浅谈35kV并联电容器组接线与保护方式的选择
摘要：通过对并联电容器组接线方式和几种保护原理的分析，提出了35kV 并联电容器组在风力发电中合理的接线及保护配置方案。
关键词：并联电容器组；不平衡保护；电压差动保护；桥式差电流保护近年来，随着我国风力发电业的不断发展，大范围高压输电网络逐渐形成，系统对无功功率的要求也日益严格。目前，我国风力发电升压变电站中普遍采用在35kV母线上安装动态无功补偿装置，而并联电容器组作为该装置的一个组成部分，对调整电压和降低线损起着非常重要的作用。
本文拟结合35kV并联电容器组在风电场中的应用，对电容器组的接线、保护方式进行了探讨，以提出合理的保护配置方案。
电容器组的接线方式
电容器组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，故障电流冲击很大，如果不能迅速切除故障，故障电流促使绝缘介质发生分解产生气体，使电容器油箱发生爆炸，并波及相邻的电容器。现阶段，这种接线方式已很少应用，仅在380V系统中有少量使用。
双星形接线是将两个电容相等的星形接线方式的电容器组并联成一个大的电容器组，两组星形接线的电容器中性点之间连接一台小变比的电流互感器。这种接线就是利用故障时，在中性点处产生的不平衡电流来保护动作的。电容器组接线类型如图1所示：
图1 电容器组接线类型
因此，在高压电力网中，电容器组一般采用星形接线或双星形接线。在风力发电升压变电站中，35kV并联电容器组采用星形和双星形两种接线方式均能满足要求，当单台电容器容量较小，每相并联台数较多者，可以选择双星形接线；当每相串联段数较多，为简化结构布局，宜采用单星形接线。
电容器组不平衡保护
在风电发电中，无功补偿装置优先采用损耗小、投资省、可分组投切、使用灵活、操作维护方便，且响应时间快的并联电容器组。
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
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。
电容器的接线方式 (2011-07-29 17:08:10) 容量相同的三相电容器，当为星型接法和角型接法时，其额定电流是不相同的，容量的不同存在外形差异。当三相电容器的额定电压与电网额定电压相同时，三相电容器应采用角形连接，因为若采用星形连接，每相电压为线电压的1/1.732，电容器的输出容量将减少。当单相电容器的额定电压低于电网额定电压时，应采用星形连接，或几个电容器串联后，使每相电容器组的额定电压高于或等于电网的额定电压，再接成角形。 近期遇到一个用户补偿要求，其内容为“低压380V系统，要求并联电容器为三相、星型接法、中性点不引出”。可见这种补偿是可以的。其目的可能是线路补偿，工厂里可能用于短路容量较大的地方等。 容量（Q)和电容值(C)是两个概念。电容值是制造概念，当电容器制造出来后，除非损坏，C是不变的。容量是使用概念，是当电容器使用在某电压和频率下所能输出的无功 （Q=ωCU2)。所以，容量相同，电压相同，频率相同的三相电容器，无论是接星还是接角，电流都是一样的（Q=√3UI）。体积是和设计和工艺有关的，例如，我国目前1000v一下并联电容器均采用金属化电容器，由于基膜和镀膜工艺的关系，很少厂家使用4.8um的基膜，所以，690v（一般接星）产品和400v（一般接角）产品体积相差不大，而400v产品和230v （一般接角）产品体积相差较大。“低压380V系统，要求并联电容器为三相、星型接法、中性点不引出”。一般单纯补偿不采用如此接法。如果是系统电压高，可用440v甚至525v 产品，如果是分相补偿，“中性点”要引出。可能是用于滤波吧。如果用于滤波，建议采用滤波电容器，虽然贵点，毕竟谐波不是降低并联电容器使用电压就能解决的 一、当单台电容器为三相时，其标注的额定电压如6.6KV/√3和6.6KV。这两种标注方式主要区别在于说明此三相电容内部接线方式分为星型Y和三角型Δ两种。而加在三相电容器三个接线端电压均为线电压6.6KV。计算其额定电流时和标注中6.6KV/√3分母上的√3无关，不管是Y接法Δ接法，U均为6.6KV。