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        寧波博創電氣有限公司分析電容器保護原理及功能

        2022-06-29 11:38:53

        兩段相間過電流元件保護電容器組與斷路器之間的導線、絕緣子和套管之間的相間短路故障,也可作為電容器內部故障的后備保護。

        電容器組電路一般不配備電流速斷保護,因為速斷保護應考慮避免電容器組合閘沖擊電流和外部放電電流的影響,其保護范圍和效果不能充分利用。

        由于系統負荷的變化,系統電壓也經常發生變化。電容器輸出的無功功率和內部有功功率損耗與兩端電壓的平方成正比,即Qc=ωCU2P=ωCU2tgδ。當運行電壓過高時,外殼中的有功率損失迅速增加,使電容器內部產生的熱量超過電容器冷卻能散發到周圍空氣中的熱量,破壞熱平衡,溫度升高,自由增加,使介質老化,使用壽命降低。除了導致電容器外殼膨脹外,由于熱擊穿的發展,當地的擊穿很容易導致電容器爆炸。因此,電容器需要安裝更完善的工頻過電壓保護,以確保電容器在規定的時間范圍內運行,而不超過允許電壓。

        根據標準,電容器允許的工頻過電壓的持續時間為:1.在額定電壓的1倍下,可長期運行;在1倍的額定電壓下,.額定電壓15倍時,每24小時可運行300倍min;在1.額定電壓為5倍時,額定電壓為5倍min;在1.額定電壓為3倍時,為1倍min。

        為保證瞬時過電壓后,過電壓元件可靠返回,過電壓元件應具有較高的返回系數,可取0.95(>0.98)。

        過電壓元件電壓取自母線PT。為避免母線單相接地時過電壓保護誤動,采用線電壓。

        由于電壓取自母線PT,為防止電容器不投入運行,母線電壓過高誤切電容器,在過電壓元件中加入斷路器合位判證。

        低壓保護原理及功能

        從電容器本身的特點來看,如果運行中的電容器突然失去電壓,就不會損壞電容器本身。但可能會產生以下后果:①當變電站電源側斷開,事故跳閘或電壓急劇下降時,如果電容器仍接在母線上,當電源關閉或備用電源自投時,母線電壓迅速恢復,電容器殘壓未降至0.當額定電壓為1倍時,電容器可能承受1倍以上.額定電壓損壞1倍。②變電站斷電恢復時,如果變壓器帶電容器關閉,可能會產生諧振過電壓,損壞電容器。③在變電站停電恢復初期,如果變壓器沒有帶負荷或負荷較小,母線電壓較高,也可能導致電容器過電壓。因此,增加低電壓保護,其運行時間應小于上級電源進線重合閘或BZT當變壓器保護或其他保護跳出母線進線斷路器時,應同時連接跳電容器,但如果增加低電壓保護,并且動作時限適當,則不能連接跳電容器)。

        低壓保護電壓取自母線PT,為防止電容器不投入運行,母線電壓過低誤切電容器,在低壓元件中加入斷路器合位判證。為避免在電容器不投入運行時出現故障。PT斷線時低壓保護誤動,電壓采用線電壓,由軟件計算;并且可以通過控制字選擇是否有流閉鎖。

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        過載保護

        電容器組的過載是由系統的過壓和高諧波引起的。根據國家標準,電容器的有效值應為1.3倍額定電流長期運行,對于電容偏差大的電容器,過電流值允許達到1.額定電流的43倍。由于電容器組要安裝反映母線電壓穩定上升的過電壓保護,而大容量電容器組一般需要安裝系列電抗器來抑制高諧波,因此不能安裝過載保護。只有當系統高諧波含量較高時,或電容器組投入運行后,電路中的電流超過允許值時,才能安裝過載保護,保護帶的時限在信號中移動。為了配合電容器的過載特性,應采用反時限特性。

        單相接地保護原理及功能

        并聯電容器組是否應安裝單相接地保護,應根據電容器組所在電網的接地方式確定。對于非接地系統,電容器組中性點不直接接地,無論電容器組是絕緣支架還是地面,都不是網絡自然電容器的一部分,因此不再安裝單相接地保護。目前,在中性點非直接接地系統中,并聯電容器裝置的接線通常是Y接線或雙Y接線。直接接地系統中或直流輸電系統交流側的高壓、超高壓、超高壓中性點并聯電容器裝置一般采用Y0接線。

        反映電容器組內部故障的不平衡保護

        大容量并聯電容器組由許多單個電容器串組成,并聯電容器為先并后串)。電容器故障由專用保險絲切除,對整個電容器組影響不大,因為電容器具有一定的過載能力,在設計中選擇設備時,一般留有適當的裕度。但當多臺電容器故障切除時,可能會使電容器嚴重過載或過電壓(電容器切除后,故障段容抗增大,端電壓升高可能>1.1額定電壓)損壞,因此需要考慮保護措施,常用的不平衡保護。保護原理是反映一組電容器中健全部分與故障部分(電流或電壓)之間的差異。電容器組的接線方式(三角形、星形、雙星形)不同,構成不平衡保護的方式也不同。常用的保護方法有:零序電壓保護(開口三角電壓保護)、中性點不平衡電壓或電流保護、電壓差保護、電橋差電流保護。所謂電容器組零序電流平衡保護,就是在兩組星形接線電容器的中性點連接上安裝零序電流互感器和零序電流繼電器。這樣,當某一相的電容器在運行中出現故障時,由于中性點上的零序電流,零序電流互感器啟動零序電流繼電器,使開關跳閘,從而斷開電容器組,防止故障繼續擴大。)


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