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精講電容器保護-非常詳細

更新時間:2023-05-30      點擊次數(shù):542

電容器接線形式

主要有:單星形、橋形、雙星形、兩個單星形、三個單星形等(北京電網(wǎng)使用較多的接線方式為橋形和單星形接線)

電容器類型

電容器組內(nèi)部小元件接線為先m并后n串且無熔絲、同時外部接線也為先M并后N串,每個單臺電容器都有一個熔斷器。(如下圖,每臺電容器單元由m個電容器小元件并聯(lián)、n段串聯(lián)組成,每個電容器小元件串接一根內(nèi)熔絲)

整定計算原則:有內(nèi)熔絲的,只考慮內(nèi)熔絲熔斷,電容器元件退出運行,單臺電容器有熔斷器的,考慮單臺電容器內(nèi)小元件擊穿或單臺電容器熔斷器熔斷退出運行。 

電容器保護配置

不同接線形式的電容器組保護配置有所區(qū)別,其中反應(yīng)電容器外部故障的保護配置一致,反應(yīng)電容器內(nèi)部故障的保護配置不同,除反應(yīng)外部故障(或異常)的延時電流速斷保護、過電流保護、過電壓保護、低電壓保護外,反應(yīng)內(nèi)部故障的保護可只配置一種。

差電壓保護

雙星形接線電容器組中性線不平衡電流保護 

橋形接線電容器組差流保護

?電容器保護整定計算


1


?  延時電流速斷保護 

電流保護定值按電容器端部引線故障時有足夠得靈敏系數(shù)整定,一般整定為3~5倍額定電流; 

考慮電容器投入過渡過程得影響,速斷保護動作時間一般整定為0.1~0.2s; 

在電容器端部引出線發(fā)生故障時靈敏系數(shù)不小于2。


2


過電流保護

過電流保護應(yīng)為三相式; 

過電流保護電流定值應(yīng)可靠躲電容器額定電流,一般整定為1.5~2倍額定電流; 

保護動作時間一般整定為0.3~1s。

3


過電壓保護

過電壓保護定值應(yīng)按電容器端電壓不長時間超過Kv倍電容器額定電壓得原則整定; 

過電壓保護動作時間應(yīng)在1min以內(nèi); 

過電壓保護可根據(jù)實際情況選擇跳閘或發(fā)信號。

4


低電壓保護

低電壓定值應(yīng)能在電容器所接母線失壓后可靠動作,而在母線電壓恢復(fù)正常后可靠返回,一般整定為0.3~0.6倍額定電壓,保護動作時間應(yīng)與本母線出線后備保護時間配合。

5


單星接線電容器的開口三角電壓保護

電壓定值按部分單臺電容器(或單臺電容器內(nèi)小電容器元件)切除或擊穿后,故障相其余單臺電容器所承受的電壓(或單臺電容器內(nèi)小電容器元件)不長期超過Kv倍額定電壓的原則整定,同時還應(yīng)可靠躲過電容器組正常運行時的不平衡電壓。動作時間一般整定為0.1~0.2s。



正常運行時,三相負載衡:

ZLA+ZCA=ZLB+ZCB=ZLC+ZCC

UNN'=0

電容器內(nèi)部發(fā)生故障導(dǎo)致部分電容器切除或擊穿后,三相負載不平衡,UNN’≠0

根據(jù)電容器損壞情況計算出YA、YB、YC及UNN’,進而算出UA1N’、UB1N’、UC1N’ ,每相電容器電壓均可計算出來,開口三角電壓、差壓、差流、不平衡電壓、不平衡電流依此計算。這樣,根據(jù)允許損壞的電容器個數(shù)可以進行定值整定。

當(dāng)電容器組內(nèi)部分電容器擊穿或退出運行時,其它正常運行的電容器過電壓倍數(shù)不應(yīng)大于Kv,當(dāng)大于Kv時,保護必須可靠動作切除整個電容器組,按這個原則可以確定允許出故障的電容器數(shù)量。 


行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《3~110kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程》中Kv=1.1~1.15; 日新電機(無錫)有限公司推薦:Kv=1.15~ 1.2時,延時0.4s發(fā)報警,Kv=1.3~ 1.5時,延時0.2s跳閘(書面資料)。 

Kv值對于保護定值整定非常關(guān)鍵,Kv越大,整定的值也可以越大,若Kv值太小,有可能根據(jù)Kv整定出的值沒有辦法躲過正常運行時的不平衡值,無法使用,實際上,目前按Kv=1.1~1.15整定出的定值基本上不能使用。

提出以下幾點建議: 

定值若整的太低,則Kv可以適當(dāng)提高到1.4, 但必須得到電容器生產(chǎn)廠家的確定,廠家給出書面建議。 

對于差壓保護,差壓定值不應(yīng)高于2V。 

要求電容器投產(chǎn)時,廠家將不平衡度調(diào)至最小,每一次更換電容器元件時,也要進行不平衡度調(diào)節(jié),不平衡值應(yīng)不大于整定值的10%。 

電容器投產(chǎn)后,應(yīng)實際測量不平衡值不大于整定值的10%。


電容器投切暫態(tài)過程

電容器保護的動作時間應(yīng)考慮躲過電容器組投入或區(qū)外故障恢復(fù)時過渡過程時間,《3~110kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程》中,此時間為0.1~0.2s,目前我公司采用0.2s ;

實際應(yīng)用中,某一變電站電容器差壓保護時間定值取為0.1s,現(xiàn)場投電容器組試驗時發(fā)生差壓保護誤動現(xiàn)象,把時間定值改為0.2s,投成功,當(dāng)然這與差壓定值大小也有關(guān),如果定值整定大一些或不平衡度調(diào)節(jié)符合要求,時間可以縮短到0.1s。 


通過投電容器組時的波形,可以看出過渡過程的時間基本上在0.1~0.2s,這也說明了整定規(guī)程的時間要求是合理的。  


由于差電壓為縱向差動保護,反應(yīng)的是兩個電壓之差,其過渡過程應(yīng)該更輕微,時間更短。

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