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电力电容器专题讨论,电力电容器保护 专 题 讨 论,Jedi 04.10.03,湖南紫光测控有限公司技术支持部,目 录,概述 电力电容器的内部接线 电力电容器的故障种类 电力电容器的保护配置 小结,1. 概 述,随着工业生产的发展，城乡居民家用电器的增加，在用电量增加的同时，电网中的感性负荷比例也在明显上升。为解决电力系统无功电源容量的不足、改善电压质量，提高电网功率因素，减少线损，并联电容器以其施工 简单、维护方便、投资节省及比调相机制造简单等优点得到了广泛应用。 虽然近十几年来，随着大功率晶闸管和微机控制技术的深入应用，无功补偿的静补设备已开始发生质的变化，但由于目前采用电力电容器无功补偿装置仍然使用广泛，所以现在对电容器的保护进行熟悉还是有必要的。,2. 电容器的内部接线(1),根据不同分类方式，电容器可以分为不同的种类。按介质区分有纸介电容、油浸纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、薄膜电容、陶瓷电容、电解电容等；按组成形式有单相电容器、三相电容器、集合式电容器等。 按其接线方式，国内运行的电容器有两种：三角形(单三角形、双三角形)，星型(单星型、双星型)。三角形接线电容器由于其接线形式而造成现场实际应用中安全性差，属于淘汰接线方式。 集合式电容器组的内部接线原则是先并后串，每个元件串有一熔丝。,2. 电容器的内部接线(2),2. 电容器的内部接线(3),3. 电容器的故障种类,电容器内部故障 电力电容器组是由电容器元件并联和串联组成。电容器内部极板之间的绝缘介质，如有薄弱环节，在高电压的作用下很容易发生过热、游离直至局部击穿与短路。电容器内部故障时，内部电流增大，致使内部气体压力增大，轻者发生漏油或“凸肚”现象，重者会引起爆炸。 电容器的外部故障 外部相间和接地短路：被短路的回路中各设备产生热和力的破坏； 系统异常引起的电容器过电压与欠电压等。,4. 电容器的保护配置(1),几个概念 电容元件(capacitor)、单台电容器(capacitor unit)、电容器组(capacitor bank)、内(外)熔丝(internal/external fuses)、涌流(inrush transient current)、电抗率(reactance ratio)、放电器(线圈)(discharge device/component)等 电容器的保护配置 根据电容器内部及外部故障的特点，其主要有： 电容器通用保护(熔断器、电抗器、避雷器等)； 过电压和低电压(欠电压)保护； 电流速断、限时过电流保护； 防止电容器内部故障的电容器组专用保护(不平衡电流、电压保护、瓦斯保护等)。,4. 电容器的保护配置(2),电容器通用保护 熔断器保护：单台并联电容器的最简单、有效的保护方式是采用熔断器。这种保护简单、价廉、灵敏度高、选择性强，能迅速隔离故障电容器，保证其他完好的电容器继续运行。但由于熔断器抗电容充电涌流的能力不佳，不适应自动化要求等原因，对于多台串并联的电容器组保护必须采用更加完善的继电保护方式。熔断电流不小于电容器额定电流的1.43倍且不大于1.55倍。 电抗器保护：限制短路电流、防止电容器合闸时充电涌流(超过20倍额定电流时)及放电电流过大损坏电容器；同时还可以限制对高次谐波的放大作用，防止高次谐波对电容器的损坏。 避雷器保护：用于吸收系统过电压的冲击波，防止系统过电压，损坏电容器。,4. 电容器的保护配置(3),(系统稳态)三相过电压和欠电压保护 过电压保护：根据规程，电力电容器能在1.10倍工频稳态过电压下长期运行，1.15倍工频稳态过电压下，每24h允许连续运行30min，1.20和1.30倍工频稳态过电压允许运行各为5min和1min。故过电压保护的动作电压可取为120V(二次值)，延时可较长。 欠电压(低电压)保护：当电容器组所接母线突然失压时，可能会出现：一旦电压恢复，变压器与电容器同时投入，可能造成电容器的过电压损坏；母线失压后，电容器的积聚电荷尚未释放前，若电压立即恢复而电容器再次充电，也能造成过电压损坏。故考虑上述情况应装设低电压保护。低电压的动作电压可取为(0.50.6)Un/nv，Un系统额定电压，nv电压互感器变比。为防止误动，需加有流闭锁和断路器分位信号闭锁。 欠压自投：为了保证在非故障状态下供电质量，当三相母线电压高于有压定值而低于欠压自投定值时，我们的装置设计有欠压自投功能。为防止断路器合位时也动作，接入断路器合位闭锁信号。,4. 电容器的保护配置(4),电流速断、限时过电流保护 当电容器组引线、电流互感器、放电电压互感器、串联电抗器等回路发生相间短路，或者电容器组本身内部元件全部击穿形成相间短路，产生很大短路电流，故电容器应装设电流速断和限时过电流保护。 电流速断保护：按在最小运行方式下，电容器组端部引线发生两相短路时整定，并需考虑躲过电容器投入瞬间的合闸涌流。 限时过电流保护：按大于电容器组允许的长期最大过电流整定，可作为速断后备，可兼做过负荷保护。 IopInKk/Kh In电容器组额定线电流，Kk可靠系数，Kh返回系数。,4. 电容器的保护配置(5),防止电容器内部故障的电容器组专用保护(零序电流、电压，不平衡(差)电流、电压保护等) 不平衡保护：主要是指利用电容器组内两个相关部分的电容量之差的电流差和电压差所构成的保护。 单星型(单三角形)接线的电容器组，可采用开口三角形电压保护(图9，图11)；串联段数在二段以上的单星型电容器组可采用电压差动保护(图14) ；每相能接成四个桥臂的单星型(单三角形)电容器组，可采用桥式差电流保护(图10，图13) ；双星型接线的电容器组可采用中性点不平衡电流(电压)保护(图12) 。 配套电抗器的瓦斯保护 根据配