而不是6.6KV/√3。根据三相电功率P=√3IU 得出I=P/√3U(不论星型Y和三角型Δ接法。不考虑COSΦ。)。P为电容器额定容量Karv ，U为电网线电压。 二、当单台电容器为单相时，其标注的额定电压如6.6KV/√3和6.6KV，这两种标注方式主要区别在于说明： 1、标称6.6KV /√3的单台电容当组成电容器组接在三相电网时只能接成Y，电网线电压为6.6KV时，此时电容两个接线柱实际电压为6.6KV/√3即3.8KV。否则当接成Δ时电容器就会过电压，当单只电容接电源时只能接在3.8KV电网中而不是6.6KV电网。这时计算单台电容器电流时I=P/U, P为电容器额定容量Karv ，U为6.6KV/√3即3.8KV也就是电网电压的相电压而不是线电压6.6KV。 2、标称6.6KV的单台电容当组成电容器组接在三相电网时只能接成Δ，如果接成Y时，由于电容器两端实际电压降成相电压6.6KV/√3即3.8KV，他就达不到它的标称Karv 值。
电力变压器差动保护误动的原因及处理方法 变压器的差动保护，主要用来保护变压器内部以及引出线和绝缘套管的相间短路，并且也可用来保护变压器的匝间短路，保护区在变压器两侧所装电流互感器之间。 但是，在现场多次出现在变压器差动保护范围以外发生短路时，差动保护误动作，导致事故范围扩大，影响正常供电。 变压器差动保护误动作的原因及处理方法如下： 一、差动保护电流互感器二次接线错误 （一）常用的电流互感器二次接线 图1-101 常用的电流互感器二次接线 图1-101是工程上常用的一种接线方式。图中I A、I B、I c及I a、I b、I c分别为变压器高压测及低压侧电流互感器三次绕组三相电流。 对图l－101进行相量分析如下： 现假定变压器高、低压侧电流均从其两侧电流互感器的极性端子兀流入，T1流入。T2流出。 在正常运行情况下,先画出I A、I B、I c相量如图1－102（a）所示.根据图1－101可得： I A1=I A-I B;I`B=I B-I C;I`C=I C-I A.再作出I`A、I`B、I`C相量，如图l－102（b）所示。由图1－102（a）和图1－102（b）可以看出I`A、I`B、I`C分别当变压器组别为YN，dll时，变压器低压侧电流相图1－101常用的电流互感器二次接线位将超前高压侧电流相位30°，可作出c相量如图l－102（C）所示。 由图1-101可知，I a= I a`、I b= I b`、I c= I C `,故图 l－102（C）同样也适用于 I a`、I b`和I C `。 在上面的分析中，是假定一次电流均从变压器两侧电流互感器的T1流人、T2流出。如果变压器高压侧电流互感器的一次电流是从T1流入、T2流出，而低压侧电流互感器一次电流从T2流入、T1流出。那么图1－101中的I a（I a`）、I b(I`b）、I c（I `c）将与图l－
1.断路器最低跳合闸电压应不低于 30％额定电压，不高于 65％额定 电压。 当断路器处在合闸位置时，发生如下两种异常情况， （1）断路器不能分闸但红灯亮（2）断路器不能分闸且红灯不亮。将检查二次连线无问题，现提供万用表一只，检查A、B、C、D、E、F电压，试综合分析判断故障原因？ 答：（1）当断路器不能分闸但红灯亮时，如测B点对地电压为正压，E点对地电压为负压，则为KQ 有损坏；如测E 为正压，F 为负压，则为断路器辅助触点有问题；如测F 为正压，D为负压，则说明跳闸线圈有问题！ （2）当断路器不能分闸且红灯不亮时，这时如测得A点为正电压， C点为负压，则为灯丝断；如C点为正压，D点为负压，则为电阻断；如D 点为正电压，B点为正电压。则可能为断路器辅助触点、跳闸线圈、KQ 中电流线圈有损坏或连接不通、接触不良等，可依次进行查找。 1、下图为某变压器的开关控制回路图，如按该图接线，传动时会发生什么问 题？请将不对的地方改正确。（98华北比武试题）
