz为保护整定值。 由式（3）可以看出保护动作值的计算跟放电线圈PT变比相关，PT变比选小了，对设备的安全运行不利，选大了，保护容易误动。PT 选错也是影响定值低的原因之一。同时在规程范围内过压系数取值不同，灵敏系数的取值不同，会使得保护动作定值相差很大。以前，为了保证电容器的可靠运行，整定原则是：过压系数取下限，灵敏系数取上限。但这种整定原则容易使得不平衡电压保护，由于整定值偏低多次动作，且与电容器异常情况无关，最终影响了电网无功补偿。 1.3电压谐波畸变放大 基于串联电抗器的选择与谐波放大关系问题，通过建立带有谐波源的电容器装置简化电路模型，推导得出谐波电压放大率计算公式 式（4）中，s=XS/XC=QCN/Sd；K为电抗率（K=XL/XC）；Sd为电容器装置接入处母线的短路容量；QCN为电容器装置容量；XL为串联电抗器基波电抗；XC为电容器组基波容抗。假设电容器装置与电网在第n次谐波发生串联谐振，可导出电容支路的串联谐振点公式（5） 按照系统和元件的参数（即系统短路容量为244.98MV A、电容器装置容量2400kvar、系统等值基波短路电抗0.45Ω、电容器基波容抗50.417Ω代入式（4）中，计算串联电抗器电抗率分别为1%、6%、12%情况下电容器组对1～9次谐波电压放大率FVN的结果见表1。 表12400kvar电容器组配置电抗率分别为1%、6%、12%的串联电抗器时电网1～9次谐波电压放大率 由表1计算结果看出，2400kvar电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器，会造成3次谐波电压放大，超过公用电网谐波电压（相电压）3.2%的限值；电抗率为12%的串联电抗器则会抑制3次及以上谐波电压放大。如果在3次谐波含量比较大的电网中，配置电抗率为6%的串联电抗器则是非常不恰当的，加重了电网谐波污染。以此类推，当电抗器电抗率配置正确，而电容器组电容量选择不当时也会造成谐波电压放大。 该地区电网电容器组实际运行中，220kV变电站选用的电抗器电抗率均为12%，110kV变电站均采用串联电抗器电抗率为6%。如果