10kV电容器组不平衡电压保护试验方法的改进

２０１２年第７期　浙江电力　ＺＨＥＪＩＡＮＧ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　９　１０　ｋＶ电容器组不平衡电压保护试验方法的改进　季克勤　，杜悠然　，单卫东　（１．金华送变电工程有限公司，浙江金华３２１０００；２．金华电业局修试工区．浙江金华３２１０００　摘　要：通过分析得出电容器熔丝熔断时一次电压值的计算公式，改进了不平衡电压测试的方法，经　过试验值和实际值的对比，验证了测试方法的可行性。应用新方法后在带负荷试验时不必再做不平衡　试验，省时省力，也降低了投产安全风险。　关键词：１０　ｋＶ；电容器；不平衡电压；试验方法　中图分类号：ＴＭ５３１．４　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００７—１８８１（２０１２）０７—０００９—０３　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｎ　Ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｔｅｓｔ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　１０　ｋＶ　Ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ　Ｋｅ—ｑｉｎ　，ＤＵ　Ｙｏｕ—ｉ＇ａｎ　。ＳＨＡＮ　Ｗｅｉ—ｄｏｎｇ　（１．Ｊｉｎｈｕａ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｊｉｎｈｕａ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　３２１０００，　Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉｎｈｕａ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｊｉｎｈｕａ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　３２　１　０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｆｏｒｍｕｌａ　ｏｆ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｖａｌｕｅ　ｉｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｃａｐａｃｉ—　ｔｏｒ　ｆｕｓｅ　ｉｓ　ｂｌｏｗｎ．Ｔｈｅ　ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｔｅｓｔ　ｖａｌｕｅ　ａｎｄ　ａｃｔｕａｌ　ｖａｌｕｅ，ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｉｓ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｂｙ　ａｐｐｌｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｒｅ　Ｓ　ｎｏ　ｎｅｅｄ　ｏｆ　ｉｍｂａｌａｎｃｅ　ｔｅｓｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｏｎ—ｌｏａｄ　ｔｅｓｔｓ．Ｉｔ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｅｆｆｏｒｔ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓａｆｅｔｙ　ｒｉｓｋ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：１　０　ｋＶ；ｃａｐａｃｉｔｏｒ；ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ｖｏｌｔａｇｅ；ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ　０　引言　１１０　ｋＶ变电站一般都装设并联电容器组，　要改检修，检查后再做试验。　显然，这使投产时不可控因素增加。投产时　如检测出不平衡电压回路有问题．故障消除需要　时间，使正常投产延期。即使顺利投产，这种检　测方法需要很多操作．耗费大量人力物力，延长　投产时间．同时也增加安全风险　以补偿无功功率的不足，提高线路功率因数，降　低电能损耗。无内熔丝的电容器组运行时，当发　生１个（或多个）电容器内部故障由保护熔丝熔断　切除后，继续运行的电容器将出现过电流和过电　压。目前，电容器组常用的保护有：零序电压保　护、相电压差动保护、中性点不平衡零序电流保　护等。１０　ｋＶ电容器组常采用单星形接线，这种　接线方式下电压互感器开口三角电压反映的是电　容器组端点对中性点Ｎ的零序电压。　在１０　ｋＶ电容器投产时，为了验证电容器保　护中的不平衡电压接线和整定值的正确性。传统　试验方法是：在投产时电容器由运行改检修．取　下电容器的某一相的熔丝，人为产生不平衡电　为了降低投产风险，设想在变电所施工调试　阶段就完成电容器不平衡电压保护的回路检查和　整定值核对，提出了模拟带负荷试验电容器不平　衡电压测试方法　１模拟测试方法　要达到设定的目标，首先要分析电容器熔丝　熔断后不平衡电压产生的整个过程。　