答：不能实现手动跳闸、手动合闸。 正常运行时红、绿信号灯不对。 Kk6,7应与Kk5，8交换。 红灯应接在HWJ接点回路中 绿灯应接在TWJ接点回路中 TWJ线圈应接在TBJ3与DL接点之间。 母差保护出口接点应在防跳继电器前，并取消其自保持电流线圈。 2、对于220kV及以上的电力系统，为保证继电保护系统的可靠性，要求“所有运行设备都 必须由两套交、直流输入和输出回路相互独立，并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护”。请解释在实际系统中是如何实现的？ 答：如此要求的目的在于当任意一套继电保护装置或任意一组断路器拒绝动作时，能由另一套继电保护装置操作另一组断路器切除故障。在所有情况下，要求这两套继电保护装置和断路器所取的直流电源都由不同的熔断器供电。 对于220kV及以上电力系统的线路保护，一般采用近后备方式，即当故障元件的一套继电保护装置拒动时，由相互独立的另一套继电保护装置动作切除故障；而当断路器拒动时，起动断路器失灵保护，断开与故障元件母线相连的所有其他连接电源的断路器。有条件时可采用远后备保护方式，即故障元件所对应的继电保护装置断路器拒绝动作时，由电源侧最临 近故障元件的上一级继电保护装置动作切除故障。
高压电容器的安装与接线方法 一、电容器的安装 电容器所在环境温度不应超过40℃、周围空气相对湿度不应大于80%、海拔高度不应超过1000m;周围不应有腐蚀性气体或蒸气、不应有大量灰尘或纤维；所安装环境应无易燃、易爆危险或强烈震动。 电容器室应为耐火建筑，耐火等级不应低于二级；电容器室应有良好的通风。 总油量300kg以上的高压电容器应安装在单独的防爆室内；总油量300kg以下的高压电容器和低压电容器应视其油量的多少安装在有防爆墙的间隔内或有隔板的间隔内。 电容器应避免阳光直射，受阳光直射的窗玻璃应涂以白色。 电容器分层安装时一般不超过三层；层与层之间不得有隔板，以免阻碍通风；相邻电容器之间的距离不得小于50mm;上、下层之间的净距不应小于20cm;下层电容器底面对地高度不宜小 于30cm。电容器铭牌应面向通道。 电容器外壳和钢架均应采取接PE线措施。 电容器应有合格的放电装置。高压电容器可以用电压互感器的高压绕组作为放电负荷；低压电容器可以用灯泡或电动机绕组作为放电负荷。放电电阻阻值不宜太高。只要满足经过30s放电后电容器最高残留电压不超过安全电压即可。采用三角形接法时，10kV电容器每相放电电阻可按下式计算
(11-1) 式中U-线电压，kV； Q-每相电容器容量，kvar。 经常接入的放电电阻也不宜太小，以节约电能。放电电阻的比功率损耗（单位电容器容量的功率损耗）不应超过1W/kvar。 高压电容器组和总容量30kvar及以上的低压电容器组，每相应装电流表：总容量60kvar及以上的低压电容器组应装电压表。 二、电容器的接线 三相电容器内部为三角形接线。单相电容器应根据其额定电压和线路的额定电压确定接线方式。电容器额定电压与线路线电压相符时采用三角形接线。电容器额定电压与线路相电压相符时采用星形接线。 为了取得良好的补偿效果，应将电容器分成若干组分别接向电容器母线。每组电容器应能分别控制、保护和放电。电容器的三种基本接线方式为低压集中补偿、低压分散补偿和高压补偿，如图11-2所示。 图11-2 电容器接线 (a)低压集中补偿：(b)低压分散补偿；(c)高压补偿
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。
国内运行的电容器组有两类接线:三角形类(单三角形、双三角形)；星形类(单星形、双星形)。在电业部门以单星形接线最多，例如，截至1988年末东北电网局属变电所中有电容器346组，其中单星形接线259组，占74.9%，双星形接线11组，还有76组是过去遗留下来的三角形接线。在工矿企业却大量存在三角形接线电容器组。当三角形接线电容器组发生电容器全击穿短路时，即相当于相间短路，注入故障点的能量不仅有故障相健全电容器的涌放电流，还有其他两相电容器的涌放电流和系统的短路电流。这些电流的能量远远超过电容器油箱的耐爆能量，因而油箱爆炸事故较多。全国各地发生了不少三角形接线电容器组的爆炸起火事故，损失严重。而星形接线电容器组发生电容器全击穿短路时，故障电流受到健全相容抗的限制，来自系统的工频电流将大大降低，最大不超过电容器组额定电流的三倍，并且没有其他两相电容器的涌放电流，只有来自同相的健全电容器的涌放电流，这是星形接线电容器组油箱爆炸事故较低的重要原因之一。