三星形接线电容器组电容量测量异常分析及对策

柯于刚，顾文雯，田 栋

（1.江苏省电力公司检修分公司，江苏 无锡 214101；2.无锡供电公司，江苏 无锡 214061）

三星形接线电容器组电容量测量异常分析及对策

柯于刚1，顾文雯2，田 栋1

（1.江苏省电力公司检修分公司，江苏 无锡 214101；2.无锡供电公司，江苏 无锡 214061）

对一起35kV三星形接线方式电容器组电容量测量异常情况进行分析，指出对现场接线复杂、电容器数量较多的电容器组测量电容量时，应充分理解电容器组的接线方式、保护方式及数字电容表的测量原理，防止测量时带入其他支路的等效电容，并结合实例给出处理办法，解决了测量时容易出现的数据异常问题，有效提高了该类型接线方式下电容器组电容量试验数据的准确性及电容量测量工作的效率。

电容器组；接线方式；差动保护；电容量测量

电容量是电容器的主要技术参数，当电容器内部元件击穿或内部连线、内熔丝断开，电容量会发生显著变化，此时通过电容量的测量可以判断电容器有无缺陷。另外，如果电容器组其中单个或几个电容器因损坏更换后，需要根据电容器组所采用的保护接线方式进行段间或相间电容量测量，若出现段间或相间电容量的不平衡，还需对电容器组进行平衡配置，保证正常运行时电容器组保护不动作。

1 某变电站主变压器35kV电容组配置情况

某500kV变电站3号主变压器（以下简称主变）3号电容器组于2007年1月投运，单个电容器型号为BAMar11/2-334-1W，电容量为34.59 μF。该电容器组有180台电容器，采用三星形方式接线。单个星形接线的每相有20台电容器，采用5并4串的接线方式，分为上下两段，段间采用电压差动保护，具体配置如图1所示（电压差动保护只画出了星形Y1的A相，星形Y2、星形Y3各相未画出，其中C0是由10个电容器采用5并2串连接所组成的电容器组的等效电容）。

2 单星形单相电容器组段间电容量测量

由于电容器组A相第一个星形Y1中4个电容器（编号为A22，A23，A58，A59）、B相中2个电容器（编号为B21，B16）以及C相中3个电容器（编号为C48，C34，C35）出现渗漏油，现场调换后需进行段间电容量的测量，以便进行电容器组间电容量的平衡配置，满足电压差动保护的要求。

图1 35kV电容组三星形接线电压差动保护

2.1 测量方法

通常对于电容器组中电容器数量不多的情况，采用拆除电容器引线后逐台测量，然后按照电容器串并联接线方式对段间总电容量的进行手工计算。但本次测试的电容器多达180台，计算起来耗时、繁琐且精度低；另外，框架式电容器组采用分层安装，最顶层的电容器离地高度达3.5 m，采用逐台测量时高空坠落风险显著加大，且试验仪器测试线长度有限。

鉴于上述测量困难，考虑到电容器组现场采用的是串段间电压差动保护接线方式，可以进行串段间总电容量的测量。根据DL/T604-2009《高压并联电容器装置使用技术条件》相关规定：30 Mvar以上电容器偏差在0%～5%，且任意两线端的最大电容量与最小电容量比值不超过1.02。当测量结果不满足上述要求时，应逐台测量。

2.2 测量步骤

采用数字电容表进行现场测量时，需拉开母线侧进线刀闸和中性点Y1，Y2，Y3的接地刀闸，脱开放电线圈的引线（图1中H，F，G点）。测量星形Y1的A相上段电容量时，数字电容表测试线的两端夹接在H和F处；测量星形Y1的A相下段电容量时，数字电容表测试线的两端夹接在F和G处。测量星形Y2和Y3的段间电容量方法类似，现场实物图见图2。

图2 35kV电容组Y1星形接线A相段间电容量测量

2.3 测量结果分析

用AY1上表示星形Y1的A相上段电容量，AY1下表示星形Y1的A相下段电容量；AY2上表示星形Y2的A相上段电容量；AY2下表示星形Y2的A相下段电容量；AY3上表示星形Y3的A相上段电容量；AY3下表示星形Y3的A相下段电容量。其他相段间电容量标记方法同理类推。

3号电容器组A相电容量分段测得的数据见表1。由于段间电容器组是5并2串连接，而单个电容量是34.59 μF，根据电容器组的串并联关系进行理论计算，得出段间电容量AY1上=34.59×5/2，即86.475 μF，比数字电容表测量数据111.3 μF小。

表1 3号电容器组A相电容量分段测量数据

对于单星形或相对简单接线方式下的电容器组电容量的测量，在拆掉放电线圈引线的同时，拉开单星形接线的中性点接地刀闸就可正确测量串段间电容量。但是对于该变电站三星形接线方式电容器组，仅拆掉放电线圈3个套管引线并拉开3个星形中性点接地刀闸，然后用数字电容表进行测量所得数据并不准确，原因是测量Y1段间电容量时，电流回路通过母排并入了星形Y2和Y3其他支路的电容量，导致星形Y1的A相上段等效电容量偏大。三星形接线方式现场布置比较复杂，测量时较易出错，需特别注意。目前无锡地区仅500kV梅里变电容器组采用此种接线方式。

