集合式并联电容器差压保护动作分析.pdf

2 0 0 7 年第 2 期 上 海 电力 集合式并联电容器差压保护动作分析 戴 军瑛 ( 上海市电力公司 松江供 电分公 司， 上海 2 0 1 6 0 0 ) 摘要 ： 集合式电容器具有 结构紧凑 、 占地面积小 、 安装运行简便 等特点 ， 变电站采用集合式 电容器对 电网进 行无功补偿 、 改善电能质量已取 得一定成效 。通过对 2 2 0 k V松 江站 3 5 k V集 合式 电容器差压保 护动作 的分 析 ， 认 为在差 压保 护动作 时 ， 除 了检查 电容器本体 外 ， 还需对差压保护 回路 的相关设备及 二次电缆 等作 进一步 诊断 ； 并 建议适 当放大集合式电容器差压保护 的整定值 ， 以确保系统正常运行 。 关键词 ： 集合 式电容器 ； 差压保护 ； 故障分析 中图分类号 ： T M5 3 文献标识码 ： B 1 引言 松江站 3号电容器分甲、 乙两组 ， 为集合式 电 容器 ， 2 0 0 6年 4 月 ， 该甲、 乙两组电容器均因差压保 护 动作 退出运行 。厂家技术人 员到现场 检查 测试 ， 认为电容器本身无故障， 运行单位安排继保人员对 差压保护进行校验 ， 检查并紧固了整个二次回路 的 接线 ， 无任何异状发现。检查发现， 甲、 乙两组电容 器引起差压动作的原因各不相同， 通过不同的处理 方式 ， 最终使 电容器恢 复了运行 。 2 故 障原 因及分析 2 1 集 合式 电容器 组 的接线 与整 定方 式 集合式 电容器 内部按单星形接线 ， 每相由 m 台小 电容器并联成段 ， 再 由 N段 串联而成 ， 然后 将一相平分 为上、 下两节， 每节接一放电线 圈， 两 放电线 圈的变 比相 同， 二 次线 圈反极性串联后接 入差压继 电器 ， 构成差压保护 。正常运行时上、 下 两段 电容值相等， 两放 电线 圈一次承受的 电压相 同， 继 电器两端基本无电压 。当上 、 下段 电容值发 生变 化 ， 就 会 引起 电压 的变化 产生差 压 ， 一旦 差 压 达到 整定值 ， 开 关就 会跳 闸 ， 如 图 1所示 。松 江 站 的 3号 电 容 器 甲、 乙 组 差 压 保 护 整 定 值 均 为 1 5 V ， 0 2 S。 2 2 对 甲 、 乙两组 电容器 进行 测试 测试前， 电试人员对 甲、 乙两组电容器的电容 器值进行了测量 ， 测量结果如表 1 所示。 2 2 1 乙组 电容器试 验分 析 从 表 1的数 据 可 以得 出 ， 乙组 B相 上 、 下 两 段实测电容值相差近0 7 F， 由于放电线 圈电压 图 1 松江站 3号电容器接线示意图 表 1 测 量电容器值结果 F 组别 甲 组 乙组 相别 A相 B相 C相 A相 B相 C相 U1 一 U0 4 4 4 4 4 8 4 4 5 4 4 6 4 5 4 5 U2 一 U0 4 4 8 4 4 8 4 4 8 4 4 9 4 4 3 4 5 U1 一 U 2 2 2 3 2 2 4 2 2 3 2 2 3 2 2 3 2 2 4 上下半 段 0 4 O 0 3 0 3 0 7 O 电容差值 比为 l 1 0 ， 二次产生的差压约， 1 s s V。该数值 大 于 1 5 V 的整定值 ， 乙组差压保护动作属正常。 试验人员对乙组电容器进行了 2个回合 的投 切 ， 第 1次试验时差压保护动作跳 闸( 整定设置差 压 1 5 V， 延时 2 s ) ； 第 2次开关 能合上 ， 后人 工 分 闸( 整定 设置 差压 2 0 V， 延 时 2 s ) 。第 2次试 验进 入稳 态后 ， 测量 差压 继 电器处 三相 电压 ， 分别 为 UA 一0 6 7 V； A UB 一 1 s 6 V； A Uc 一0 1 8 V； B相差 压大 于运 行时 1 5 V 的整定值 。 实际试 验 结 果 与上 面 的理论 分析 相一致 。 由于 试验 波形 显 示 乙组 电容 器 的电 流 、 电压 波形无明显畸变， 一次设备工作情况 良好 。