在操作过电压保护方面，三角形接线电容器组的避雷器的运行条件和保护效果，均不如星形接线电容器组好。因此，国内比较一致的意见是舍弃三角形接线，采用单星形或双星形接线。1985年以后，电业部门执行统一的部颁设计标准，新(扩)建电容器组均未采用三角形接线。工矿企业与民用部门，因受以前的影响和无统一标准，直到近期仍在设计安装三角形电容器组，所以，制订全国统一的设计标准后应纠正这种状况，除个别特殊情况而外，均要采用星形接线方式。 电容器并联补偿有星形和三角形两种接线方式。 如果电容器的额定电压与电网电压相同，应采用三角形（△）接线法。因为三角形接线时，即使电容器有一相熔断器熔断或发生单相接地短路，其他两相电容器所承受的电压不变，仍可正常工作。因此，在高压侧集中补偿时，多采用三角形接线法。如果采用星形（Y）接线法，情况就不相同。例如在三相三线制系统中，当其中一相熔断器熔断时，其他两相的电压下降，电容器不能正常工作；当发生单相接地短路时，其他两相的电压将升高到线电压，容易造成电容器击穿。无论采用哪种接线方式，都应使电容器承受的电压与本身的额定电压相符。电容器长时间过电压运行是不允许的，而且其运行电压也不能过多地低于额定电压，否则将使无功出力下降，电容器得不到充分利用。 并联电容器组接线将并联电容器连接成三相电容器组的接线方式。选择接线方式要考虑:①安全的原则，不要因电容器内部故障而引起相间短路;②电容器组的姆破能t不能过大，即并联接线的台数不能过多，以免因一台电容器故障其他完好电容器对其放电而引起爆炸，一般而言，爆破能量按12kw·s来考虑.③电容器故障的继电保护灵敏度及其是否简单可靠。④电容器组的每相或每个桥臂，由多台电容器申联组合时，应采用先并联后串联的接线方式. 并联电容器组接线通常有单星形接线、双星形接线和三角形接线三种，如图所示。上上上上土土并联电容器组接线(a)单星形;(b)双星形;(c)三角形单星形接线电容器的一端分别接向各相电源，另一端连接在一起构成三相中性点的接线，如图(a)所示。单星形接线的优点是:接线简单，投资省，有多种保护方式，并且当任一台电容器被击穿时，故障电流都将受到限制，一般不会导致电容器爆炸。缺点是:当一相中的一台电容器被击穿时，如不加以隔离，将使其他两相电容器严重过电压。单星形接线方式适用于中型电容器组。双星形接线由两个单星形接线的并联电容器组并联连接而成的接线，如图(b)所示.与单星形接线相比，双星形接线的突出优点是:可在两组电容器的中性点连线上加装简单且十分灵敏可靠的电流或电压不平衡保护。缺点是:接线复杂、占地大。双星形接线方式适用于大型高压电容器组。三角形接线任一电容器的两端分别与两相邻电容器的一端连接而成三角形的接线.如图(c)所示. 三角形接线的优点是:接线简单，投资省，每一电容器的运行电压与其它两相电容器的状况有关。缺点是:当每相只有一个串联节时，任一台电容器被击穿都会造成两相短路，故障电流很大，容易引起电容器爆炸，如果采用单台熔断器进行保
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
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
电流互感器接线方式 电流互感器在交流回路中使用，在交流回路中电流的方向随时间在改变。电流互感器的极性指的是某一时刻一次侧极性与二次侧某一端极性相同，即同时为正、或同时为负，称此极性为同极性端或同名端，用符号"*"、"-" 或"."表示。（也可理解为一次电流与二次电流的方向关系）。按照规定，电流互感器一次线圈首端标为L1，尾端标为L2；二次线圈的首端标为K1，尾端标为K2。在接线中L1 和K1 称为同极性端，L2 和K2 也为同极性端。其三种标注方法如图1 所示。电流互感器同极性端的判别与耦合线圈的极性判别相同。较简单的方法例如用 1.5V 干电池接一次线圈，用一高内阻、大量程的直流电压表接二次线圈。当开关闭合时，如果发现电压表指针正向偏转，可判定 1 和 2 是同极性端，当开关闭合时，如果发现电压表指针反向偏转，可判定1 和2 不是同极性端。 3 电流互感器的极性与常用电流保护以及易出错的二次接线 3.1 一相接线
