電容器組兩段或兩臂不等容量時內部故障繼保整定計算研究分析

李嫻芳

摘 要：本文就電容器組在單星形接線之時兩串聯段不等容量，亦或是雙星形接線之時兩臂不等容量的狀況之下，提出了對其內部故障繼電保護進行整定計算的公式，同時就電容器內部發生故障問題對于繼電保護靈敏性所帶來的影響展開了具體分析。

關鍵詞：電容器組；不等容量；內部故障；繼電保護；整定計算

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

當前我國在電容器組接線方面大多是采取的兩串段亦或是兩臂等容量配置方式，然而國外則大多是采取的兩串段不等容量配置方式。在具體的工程實踐當中，因受到個別電容器損毀同時缺乏備用品進行更換，因此便需降低某一臂的電容器并聯熟練，亦或是電容裝置容量配置串聯段數量需為奇數，進而促使電容器組兩串聯段亦或是兩臂電容不相等。

一、單星形接線時兩串聯段不等容量差動保護計算

此種保護方式更多的是應用在每一相是通過多串聯段所共同構成的電容器組，放電線圈單次、二次線圈各自是由兩線圈所共同構成，單次線圈跨接在電容器每一相的兩串段當中，而二次線圈則依據差動方式進行聯接。在一般運行狀況下差電壓值為零，在某一串段當中由于電容設備發生故障問題其熔絲斷裂后，便會發生電壓差值，在差電壓值大于不平衡保護整定值后，保護動作將會把線路當中所有接入的電容器切除。

（一）外熔絲保護配合整定

在熔斷器當中的切除電容器設備發生故障問題后，相應的串聯段以及電容器兩端電壓會明顯上升，依據有關標準規定，在進行保護整定當中其所能夠許可的最大電壓值應當不超過電容器額定電壓值的1.1倍。在對其計算公式進行推導時，可先不考量串聯電抗器所帶來的影響，表1為允許切除的電容器數量。注：F為電容器并聯臺數，G為電容器串聯段數，L為被切除的故障電容器臺數（假定在同一串段當中）

（二）內熔絲保護配合整定

假定電容器的保護僅為內熔絲，則電容器當中單元件的電容量Co，內部元件并聯數量共f個，串聯數量g個，由于故障問題而被切除的元件數為L。

則假定A相電容器組中的某臺電容器內部發生故障問題，共有L個元件被切除，相應的故障電容器電容量則為：

（三）兩段同時存在多個電容器故障

基于等串段等容量的接線策略之下，兩串段同時有L個電容器發生故障問題后，兩串段電容的變化情況完全一致，差動電壓也為零，此即是這一保護方式的一個不足之處。然而在兩段不等容量狀況下，同時存在L個電容器故障，差動電壓不為零，能夠將故障狀況充分體現出來。

二、雙星形接線時兩臂不等容量的不平衡保護計算

在本次研究當中所探究的雙星形兩臂不等容量即為電容器單臺容量一致，兩臂串聯段一致而并聯水量不同的情況，假定Ⅰ臂并聯臺數為L1，Ⅱ臂并聯臺數為L2，兩臂的串聯段數為G，中性線電流互感器變化比值為G1，單個電容器的額定電流則為Ie，中性線電流即為Io。

（一）外熔絲保護配合整定

一般情況下在Ⅰ臂A相出現了L臺故障電容器之時，中性點電位將會出現偏移現象，中性線同時還會有不平衡電流Io通過。此時假定Ⅰ臂A相當中的L臺故障電容器均被切除，則應先將中性點電位準確的計算出來。

假定Ⅰ臂A相存在L個故障電容器，并且其中性線不平衡電流為Io，那么則有：

假設，F1>F>F2，那么即有 ，對比上述存在L個故障的電容器中性線不平衡電流Io的公式與兩臂容量相同時的中性線不平衡電流Io，可了解到Io（I）

（二）內熔絲保護配合整定

假定I臂A相某一電容器內部當中存在有LY個故障點，同時均被切除，則需對其中性點電位予以計算處理，同樣在F1=F2=F之時，也就是兩臂容量相等之時，其中性線的不平衡電流Io即為：

假設，F1>F>F2，那么即有 ，將存在L個故障的電容器中性線不平衡電流Io的公式與兩臂容量相同時的中性線不平衡電流Io進行對比，即可得到Io（I）

結語

綜上所述，針對單星形接線時兩串聯段不等容量亦或是雙星形接線時兩臂不等容量狀況，只要確保動作整定值取值適當，便可促使保護靈敏性得以有效提升。單星形接線之時兩串段不等容量為確保運行過程中的電壓差為零，兩段電壓改變有所差異，從而導致故障出現在各串段當中所導致的電壓差也有明顯差別，整定保護動作可取偏小值，并依據公式推導及結果分析，偏少串段的靈敏性可有所升高。雙星形接線兩臂不等容量即為兩臂存在完全一致的串聯段，在故障出現于不同容量兩臂，其平衡電流也有所不同，整定保護動作可取偏小值，同樣整定值對較少并聯一臂的保護靈敏性明顯升高。

參考文獻

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