舒越，張連聰，楊漢松，張際明，劉明輝，朱江，蘇陽(yáng)，楊華昆，李亞權(quán)，李勝朋，李秀明，周新銳

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司保山供電局，云南 保山 678000）

0 前言

投入電容器組是電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕侄?，電容器組的投退對(duì)電壓調(diào)整和降低線損起著非常重要的作用。對(duì)電容器組保護(hù)進(jìn)行科學(xué)、合理、正確的整定，和開展有效的預(yù)防性試驗(yàn)，不僅能保證電容器組的健康運(yùn)行，還能保證電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。220 kV XX 變電站35 kV Ⅱ-3C 電容器組分別于2019 年9 月29 日，2019 年12 月11 日兩次發(fā)生A 相差壓保護(hù)動(dòng)作，動(dòng)作電壓分別為1.583 V、0.757 V，保護(hù)定值為0.5 V。介紹了一次設(shè)備、保護(hù)裝置的試驗(yàn)和檢查，對(duì)差壓保護(hù)動(dòng)作原因進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)建議。

1 分相差壓保護(hù)

1.1 保護(hù)原理

電容器組分相差壓保護(hù)，簡(jiǎn)稱差壓保護(hù)。通過(guò)放電線圈采集單相電容器兩串聯(lián)段之間的電壓，并在放電線圈二次側(cè)進(jìn)行比較。設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，兩串聯(lián)段電容值相同，放電線圈采集的電壓相同，沒(méi)有電壓差。當(dāng)其中一段出現(xiàn)故障時(shí)，電容值發(fā)生變化，放電線圈上面的電壓也發(fā)生變化，二次側(cè)產(chǎn)生電壓差。當(dāng)電壓差大于等于保護(hù)整定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。下面根據(jù)電容器組實(shí)際接線和原理圖進(jìn)行說(shuō)明，見圖1。

圖1 電容器組實(shí)際接線和原理圖

電容器組的單相由串聯(lián)電抗器、電容器、避雷器、放電線圈組成。電容器共有8 支，分為C1、C2 兩個(gè)串聯(lián)段，按圖2 方式分布。分為正常運(yùn)行中兩串電容平均分配相電壓，即在C1、C2 上的一次電壓相等。放線圈接在電容器組單元上，作用相當(dāng)于電壓互感器，一次有兩個(gè)繞組分別為A1-A2、A2-X 對(duì)應(yīng)兩個(gè)二次繞組a1-x1、a2-x2，兩個(gè)繞組分別取C1、C2 上的電壓。差壓保護(hù)就是采集C1、C2 兩個(gè)串聯(lián)段上的電壓差。設(shè)備正常時(shí)，兩段電容值偏差很小可近似于相等，兩放電線圈一次承受的電壓相同，差壓為零（理想情況）。當(dāng)任意一串出現(xiàn)故障或電容值發(fā)生變化，將產(chǎn)生差壓。保護(hù)裝置在壓差達(dá)到整定值時(shí)保護(hù)出口跳斷路器，即保護(hù)出口動(dòng)作。

1.2 保護(hù)接線

每相電容器組分為兩段，每段接一放電線圈，兩放電線圈的變比相同，二次線圈反極性串聯(lián)后接入保護(hù)裝置，形成差壓保護(hù)。

該接線方式不受三相不平衡和單相接地故障影響，故障時(shí)分相動(dòng)作。但是存在保護(hù)死區(qū)，即兩串聯(lián)段發(fā)生對(duì)稱性故障時(shí)（每串聯(lián)段同時(shí)發(fā)生故障且故障數(shù)量相同）保護(hù)不起作用。

2 差壓保護(hù)動(dòng)作原因分析

2.1 一次設(shè)備檢查

對(duì)220 kV XX 變電站35 kV Ⅱ-3C 電容器組進(jìn)行了全面檢查，并按照《電力設(shè)備檢修試驗(yàn)規(guī)程》要求開展了預(yù)防性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果滿足規(guī)程要求。220 kV XX 變電站35 kV Ⅱ-3C電容器組投入運(yùn)行時(shí)，再次發(fā)生A 相差壓保護(hù)動(dòng)作，再次對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行全面檢查和試驗(yàn)。

2.2 二次設(shè)備檢查

檢修試驗(yàn)人員對(duì)220 kV XX 變電站35 kV Ⅱ-3C 電容器組保護(hù)測(cè)控裝置進(jìn)行檢查，保護(hù)測(cè)控裝置內(nèi)正定值與保護(hù)定值單一致，均為0.5 V，保護(hù)測(cè)控裝置能夠準(zhǔn)確動(dòng)作，二次電纜絕緣良好。

2.3 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)差壓保護(hù)的原理進(jìn)行C1、C2兩段串聯(lián)電容的分壓情況進(jìn)行計(jì)算。電容分壓公式為：

由上述公式計(jì)算得到數(shù)據(jù)可知，A 相二次壓差出現(xiàn)銘牌值（出廠值）與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值偏差情況，通過(guò)實(shí)測(cè)值進(jìn)行計(jì)算，二次壓差為0.525 V，超過(guò)了差壓保護(hù)定值（0.5 V）。

2.4 保護(hù)定值計(jì)算

根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書上提供的保護(hù)定值推薦計(jì)算公式及產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)對(duì)差壓保護(hù)定值進(jìn)行核算，計(jì)算公式及技術(shù)參數(shù)如下：

式中：ΔUC—不平衡電壓；UEX—電容器組額定電壓；K—切除元件數(shù)；KV—完好元件過(guò)電壓倍數(shù)；M—每相并聯(lián)數(shù)；N—每相串聯(lián)數(shù)；m—元件并聯(lián)數(shù)；n—元件串聯(lián)數(shù)。

將上述參數(shù)代入公式（3）、（4），得到推薦保護(hù)定值為3.92 V（二次值）。經(jīng)與上海思源電器股份有限公司技術(shù)人員溝通確認(rèn)，通過(guò)公式（3）、（4）公式計(jì)算出的保護(hù)定值可以滿足單相電容器組中8 只電容單元的任意1只發(fā)生故障或電容量的變化量超過(guò)國(guó)標(biāo)和規(guī)程要求的5%時(shí)啟動(dòng)差壓保護(hù)的要求。

通過(guò)實(shí)際計(jì)算分析，220 kV XX 變電站35 kV Ⅱ-3C 電容器組連續(xù)兩次發(fā)生A 相差壓保護(hù)動(dòng)作的原因?yàn)殡娙萜鹘M兩串聯(lián)段的電容量變化滿足規(guī)程要求，不滿足保護(hù)定值允許的偏差，造成保護(hù)誤動(dòng)作。

3 結(jié)束語(yǔ)

在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，電容量出現(xiàn)一定量的變化，單個(gè)電容單元和電容器組總電容量都滿足規(guī)程要求，而串聯(lián)電容段電容量不滿足保護(hù)定值要求造成保護(hù)誤動(dòng)作的可能性。

為35 kV 電容器組分相差壓保護(hù)動(dòng)作原因分析提供了一種新的思路。

在35 kV 電容器組分相差壓保護(hù)定值整定時(shí)，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書要求計(jì)算保護(hù)定值，避免出現(xiàn)因保護(hù)定值不恰當(dāng)造成保護(hù)誤動(dòng)作或設(shè)備故障時(shí)不能準(zhǔn)確動(dòng)作的情況。

檢修預(yù)試過(guò)程中，檢修預(yù)試人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)兩串聯(lián)段電容值的測(cè)量和計(jì)算，避免此類事情的再次發(fā)生。