图 1 电流互感器的三种极性标注 图 2 一相接线 一相式电流保护的电流互感器主要用于测量对称三相负载或相负荷平衡度小的三相装置中的一相电流。电流互感器的接线与极性的关系不大，但需注意的是二次侧要有保护接地，防止一次侧发生过电流现象时，电流互感器被击穿，烧坏二次侧仪表、继电设备。但是严禁多点接地。两点接地二次电流在继电器前形成分路，会造成继电器无动作。因此在《继电保护技术规程》中规定对于有几组电流互感器连接在一起的保护装置，则应在保护屏上经端子排接地。如变压器的差动保护，并且几组电流互感器组合后只有一个独立的接地点。 3.2 两相式不完全星形接线 两相式不完全星形接线用于相负荷平衡和不平衡的三相系统中。如图 3 所示。若有一相二次极性那么流过3KA 的电流为I A I
第28卷 2006年3月 湖州师范学院学报 J ou rna l of Huzhou Teachers College V ol.28 M a r.,2006 继电保护装置及直流回路的操作要点3 冯新江 (湖州电力局,浙江湖州313000) 摘要:针对运行人员不掌握继电保护装置及直流回路的操作方法而引发的事故,探讨了继电保护装置及直流回路的操作要点,对其容易出现差错的部分及其原因作了深入分析. 关键词:继电保护;直流回路;操作要点 中图分类号:T M774文献标识码:A文章编号:10091734(2006)S0014602 倒闸操作是指电气设备或电力系统由一种运行状态变换到另一种运行状态、由一种运行方式转为另一种运行方式时所进行的一系列的有序操作,如断开或合上某些断路器和隔离开关、断开或合上某些直流操作回路、切除或投入某些继电保护装置和自动装置等.它关系着变电所及电力系统的运行安全,也关系着在电气设备上工作的工作人员的生命及操作人员本身的安全.误操作可能造成全变电所停电,甚至扩大到整个电力系统,使系统瓦解.而且,倒闸操作是一项比较复杂的工作,既有一次回路的操作,也有二次回路的操作,操作项目繁多,甚至多达几十乃至百余项,稍有疏忽,就会酿成事故.因此,正确的倒闸操作具有十分重要的意义.在实践中,由于运行人员不掌护继电保护装置及直流回路的操作方法而引发的事故不断发生.因此,为防止运行人员误操作,掌握继电保护装置及直流回路的正确操作方法就显得十分重要.在对继电保护装置及直流回路的操作进行深入研究的基础上,针对其容易出现差错的部分,本文提出了操作要点,供读者参考. 1继电保护装置的操作 在电力系统大量采用新技术的情况下,继电保护装置的品种日趋增多.因此,研究继电保护装置的原理、性能、特点十分重要,这也是保证继电保护装置正确操作的前提.如四方公司的保护装置投入压板和某些切换开关的操作,操作时必须复归,否则操作无效;主变微机差动保护因动作灵敏,在操作过程中容易误动;微机备用电源自动投入装置能自适应方式,但主变保护动作闭锁其压板必须与主变投、停同时投、退等等.其次继电保护装置的操作必须跟一次操作相适应,以避免在操作过程中一次设备无保护运行和在工作过程中出现电流互感器二次回路开路、连跳回路压板未停用而造成人员伤害、误跳运行设备等情况.另外,还必须注意保护压板的停、投次序,在继电保护装置故障复归故障信号时保护误动等等.具体注意事项如下: (1)运行中的保护装置要停用直流电源时,应先停用保护出口压板,再停用直流回路;恢复直流电源时,与此相反.在用上直流电源时,要检查整个装置工作是否正常,必要时,在使用高内阻电压表测量出口压板两端无电压后,再用上出口压板. (2)四方公司的保护装置投入压板的投退、220kV重合闸方式切换开关的切换,需在30秒内复归操作,所以操作票必须增加复归这一步操作. (3)能自适应方式的微机备用电源自动投入装置,其出口压板在一次运行方式变化时可不必切换,全部投入,以防止运行人员误投、退;但主变保护动作闭锁备用电源自动投入装置的压板必须与主变投、停同时投、退.不能自适应方式的备用电源自动投入装置必须根据一次运行方式变化进行切换. 3收稿日期:20051029 作者简介:冯新江(1964-),男,浙江湖州人,湖州电力局工程师,研究方向:变电运行管理.