因此 ， 根据集合式 电容器差压保护动作整定值的计算公 一 2 O 9一 维普资讯 上 海 电力 2 O O 7 年第2 期 式进 行验证 。 X U 一( ) K 蚍 ( 1 ) K = 等 式 中Kv 过 电压倍数 ， 取 1 1 1 1 5 ； N 电容器总的串联数 ， 取 1 4 ； M一电容器单元并联数 ， 取 2 ； K 元件切除数 ； uE x 相电压， UE x 一3 8 5 厢k V； m 电容器单元 内部并联元件数 ， 取 3 4 ； K 放电线 圈电压 ， 取 1 l O 。 由式( 1 ) 得出 U一1 5 1 2 2 7 V。为此 ， 将 乙组电容器差压保护整定值从 1 5 V放大至 2 2 V( 延 时仍为 0 2 s ) ， 乙组 电容器能正常投入。 2 2 2甲组电容 器试验 分 析 甲组 电容器在差压保护整定值设为 1 5 V， 0 2 S 情况下 ， 不能投入， 但将延 时放长至 2 S ， 则 能正常投入。进入稳态后 ， 差压继电器处测量的 三相电压分别为 UA 一0 8 V、 UB 一 0 1 6 V、 Uc 一0 8 V； 小于整定值 1 5 V。从试验得到的一次 波形 图显 示， 电容 器 合闸 的瞬 态过程 小 于 1 0 0 ms ， 因此从电容器本身状 况来看， 差压保护不应 该动作 ， 判断是放 电线圈至差压继 电器的某个环 节出现问题而造成的。 差压保护采用四方的 C S P 3 1 A型微机继电器， 从图纸上看该继电器在交流回路并联了一抗干扰 电容( 以端子形式接于保护回路) ， 推测该电容的存 在延长了二次回路电容器合闸的瞬态过程， 引起差 压保护动作。继电器厂家解释交流回路并联抗干 扰电容是应用在晶体管保护回路中， 在刚推出微机 保护时延续了这一做法， 在应用过程 中也发现了上 述类似问题， 因此建议将该电容拆除， 拆除后不影 响保护的正常运行 。于是将电容端子调换成普通 端 子 ， 并将差压保护整定值放大至2 2 V( 延 时仍 为 0 2 s ) ， 但甲组电容器仍然投不上 。 试验人员再次对 甲组 电容器进行测试 ， 发现 即使将甲组电容器连接放 电线圈二次侧和差压继 电器的 C相电缆两端 同时断开 ， 电容器合闸时电 缆上仍测到 3 V左右的电压 ， 如 图 2所示。检查 二 次 电缆发 现 甲组 电容 器 的 A、 B相 共 用 一 根 电 缆 ， C相为单独一根。显然是该 电缆屏蔽层出现 了问题 ， 而电容器的一次 电缆与二 次电缆敷设 于 同一电缆沟 ， 当电容器合闸时， 该电缆上存在 3 V 左右的感应 电压， 使差 压保 动作。将该电缆调 换后 ， 试送 甲组电容器正常。 图 2甲组 差 压 保 护 c相 电 缆 退 出 ， 电容器合闸时 的三相 电压波形 3 故障分析结论 ( 1 )参照 Q S D J 1 0 1 1 2 0 0 4 电力设备交接和 预防性试验规程 中有关集合式电容器对 电容值 的规定 ： “ 每相由三个套管引出的电容器值 ， 应测 量每两个套管之间的电容值 ， 其值 与出厂值相差 在 5 范围内” 建议适 当放 大集合式 电容器差压 保护的整定。( 2 )在查找集合式电容器差压保护 动作故障时， 不能简单的停留在电容器上 ， 还需要 对差压保护回路有关 的放 电线圈、 继电器及二次 电缆等设备一并检查 。 收稿 日期 ： 2 0 0 7 - 0 1 - 1 9 作者 简介 ： 戴 军瑛( 1 9 7 8 一 ) ， 女 ， 上海人 ， 助理 工程 师， 从 事 电力 系统变电运行 工作 ， 0 2 1 - 5 7 8 2 2 2 2 8 2 5 0 7 。 ( 责任编辑 ： 杜建 军) 上海市 电力公 司启动二维对标试点 工作 据 华东电力报) 2 0 0 7年 4月 1 9日报道 ： 4 月 9日， 上海市 电力公司正式启动二维对标试点工作 。 二维对标工作在原有 的对标工作 中引入 了成本 的概念 ， 是对 目前创一 流同业对标工作 的进 一步深化