电力电容器保护概述.doc

电力电容器保护概述作者：佚名转贴自：电力安全论坛点击数： 36更新时间：2009-2-23电力电容器保护概述(1)电容器组应采用适当保护措施，如采用平衡或差动继电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： 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。 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。 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。 在高压网络中，短路电流超过20A时，并且短路电流的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： 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，保护装置都能可靠地动作。 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。 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。 保护装置应便于进行安装、调整、试验和运行维护。 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。 电力电容器保护问题 电力电容器（以下简称电容器）在低压配电系统中作为无功功率补偿装置的主要电器件而得到广泛应用，但由于电容器长期处于运载状态，经常会受到电网中各种非正常因素引起的过电流对电容器的冲击；当系统中电压、电流超越电容器的额定电流值时，将导致电容器内部介质耗损增加，产生过热而加速绝缘老化、降低使用寿命，严重时可能使介质击穿，并发重大事故。近年来，在电容器制造技术、工艺、材料上有了一定改进，如内部增设一定自愈保护，对谐波的治理采取了一定的抑制、滤除系列措施，但由于种种原因，未能普及有效地得到应用，在实际使用中，出现电容器损坏故障仍屡见不鲜，所以，对电容器的安全运行必须采取一定的保护措施。一、影响电容器损坏主要原因分析 形成电容器损坏的原因是多方面的、综合性的，但主要的是反映电容器耐压性能指标的过电压倍数和耐热性能指标的过电流倍数。影响这两项指标条件： 1、 电容器自身质量不稳定； 2、 电力系统中供电质量差； 3、 无功功率过补偿； 4、 环境温度超标； 5、 带负荷分合闸时，启弧、灭弧产生电磁过程； 6、 电力电子装置，非线性负载产生的谐波。 上述因素综合反映为过电流，所以保护器的设计，保护的切点，应放在如何检测电容器运行的动态电流上。二、电容器保护 1、热继电保护：现有电容器的保护，基本上还是采用双金属片式热继电器作单组式保护方法。由于电网影响电容器的过压、过流，具有产生的时间短。幅值大、频率高，而又能自行恢复的特殊性，热继电器固有功能特征根本不能适应电容器保护实际需求。 1.1 保护动作灵敏度低：热继电器是利用电流热效应原理，有较好的反时限工作特性；但具有热滞后，动作时限长特性，不能满足电容器要求的快速保护。 1.2 稳定性差：热效应特征同时受外界物理环境（如周边温度、散热条件等）影响。使温度动作的机械件机构易产生误动作或拒动作。由于大电流的冲击及长时通电发热，使金属材料内部的金属结构发生物理变化而无法稳定到原来的设定值上。 1.3 调节精度低：用依靠改变机械角度、距离、位置、以电流与热效应产生的关系二者很难确定到额定与整定电流之间的等值。 1.4 耗材、耗能、易损坏；热继电器的制造需大量的有色金属材料，热元件的热量产生，既耗材又耗能，而使热继电器不能长期、可靠的工作。热继电器原本为电动机过电流保护而设计的，用在电容器保护上，充其量只能起一点短路保护作用。 2、GT-JDC电力电容保护器： 根据电容器损坏的特殊原因，唯有可靠的电子电路工作原理最能接近电容器的实际保护需求。 2.1 电流取样：真实的取样信号，才有真实的保护效果。保护器利用自身电流互感器（一次电流在200A以下，不饱和，线性度好，不失真）在电容器三相主回路上监测电流动态信号（不平衡、内部支路故障）。采样信号经整流、谐波、隔离放大、整定取理，为执行电路送出脱扣指令。 2.2 执行电路：采用固体继电器作内部快速动作输出，具有开关快速无火花、无功耗，适应电容器快速保护需求。 2.3 调节灵敏度：实行整定电流的定流设计调配，以电容器额定电流实际值供用户选择，以避免了因整定电流的的设定不准确，引起保护动作的误差。 2.4 主回路穿芯：主回路采用互感器穿芯接线，避免了因主接头接触电阻易发热的弊病，同时可适应不同电压等级配电系统中使用。 2.5 工作状态指示：采用发光管作运行指示，为电气维护人员巡检提供方便。 2.6 固化工艺：核心部件固化处理，可防潮、防震、防腐蚀，从总体上大大地提高自身质量和使用寿命 2.7 自动投切：保护器的过流倍数、工作时间及延时复位等工作程序由内部电路设置自动完成。当电流互感器检测到过流信号时，通过保护内部集成运算、放大、整形迅速发出脱扣指令，驱动补偿装置控制系统电路关闭，使过流时电容器退出运行，同时保护器自身工作回路失电，进入延时复位，预置二次投入工作准备。若故障行为自行消失，继续正常投入工作；若故障行为不能自动恢复，将循环跳闸动作。 2.8 自锁：当运载过程的电容器出现不能自行恢复的自身故障行为。过流达到危险值时，自锁功能启用，以杜绝故障运行。 三、电容器保护保护目的及效果 （1） 保护电容器在运行过程中，避免过电流冲击，延长使用寿命。 （2） 保证电容器不停歇地参与运行，提高补偿功率。 （3） 电容器损坏时，防止故障重复扩大。 （4） 减少无功补偿系统中电器件损坏程度。四、两种不同电容器保护方式的描述 无功功率补偿装置一般都处于无人专门监视场合，当电网中出现过压过流对电容器冲击时： 1、热继电器保护方式：不能起到快速保护，其结果只能烧坏补偿电路中熔断器。熔断器熔断不易察觉发现，若得不到及时更换，补偿即进入盲区（死机状态）。直接影响补偿效率，使电力资源不能充分利用，企业又增加了无功电费负担。 2、GT-JDC电力电容保护器：能快速启动保护动作功能，驱动补偿装置控制电路关闭，使电容器暂退出运行而赢得了熔断器免受熔断时间，同时保护器自身工作电路失电，进入自动延时复位阶段，为电容器二次投入作预置准备；这样，既可避开过电流时的冲击，又保证了电容器不停歇参与正常安全运行，从而提高了补偿实效，获得社会、经济双效应。五、电力电容器的接通和断开的问题和注意事项(1)电力电容器组在接通前应用兆欧表检查放电网络。 (2)接通和断开电容器组时，必须考虑以下几点： 当汇流排(母线)上的电压超过1.1倍额定电压最大允许值时，禁止将电容器组接入电网。 在电容器组自电网断开后1min内不得重新接入，但自动重复接入情况除外。 在接通和断开电容器组时，要选用不能产生危险过电压的断路器，并且断路器的额定电流不应低于1.3倍电容器组的额定电流。结束语GT-JDC电力电容器保护器其特