10 kV電容器組不平衡電壓保護試驗方法的改進

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（1.金華送變電工程有限公司，浙江金華321000；2.金華電業局修試工區，浙江金華321000

10 kV電容器組不平衡電壓保護試驗方法的改進

季克勤1，杜悠然2，單衛東1

（1.金華送變電工程有限公司，浙江金華321000；2.金華電業局修試工區，浙江金華321000

通過分析得出電容器熔絲熔斷時一次電壓值的計算公式，改進了不平衡電壓測試的方法，經過試驗值和實際值的對比，驗證了測試方法的可行性。應用新方法后在帶負荷試驗時不必再做不平衡試驗，省時省力，也降低了投產安全風險。

10 kV；電容器；不平衡電壓；試驗方法

0 引言

在10 kV電容器投產時，為了驗證電容器保護中的不平衡電壓接線和整定值的正確性，傳統試驗方法是：在投產時電容器由運行改檢修，取下電容器的某一相的熔絲，人為產生不平衡電壓，然后電容器再由檢修改運行，測試其不平衡電壓，并根據其不平衡電壓值與整定值進行比較，判斷其正確性。如果接線不正確，電容器又要改檢修，檢查后再做試驗。

顯然，這使投產時不可控因素增加。投產時如檢測出不平衡電壓回路有問題，故障消除需要時間，使正常投產延期。即使順利投產，這種檢測方法需要很多操作，耗費大量人力物力，延長投產時間，同時也增加安全風險。

為了降低投產風險，設想在變電所施工調試階段就完成電容器不平衡電壓保護的回路檢查和整定值核對，提出了模擬帶負荷試驗電容器不平衡電壓測試方法。

1 模擬測試方法

要達到設定的目標，首先要分析電容器熔絲熔斷后不平衡電壓產生的整個過程。

開口三角不平衡電壓的產生是因為電容器熔絲熔斷，三相電容器不對稱，在放電線圈開口三角側就有不平衡電壓。投產前試驗階段模擬該過程，就需要知道電容器熔絲熔斷時加在放電線一次側電壓，再利用高壓試驗設備產生所需高壓施加到放電線圈一次側，在二次回路和保護裝置處測量二次不平衡電壓，以此完成整個回路的試驗。

通過以上分析，得出10 kV電容器不平衡電壓測試方法需要包含以下內容：

（1）10 kV電容器一次不平衡電壓的計算方法和計算結果。

每日現場開工前，由施工隊長做STA（安全工作分配），對當日工作內容進行說明，分析各項工作的風險并確定預防措施，指定各項工作的責任人（負責施工及落實預防措施）。

（2）依據計算的結果，利用升壓試驗變壓器，將電壓施加到放電線圈一次側，并在二次回路各點測量二次電壓和不平衡電壓。

（3）將實測值與人為取熔絲產生不平衡電壓值進行比對，判斷新方法試驗結果是否正確。

2 電容器組熔絲熔斷時放電線圈一次電壓計算

以無內熔絲電容器組成的單星形接線，開口三角不平衡電壓保護的電容器成套裝置為例，假設三相電源電壓對稱，單臺電容器容量相等。單星形接線10 kV電容器組接線如圖1所示。

圖1 電容器組接線

UA，UB，UC，U0分別為系統A，B，C三相電壓和電容器中性點電壓，LA，LB，LC為電抗器每相電抗，CA，CB，CC分別為電容器每相電容。令每相阻抗分別為ZA，ZB，ZC。

顯然有：

由基爾霍夫電流定律可知：

由式（2）可以解得：

而：

由式（1）-（4）并認為電源三相電壓是對稱的，可得放電線圈一次電壓為：

在得到了單星形接線電容器組熔絲熔斷時放電線圈承受的電壓計算式后，即可以此為依據提出現場試驗方法。

3 電容器不平衡電壓測試方法

以110 kV低田變電容器為例，由無內熔絲電容器組成成套裝置，主接線為單星形接線，保護方式為開口三角不平衡電壓保護，其相關設備參數如表1所示。

表1 110kV低田變電容器組參數

依據實際的電容器接線方式，電容器總容量、單個電容器容量以及串聯電抗器參數，計算出在某相電容器1個或2個熔絲熔斷時，放電線圈一次電壓和二次不平衡電壓。

計算得出電容器組A相1個電容器熔絲熔斷時，放電線圈一次電壓為：

表2 A相熔絲1個熔斷時數值對比

表3 A相熔絲2個熔斷時數值對比

可得放電線圈一次不平衡電壓：1 027 V。

同理，當A相電容器有2個熔絲熔斷時有：

可得放電線圈一次不平衡電壓：2 182 V。

通過移相器、升壓器將試驗電壓施加到10 kV電容器組放電線圈的一次側，在放電線圈的二次側和保護裝置端子排處測量電壓值，就可以完成電容器不平衡電壓二次回路的檢查和不平衡電壓定值的核對。

依據提出的測試方法在試驗中得出數據，再和實際帶負荷試驗測試數值比較，結果見表2、表3。

由表2，3可知，電容器不平衡電壓測試方法計算值和實際測量值的誤差不超過2%，完全能滿足二次電壓回路檢查和保護核對需要。

4 結語

采用新的10 kV電容器不平衡試驗方法，在電容器組投產前,只需臨時拆開電容器的放電線圈與電容器其他元件的連接線，在其放電線圈的一次側加不平衡三相電壓，使其產生二次不平衡電壓，模擬電容器的熔絲熔斷，從而驗證二次接線的正確性和整定值的合理性，試驗方法簡單易行、安全可靠，縮短變電站投產時間，降低安全風險效果明顯。

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（本文編輯：楊勇）

Improvement on Unbalanced Voltage Protection Test Method for 10 kV Capacitors

JI Ke-qin1，DU You-ran2，SHAN Wei-dong1
（1.Jinhua Electric Power Transmission and Transformation Engineering Co.，Ltd，Jinhua Zhejiang 321000，China；2.Jinhua Electric Power Bureau，Jinhua Zhejiang 321000，China）

The calculation formula of primary voltage value is obtained through the analysis when the capacitor fuse is blown.The unbalanced voltage test method is improved.Through the comparison of test value and actual value，the method feasibility is verified.By applying the new method，there′s no need of imbalance test in the on-load tests.It reduces time and effort as well as operation safety risk.

10 kV；capacitor；unbalanced voltage；test method

TM531.4

：B

：1007-1881（2012）07-0009-03

2012-01-19

季克勤（1982-），男，浙江義烏人，碩士，工程師，主要研究方向為電力系統繼電保護。