开口三角不平衡电压的产生是因为电容器熔　丝熔断，三相电容器不对称，在放电线圈开口三　角侧就有不平衡电压。投产前试验阶段模拟该过　程，就需要知道电容器熔丝熔断时加在放电线一　压，然后电容器再由检修改运行，测试其不平衡　电压，并根据其不平衡电压值与整定值进行比　较，判断其正确性。如果接线不正确，电容器又　次侧电压，再利用高压试验设备产生所需高压施　１０　浙江电力　２０１２年第７期　加到放电线圈一次侧，在二次回路和保护装置处　由基尔霍夫电流定律可知：　Ｚ　＋　ＺＢ　测量二次不平衡电压．以此完成整个回路的试验。　通过以上分析，得出ｌＯ　ｋＶ电容器不平衡电　压测试方法需要包含以下内容：　（１）１０　ｋＶ电容器一次不平衡电压的计算方法　和计算结果。　＋　ｚＣ　＝０　（２）　、。　由式（２）可以解得：　．　　．（２）依据计算的结果，利用升压试验变压器，　Ｕｏ＝牛手手　（３）　将电压施加到放电线圈一次侧，并在二次回路各　点测量二次电压和不平衡电压。　（３）将实测值与人为取熔丝产生不平衡电压　值进行比对，判断新方法试验结果是否正确。　２日　电容器组熔丝熔断时放电线圈一次电　压计算　以无内熔丝电容器组成的单星形接线，开口　三角不平衡电压保护的电容器成套装置为例，假　设三相电源电压对称，单台电容器容量相等。单　星形接线１０　ｋＶ电容器组接线如图１所示。　图１　电容器组接线　，　，　，　分别为系统Ａ，Ｂ，Ｃ三相电　压和电容器中性点电压，Ｌ　，Ｌ。，Ｌ　为电抗器每　相电抗，Ｃ　，Ｃ　，Ｃ　分别为电容器每相电容。令　每相阻抗分别为　，　，　。　显然有：　～Ｊ　ｚＢ：Ｊ　Ｌｎ＋而１　（１）　～Ｊ　盘　Ｚ　ＺＢ　Ｚｃ　ｔＵ　＝Ｕ　Ｕｏ　而：｛　＝　（４）　Ｉ　＝Ｕｃ—Ｕｏ　由式（１）一（４）并认为电源三相电压是对称的，　可得放电线圈一次电压为：　＝　＝　＝　㈥　＝　＝　在得到了单星形接线电容器组熔丝熔断时放　电线圈承受的电压计算式后，即可以此为依据提　出现场试验方法。　３电容器不平衡电压测试方法　以ｌｌＯ　ｋＶ低田变电容器为例．由无内熔丝　电容器组成成套装置，主接线为单星形接线，保　护方式为开口三角不平衡电压保护．其相关设备　参数如表１所示。　表１　１１０　ｋＶ低田变电容器组参数　电容器　电抗器　放电线圈　额定电压／ｋＶ　１０　系统电压／ｋＶ　１０　额定容量／ｋｖａｒ　３　６００额定容量／ｋｖａｒ　１２　额定电压比为　额定电流／Ａ　１８９　额定电压／ｋＶ　０．０６３　５　１　１　ｋＶ／ｌＯ０　Ｖ／５７．７　Ｖ　每相电容／　Ｆ　６￣１６　实测电抗／ｎ　０．３３８　断时，放电线圈一次电压为：　ｒ　Ｕｍ＝６．６１８　０。ｋＶ　｛　ｍ＝５．６６７　一１１６．９７。ｋＶ　【　ｍ＝５．６６７　１　１６．９７。ｋＶ　２０１２年第７期　季克勤，等：１０　ｋＶ电容器组不平衡电压保护试验方法的改进　１１　可得放电线圈一次不平衡电压：１　０２７　Ｖ　一次侧加不平衡三相电压，使其产生二次不平衡　当放电线圈变比为ｊ．　ｋｗ　、／３　ｊ　ｋｖ时，有　电压，模拟电容器的熔丝熔断，从而验证二次接　线的正确性和整定值的合理性，试验方法简单易　行、安全可靠，缩短变电站投产时问．降低安全　二次开口三角电压：　、／３　：１６．１７　Ｖ　风险效果明显。　同理，当Ａ相电容器有２个熔丝熔断时有：　ｆ　Ａ＝６．５４５　０。ｋＶ　参考文献：　ｆ１］　朱声石．高压电网继电保护原理与技术【Ｍ】．北京：中围　电力出版社，２００５．　｛　ＰｒＢ＝５．５０２　一ｌｌ３．３６。ｋＶ　【　ｍ：５５０２Ｌ　１１３．３６。ｋｖ　．可得放电线圈一次不平衡电压：２　１８２　Ｖ。　【２］　罗安．中国电网谐波治理和无功补偿技术及装备［Ｍ１．　北京：中国电力出版社．２００３．　当放电线圈变比为　、／３　ｋＶ／　Ｌｋｖ时，有　［３］　吴萍，杨振东．电容器不平衡保护告警原因分析【Ｊ］．华　东电力．２０１０（１）：４９—５２．　ｊ　．二次开１：３三角电压：　！　Ｑ：３４３６　Ｖ　、／３　［４】　朱韬析，王宁宁，郭卫明，等．交流滤波器电容器不平衡　保护在南方电网直流输电系统中的应用『Ｊ】．电力系统　通过移相器、升压器将试验电压施加到１０　ｋＶ　保护与控制．２０１０（２０）：ｌ１３一ｌ１６．　［５】　杨彦冬．１０　ｋＶ系统相电压不平衡消弧线圈无法运行解　决方法【Ｊ］．电工技术，２０１０（９）：７５—７６．　电容器组放电线圈的一次侧，在放电线圈的二次　侧和保护装置端子排处测量电压值，就可以完成　电容器不平衡电压二次回路的检查和不平衡电压　定值的核对。　【６］　赵卫东．双星形电容器组中性点不平衡电流计算与调整　［Ｊ］．电力电容器与无功补偿，２ｏｌｏ（５）：１８—２２．　【７］　桂卫华，张定华，阳青华，等．基于瞬时无功理论与伏安　特性的静止无功补偿器控制系统及应用『Ｊ］．信息与控　制．２００９（５）：９８—１０２．　依据提出的测试方法在试验中得出数据，再　和实际带负荷试验测试数值比较，结果见表２、　表３。　由表２，３可知，电容器不平衡电压测试方　法计算值和实际测量值的误差不超过２％，完全　能满足二次电压回路检查和保护核对需要。　收稿日期：２０１２—０１—１９　作者简介：季克勤（１９８２－），男，浙江义乌人，硕士，工程师，　主要研究方向为电力系统继电保护。　４　结语　采用新的ｌ０　ｋＶ电容器不平衡试验方法．在　电容器组投产前，只需临时拆开电容器的放电线　（本文编辑：杨　勇）　圈与电容器其他元件的连接线，在其放电线圈的