技術(shù)文章
電容器接線形式
主要有:?jiǎn)涡切?、橋形、雙星形、兩個(gè)單星形、三個(gè)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(shí)外部接線也為先M并后N串,每個(gè)單臺(tái)電容器都有一個(gè)熔斷器。(如下圖,每臺(tái)電容器單元由m個(gè)電容器小元件并聯(lián)、n段串聯(lián)組成,每個(gè)電容器小元件串接一根內(nèi)熔絲)
整定計(jì)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(yùn)行,單臺(tái)電容器有熔斷器的,考慮單臺(tái)電容器內(nèi)小元件擊穿或單臺(tái)電容器熔斷器熔斷退出運(yùn)行。
電容器保護(hù)配置
不同接線形式的電容器組保護(hù)配置有所區(qū)別,其中反應(yīng)電容器外部故障的保護(hù)配置一致,反應(yīng)電容器內(nèi)部故障的保護(hù)配置不同,除反應(yīng)外部故障(或異常)的延時(shí)電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)外,反應(yīng)內(nèi)部故障的保護(hù)可只配置一種。
差電壓保護(hù)
雙星形接線電容器組中性線不平衡電流保護(hù)
橋形接線電容器組差流保護(hù)
?電容器保護(hù)整定計(jì)算
電流保護(hù)定值按電容器端部引線故障時(shí)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(hù)動(dòng)作時(shí)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(shí)靈敏系數(shù)不小于2。
過電流保護(hù)應(yīng)為三相式;
過電流保護(hù)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(hù)動(dòng)作時(shí)間一般整定為0.3~1s。
過電壓保護(hù)定值應(yīng)按電容器端電壓不長(zhǎng)時(shí)間超過Kv倍電容器額定電壓得原則整定;
過電壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)在1min以內(nèi);
過電壓保護(hù)可根據(jù)實(shí)際情況選擇跳閘或發(fā)信號(hào)。
低電壓定值應(yīng)能在電容器所接母線失壓后可靠動(dòng)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(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)與本母線出線后備保護(hù)時(shí)間配合。
電壓定值按部分單臺(tái)電容器(或單臺(tái)電容器內(nèi)小電容器元件)切除或擊穿后,故障相其余單臺(tái)電容器所承受的電壓(或單臺(tái)電容器內(nèi)小電容器元件)不長(zhǎng)期超過Kv倍額定電壓的原則整定,同時(shí)還應(yīng)可靠躲過電容器組正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電壓。動(dòng)作時(shí)間一般整定為0.1~0.2s。
正常運(yùn)行時(shí),三相負(fù)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(fù)載不平衡,UNN’≠0
根據(jù)電容器損壞情況計(jì)算出YA、YB、YC及UNN’,進(jìn)而算出UA1N’、UB1N’、UC1N’ ,每相電容器電壓均可計(jì)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(jì)算。這樣,根據(jù)允許損壞的電容器個(gè)數(shù)可以進(jìn)行定值整定。
當(dāng)電容器組內(nèi)部分電容器擊穿或退出運(yùn)行時(shí),其它正常運(yùn)行的電容器過電壓倍數(shù)不應(yīng)大于Kv,當(dāng)大于Kv時(shí),保護(hù)必須可靠動(dòng)作切除整個(gè)電容器組,按這個(gè)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(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》中Kv=1.1~1.15; 日新電機(jī)(無錫)有限公司推薦:Kv=1.15~ 1.2時(shí),延時(shí)0.4s發(fā)報(bào)警,Kv=1.3~ 1.5時(shí),延時(shí)0.2s跳閘(書面資料)。
Kv值對(duì)于保護(hù)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(yùn)行時(shí)的不平衡值,無法使用,實(shí)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(diǎn)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(duì)于差壓保護(hù),差壓定值不應(yīng)高于2V。
要求電容器投產(chǎn)時(shí),廠家將不平衡度調(diào)至最小,每一次更換電容器元件時(shí),也要進(jìn)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(shí)際測(cè)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(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)考慮躲過電容器組投入或區(qū)外故障恢復(fù)時(shí)過渡過程時(shí)間,《3~110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》中,此時(shí)間為0.1~0.2s,目前我公司采用0.2s ;
實(shí)際應(yīng)用中,某一變電站電容器差壓保護(hù)時(shí)間定值取為0.1s,現(xiàn)場(chǎng)投電容器組試驗(yàn)時(shí)發(fā)生差壓保護(hù)誤動(dòng)現(xiàn)象,把時(shí)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(shí)間可以縮短到0.1s。
通過投電容器組時(shí)的波形,可以看出過渡過程的時(shí)間基本上在0.1~0.2s,這也說明了整定規(guī)程的時(shí)間要求是合理的。
由于差電壓為縱向差動(dòng)保護(hù),反應(yīng)的是兩個(gè)電壓之差,其過渡過程應(yīng)該更輕微,時(shí)間更短。