本文要点：在集中补偿的电容器组的各种接线中，单三角形接线居多数，为提高安全运行水平，研究这种接线方式的保护，具有普遍的意义。本文阐明： 1、RN1型熔丝单台保护灵敏度底，不能可靠的防止电容器爆破及由此引起的火灾。 2、过电流保护作为电容器组外部相间短路保护，但仍不能防止电容器爆破及火灾。 3、零序保护作单台内部保护，其灵敏度和速动性比较理想，可作为主保护。 4、失压保护同过压保护一样重要，忽视失压保护，有可能引起群爆。 因此，单三角形接线的电容器组，采用上述五种保护，可有效地防止电容爆破及由此引起的火灾，提高安全运行水平。 一、RN1型熔丝单台保护及存在的问题： 1、RN1型熔丝作电容器内部保护，目前使用比较普遍。单台保护按电容器额定电流的1.5-2.5倍选择熔丝.现场使用中，RN1型熔丝一般能反映出电容器内部故障，但仍发生爆破事故，甚至引起火灾.这说明无论从理论计算，或运行实践验证, RN1熔丝灵敏度低.对近年 来所生产的YW10.5—— ——1三种电容器，用RN1型熔丝单台保护，保护效果计算，仍说明这个问题.表1是根据RN1——10/3A—5A熔丝50秒熔断电流值，使用公式 计算得出的结果 从表1看出,上述三种电容器,当内部元件击穿83—85 % ,熔丝50秒钟才熔断,速动性很差,灵敏度低,将导致电容器爆破. 从电压角度分析可进一步看清这个问题.YW10.5型电容器有十二个串联元件,当击穿系数λ为83 % 时,10个元件击穿,剩余2个元件工作.每个元件的额定电压为0.875KV,两个元
件为1.75KV.此时,剩余2个元件承受的网络电压为10KV,约为其额定电压的6倍.在6倍于额定电压作用下,这两个元件将很快击穿.加之,此时已击穿元件对工作元件放电,瞬间释放能量很大.在强电场作用下,绝缘油将迅速分解产生大量气体,气体压力剧增,外壳承受不了高压气体的压力作用,在这瞬间熔丝来不及熔断,故障电容器发展为相同短路而爆破. 南阳地区某变电站，采用RN1——10/3A熔丝保护YY10.5-12-1电容器，有2台电空器爆破后检查熔丝熔断。实例说明RN型熔丝的速动性差灵敏度低不能可靠防止爆破.但有7台由于内部元件击穿 而鼓肚，熔丝熔断，说明运行效果比较满意。 因此，单台熔丝保护是必要的，但不能作为防止爆破的主保护。 二、过电流保护： 过电流保护,作为电容器组外部相间短路保护。其保护范围在电缆终端盒 至放电PT柜引接母线间，以及电容器相与相之间。 过电流保护的整定值 式中：Idz——继电器动作值，安。 ICN——电容器组额定线电流，安。 KK——可靠系数，取2.0~2.5. Kjl——接线系数，继电器全星接，不完全星接均为1。 no——电流互感器变比。 过电流保护不能作为电容器内部故障保护，当内部元件全部击穿引塌直间短路时，过电流保护才动作，因此过电流保护也不能防止电容器爆破(南阳市某变电站电容器爆破两台，同时过电流动作) 三、零序保护： 1、零序保护的接线，如图1，2，3，所示。 三只电流LH——3LH的一次侧接三角形内部各相，二次侧星接与电流继电器线圈串联构成回路，直流回路如图3示。
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。
