一起集合式电容器组差压保护动作的分析

岳彩鹏，隋 恒，陈 虎

（国网山东省电力公司聊城供电公司，山东 聊城 252000）

一起集合式电容器组差压保护动作的分析

岳彩鹏，隋 恒，陈 虎

（国网山东省电力公司聊城供电公司，山东 聊城 252000）

针对一起35 kV集合式电容器组发生不平衡差压保护动作的故障，根据保护原理及接线，分析了引起电容器组不平衡差压保护动作的原因，采用试验测量的方法排查了差压保护动作的原因，准确找出了放电线圈二次绕组匝间短路故障，对类似故障处理提供了一种快速和准确的方法。

电容器组；差压保护；放电线圈；匝间短路

0 引言

高压并联电容器装置是电网无功补偿的重要设备，也是保证电网稳定运行的重要技术装备。并联电容器为了适应电力系统无功功率和电压的变化，需要进行频繁的操作。在变电站内，电容器根据结构主要分为2类：一类是散装式电容器组装置或框架式电容器组装置，它是由电容器单元组成电容器组，进而组成的电容组装置；另一类是集合式电容器组装置，通常由多个带小铁壳的单元电容器按设计要求并联和串联起来，并固定在支架上，装入大油箱，注入绝缘油后组成。

与散装式电容器组相比，集合式电容器组具有占地面积小、安装维护方便、运行费用低等特点。然而，集合式电容器组发生内部故障时，大多需返厂维修，维修周期长，对变电站运行影响较大。因此对电容器组运行可靠性要求较高的场合，通常会选择散装式电容器组。

1 故障经过

2013-10-06T08：50，某220 kV变电站35C4电容器组差压保护动作，随即检修人员赶往事故现场进行处理。35C4电容器组为集合式电容器组装置，采用的并联电容器型号为BAMH41/-5000-1W，其户外放电线圈型号为FDGRC（11.5+11.5）-10-1W，于2003年投运。经现场检查，35C4电容器组装置各部件外观无异常。随后，对电容器组的电容器、放电线圈进行诊断性试验，发现B相放电线圈一个二次绕组变比不正确。

2 电容器组差压保护原理

电容器组差压保护接线如图1所示。每相6个电容器单元上并联2个放电线圈。电容器正常运行时，TV1，TV2二次侧均产生100 V感应电压，由于2个二次侧线圈反极性相串联，因此作用于电压继电器线圈上的电压（即TV1，TV2二次侧电压之差）为0，保护不动作。

如果1个电容器单元内有若干电容元件发生击穿，此电容器单元的容抗值发生变化，将引起6个串联的电容器单元电压分布不均匀和中性点电压发生偏移，从而使TV1，TV2二次侧产生大小不等的感应电压，电压之差就作用于电压继电器线圈上。如果此电压差超过差压保护动作整定值，则引起差压保护动作。

3 现场缺陷处理

根据电容器组差压保护的原理及接线，35C4电容器组差压保护动作的原因主要有以下3种：

（1） 并联电容器中有个别或部分电容击穿，导致电容器单元电压分布不均匀；

（2） 部分放电线圈一、二次侧变比有问题，导致二次侧产生大小不等的感应电压；

（3） 保护误动。

保护人员首先对保护装置进行检查，保护装置显示不平衡电压为6 V，超过了保护整定值5 V，保护为正确出口动作，排除了保护误动作的情况。

图1 电容器组差压保护接线

试验人员对35C4电容器组集合电容器、放电线圈进行诊断性试验，查找差压保护动作原因。

3.1 电容器绝缘电阻和电容量测试

集合电容器电气接线如图2所示。

图2 集合电容器电气接线

使用兆欧表和电容表对电容器进行绝缘电阻与电容量测试，测量数据如表1和表2所示。

表1 集合电容器绝缘电阻测量值

表2 集合电容器电容测量值

从表1和表2的测量数据可以看出，A，B，C三相并联电容的绝缘电阻值和电容值无异常，排除个别或部分电容击穿导致电容器单元电压分布不均匀，并引起差压保护动作的情况。

3.2 放电线圈绝缘电阻和变比测试

放电线圈电气接线如图3所示。使用兆欧表和变压器变此测试仪对放电线圈进行绝缘电阻与电压比测试，测量数据如表3和表4所示。

图3 放电线圈电气接线

表3 放电线圈绝缘电阻测量值

表4 放电线圈变比测量值

从表3和表4的测量结果来看，B相放电线圈存在变比异常。为确定B相放电线圈A2X/a2x2绕组中的哪个绕组存在问题，对三相A1X/a1x1、A1X/a2x2进行变比测试。

试验测试发现，A，C相A1X/a1x1，A1X/ a2x2和B相A1X/a1x1变比均为240，B相的A1X/a2x2变比为380.8，且重复性良好，故判断故障原因为B相的a2x2绕组存在匝间短路。

4 结束语

电容器组发生差压保护动作时，首先应检查是否为保护误动作，在排除保护误动作后，应从2个方面进行检查：

（1） 测试并联电容器中各部分电容，判断是否有个别或部分电容击穿，导致电容器单元电压分布不均匀；

（2） 测试放电线圈一、二次变比，判断是否由于部分线圈匝间短路造成变比异常，导致二次侧产生大小不等的感应电压。

目前，变电站内发生差压保护动作的现象已非常普遍，应引起运检部门的高度重视。行之有效的办法就是严把设备质量关，确保入网的电容器、放电线圈等设备无病投运，同时做好电容器及放电线圈的定期试验，运行中对放电线圈进行红外测温巡检，发现缺陷及时处理。

2015-12-02。

岳彩鹏（1984-），男，工程师，主要从事变电设备技术监督和电气试验工作，email：huanjuniceandrun@163.com。

隋 恒（1986-），男，工程师，主要从事电气设备在线监测与故障诊断和电气试验工作。

陈 虎（1978-），男，技师，主要从事变电设备技术监督和电气试验工作。