3 故障原因分析及处理

初步分析，导致串段间电容量偏大的可能原因是：以Y1星形A相上段测量为例，数字电容表的2根测试线夹在图3的H和F处，此时所取电压信号量是正确的，但所取电流不仅仅是流过C0的电流I0，可能还包括电流I1，该电流流经星形Y2和Y3中性点，再经由B相和C相回到星形Y1中性点，最后通过等效电容C1回到F处，即I1=I2+I3，因此导致所取电流偏大，进而导致所测电容量偏大。

图3 测量电容器组段间电容量时电流流向示意

基于上述分析，根据电流的流通方式可以得到用数字电容表测量AY1上段电容量的等值电容量，如图4所示。其中：AY1，BY1，CY1分别表示星形Y1中A相、B相、C相的等效电容量；AY1与AY2，AY3，BY2，BY3，CY2，CY3，CY1，BY1等效电容量基本相等，均为43.2375 μF，C0和C1均为86.475 μF。

图4 数字电容表测量AY1上的等值电容量

按照图4中等效电容量间的连接方式进行星形/三角形等效变换，并根据等值电容量原理及电容器之间的串并联关系，可计算得到H和F点之间的等值电容CHF为111.18 μF。经比较，计算所得数据与表1基本一致（因每个电容器电容量不完全相同，所得估算数据也与实测数据不完全相同），这也说明了之前测试异常时确实并入了其他支路的等效电容量。

通过上述对测试电流回路的分析可知，为得到正确测量数据，需要断开相应相下段电容器组尾端与中性点（如Y1，Y2，Y3）的连接排（见图1中 K处），以避免测量时测试回路带入其他电容。调整方法后，重新测量A相，得出的上下段电容量数据平衡，测量数据见表2。

表2 3号电容器组A相电容量分段测量数据

4 结论

对于电容器组中电容器数量较多、现场接线比较复杂的现场测量，需要充分理解电容器接线方式、保护方式以及数字电容表的测量原理。采用正确的测量方法和步骤，并注意以下事项：

（1）为准确测量电容量，应断开放电线圈的与电容器的连接线，同时脱开与电容器组连接串联电抗器。

（2）对于单星形接线或相对简单接线方式下的电容器组电容量测量，拆掉放电线圈引线的同时拉开单星形接线的中性点接地刀闸就可进行串段间电容量。如果采用数字电容表进行三星形接线方式电容器组电容量测量时，必须将相应星形串段电容器尾端与中性点的连接排拆开，防止测量时带入其他支路的等效电容。

（3）如果已经配备了不拆引线电容量测试仪，可以较方便地进行测量，但应正确理解钳型电流表夹接的不同位置所对应的等值电流回路。其中钳形电流表可紧挨着等效电容器的尾端进行夹接，即夹接位置应在放电线圈引线与电容器尾端连接点的内侧，不可跨过连接点，方可得到正确的数据。

[1]DL/T604-2009高压并联电容器装置使用技术条件[S].北京：中国电力出版社，2009.

[2]杨昌兴，华水荣.高压并联电容器组单双星形接线方式的选择[J].电工技术杂志，2003，（11）:59-62.

[3]王雪梅.两星臂电容量不相等的双星形中性点不平衡电流保护计算[J].电力电容器与无功补偿，2001，31（3）:1-2，17.

[4]吴义华，林浩.适用于现场电容器组电容量测量方法[J].高电压技术，2002，28（2）:45-47.

[5]陈化纲.电气设备预防性试验技术问答[M].北京：水利电力出版社，1998.

（本文编辑：方明霞）

Abnormality Analysis on Capacitance Measurement of Capacitor Group in Three Stars Style Connection Mode and the Countermeasures

KE Yugang1，GU Wenwen2，TIAN Dong1
（1.Maintenance Branch of Jiangsu Electric Power Company，Wuxi Jiangsu214101，China；2.Wuxi Power Supply Company，Wuxi Jiangsu214061，China）

In this paper，an abnormality case of capacitance measurement of35kV voltage grade capacitor group in three stars style connection mode is analyzed.The paper indicates that the connection mode and protection mode of capacitor group as well as the measurement principle of digital capacitance meter must be fully comprehended during capacitance measurement of capacitor group with complex connection mode and multiple capacitors so as not to bring other equivalent capacitors from other branch circuits.Besides，the paper presents a solution in accordance to practical cases to eliminate data abnormity that frequently occurs in the measurement and improve the data accuracy of capacitance test of capacitor group under the connection mode as well as efficiency of capacitance measurement.

capacitor group；connection mode；differential protection；capacitance measurement

TM531

：B

：1007-1881（2016）09-0032-03

2016-06-17

柯于刚（1979），男，高级工程师，从事高压电气试验工作。