電容器保護(hù)介紹

高壓無功自動補(bǔ)償設(shè)備電容器保護(hù)濟(jì)南迪生電子孫士民一、引言隨著絕緣材料技術(shù)的發(fā)展和電容器制造工藝的提高，目前電容器在額定電壓下長期運(yùn)行，故障率已降的很低。但是，如果電容器頻繁投切卻容易發(fā)生擊穿故障，特別是當(dāng)投切開關(guān)出現(xiàn)重燃時，故障或事故就很有可能發(fā)生。一旦發(fā)生擊穿故障，就有可能引起電容器爆炸著火的事故。根據(jù)若干例故障電容器的解刨剖情況來看，電容器發(fā)生故障的開始大多是內(nèi)部某一個單元串段發(fā)生擊穿，然后剩余的某一個單元串段又發(fā)生擊穿，最后故障顯現(xiàn)或事故發(fā)生。如何及時發(fā)現(xiàn)電容器的早期故障，并盡快切除故障電容器，是保證高壓無功自動補(bǔ)償設(shè)備安全運(yùn)行、避免爆炸事故發(fā)生的根本條件。二、電容器故障分析單只高壓電力電容器內(nèi)部是由多個小單元電容器串聯(lián)而成，如10kV系統(tǒng)的電容器一般有4個組或5個組單元電容串聯(lián)而成，額定電壓就分配在幾個單元電容器上（如圖），某個電容器損壞時，首先是內(nèi)部一個單元電容發(fā)生擊穿損壞，使剩下的單元電容運(yùn)行電壓升高，這時電流增大很小，電容器繼續(xù)運(yùn)行，由于每個單元電容的運(yùn)行電壓提高，很快又出現(xiàn)某個單元電容損壞，剩下單元電容運(yùn)行電壓又被提高，這只電容器此時有可能已經(jīng)出現(xiàn)鼓肚，重者出現(xiàn)鼓裂、漏油。這樣繼續(xù)運(yùn)行下去，很可能會造成這只電容器由鼓肚、鼓裂、漏油到起火爆炸。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和對多起被燒毀電容器的解體分析證明，電容器組的爆炸起火一般僅是某一只電容器爆炸起火所引起的，而某一只的爆炸起火是因電容器內(nèi)部幾個串聯(lián)單元中有被擊穿損壞的單元不能被發(fā)現(xiàn)繼續(xù)運(yùn)行造成的，雖然故障發(fā)展到起火爆炸的惡性事故，但故障的過程電流的變化依然不大，熔斷器和一般的過流保護(hù)是在事故發(fā)生以后才動作，可是事故已經(jīng)發(fā)生了。三、電容器故障保護(hù)和事故保護(hù)分組電容器高壓無功自動補(bǔ)償裝置，通常有兩種連接方式：一種是把各組電容器通過斷路器直接連接在變電站母線上。另一種是各組電容器通過分組投切開關(guān)（斷路器或負(fù)荷開關(guān)）連接在補(bǔ)償裝置的母線上，再通過總開關(guān)斷路器連接在變電站母線上。下：一般采用10000/100的放電器，故反映到二次側(cè)的開口電壓值為3.04V，保護(hù)定值一般取2V—2.5V，低于一個串段完全短路時的理論開口電壓值。3）每相由三臺電容器構(gòu)成當(dāng)其它電容器完好，僅A相其中一臺電容器的一個串段短路時，其相電容容值變?yōu)?0/3C，C—完好單臺電容的標(biāo)稱容值，反映到二次側(cè)的開口電壓值計(jì)算如下：一般采用10000/100的放電器，故反映到二次側(cè)的開口電壓值為2.06V，保護(hù)定值一般取1V—1.5V，低于一個串段完全短路時的理論開口電壓值。4)每相由四臺電容器構(gòu)成當(dāng)其它電容器完好，僅A相其中一臺電容器的一個串段短路時，其相電容容值變?yōu)?3/3C，C—完好單臺電容的標(biāo)稱容值，反映到二次側(cè)的開口電壓值計(jì)算如下：一般采用10000/100的放電器，故反映到二次側(cè)的開口電壓值為1.56V，保護(hù)定值一般取0.8V—1.2V，低于一個串段完全短路時的理論開口電壓值。2、多星不平衡（開口三角）電壓保護(hù)多星不平衡（開口三角）電壓保護(hù)，與單星不平衡（開口三角）電壓保護(hù)原理相同，主要因?yàn)閱涡切谓泳€電容器組容量較大時每相并聯(lián)電容器不得超過4臺，為保證保護(hù)的靈敏度不會降低，把電容器組分為多星來檢測不平衡（開口三角）電壓。3、單星相電壓差動保護(hù)（電壓等級高或串段數(shù)較多單組容量較小時）電壓等級較高或串段數(shù)較多時，不平衡（開口三角）電壓保護(hù)靈敏度降低，需要采用相電壓差動保護(hù)?，F(xiàn)以35kV電壓，單組容量10000kvar為例，計(jì)算相電壓差動保護(hù)定值。假設(shè)采用單臺容量為334kvar10.5kV的普通電容器，每相用10臺5并后串。假設(shè)每臺電容器內(nèi)部是由7個串段單元串聯(lián)而成，每個串段單元容量為Ci，一臺電容器內(nèi)部有1個串段單元擊穿短路時，這臺電容器容量由變?yōu)?=== 選用10000/100的放電器，故反映到二次側(cè)的差電壓值為3.31V，保護(hù)定值一般取2.0V—2.5V，低于一個串段完全短路時的理論差電壓值。也可用以下公式計(jì)算差電壓：其中：m為并聯(lián)路數(shù)n為串聯(lián)段數(shù)Uo為相電壓4、多星相電壓差動微機(jī)保護(hù)（電壓等級高或串段數(shù)較多單組容量較大時）多星相