电压互感器在三相电路中常用的接线方式 电压互感器在三相电路中常用的接线方式有四种 一个单相电压互感器的接线，用于对称的三相电路，二次侧可接仪表和继电器 两个单相电压互感器的V/V形接线，可测量相间线电压，但不能测相电压，它广泛应用在20kV以下中性点不接地或经消弧线图接地的电网中 三个单相电压互感器接成Y0/Y0形,可供给要求测量线电压的仪表和继电器，以及要求供给相电压的绝缘监察电压表。 一台三相五芯柱电压互感器接成Y0/Y0/Δ（开口三角形），接成Y0形的二次线圈供电给仪表、继电器及绝缘监察电压表等。辅助二次线圈接成开口三角形，供电给绝缘监察电压继电器。当三相系统正常工作时，三相电压平衡，开口三角形两端电压为零。当某一相接地时，开口三角形两端出现零序电压，使绝缘监察电压继电器动作，发出信号。 电压互感器二次侧要有一个接地点，这主要是出于安全上的考虑。当一次、二次侧绕组间的绝缘被高压击穿时，一次侧的高压会窜到二次侧，有了二次侧的接地，能确保人员和设备的安全。另外，通过接地，可以给绝缘监视装置提供相电压。 二次侧的接地方式通常有中性点接地和V相接地两种 采用V相接地时，中性点不能再直接接地。为了避免一、二次绕组间绝缘击穿后，一次侧高压窜入二次侧，故在二次侧中性点通过一个保护间隙接地。当高压窜入二次侧时，间隙击穿接地，v相绕组被短接，该相熔断器会熔断，起到保护作用 你说的闭口三角没见过，你再仔细看看吧 （闭口三角当三相不平衡有零序电压时，不是短路了么） 请问：为什么进线电压互感器都是V/V式，而母线电压互感器都是三相五柱式（其一次线圈及二次线圈均接成星形，附加二次线圈接成开口三角形）？如果进线和母线都采用三相五柱式可以吗？为什么？ 电压互感器一般有单相接线、V-V接线、Y-Y接线、Y0/Y0/△这四种接线方式。 其中由两个单相互感器接线成不完全星形就是V－V接法，它是用来测量各相间电压，但不
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
第二章操作箱
第一节概述 1.断路器操作机构 1.1断路器操作机构及控制回路 操作机构是断路器本身附带的跳合闸传动装置，目前常用的机构有电磁操作机构、液压操作机构、弹簧操作机构、电动操作机构、气压操作机构等。其中应用最为广泛的是电磁操作机构和液压操作机构。 断路器操作机构箱内电气控制回路包括：合闸和分闸操作回路，电气防跳回路，操作机构压力低闭锁回路，灭弧介质压力低闭锁回路，电机控制回路，加热回路，重合闸闭锁回路。 1.2断路器操作机构压力低的闭锁方式 液压操作机构以高压油推动活塞实现合闸与分闸，其压力闭锁由高到低一般设有“重合闸闭锁”、“合闸闭锁”、“分闸闭锁”3级。 气动操作机构的分闸操作靠压缩空气来完成，而合闸操作则靠在分闸操作时储能的合闸弹簧来完成，其压力闭锁一般设有“重合闸闭锁”和“操作闭锁”2级。 弹簧操作机构设有“弹簧未储能”1级闭锁。 2.操作箱的组成 2.1 操作箱内继电器组成 2.1.1 监视断路器合闸回路的合闸位置继电器及监视断路器跳闸位置继电器。 2.1.2 防止断路器跳跃继电器。 2.1.3 手动合闸继电器。 2.1.4 压力监察或闭锁继电器。 2.1.5 手动跳闸继电器及保护相跳闸继电器。 2.1.6 一次重合闸脉冲回路。 2.1.7 辅助中间继电器。 2.1.8 跳闸信号继电器及备用信号继电器。 2.2 操作箱除了完成跳、合闸操作功能外，其输出触点还应完成的功能 2.2.1 用于发出断路器位置不一致或非全相运行状态信号 2.2.2 用于发出控制回路断线信号。 2.2.3 用于发出气(液)压力降低不允许跳闸信号。 2.2.4 用于发出气(液)压力降低到不允许重合闸信号。