并联电容器保护配置的研究及其可靠性

乐山电力股份有限公司电力调度中心 宋义东

并联电容器保护配置的研究及其可靠性

乐山电力股份有限公司电力调度中心 宋义东

本文随着现代社会经济的飞速发展以及人们生活水平的提高，人们对于高压电网的各项要求也正越来越高，尤其是关于其安全性以及运行的效率问题。在我国，如今高压电网运行的主要设备便是并联电容器，因此在电网行业有关于并联电容器的保护问题是重中之重，在其保护配置方面也从未停止过研究的脚步，保护配置的可靠与否也是值得探讨的方面。本文将从并联电容器器运行时的保护配置出发，研究其意义以及对其可靠性做出一定的阐述。

并联电容器；保护配置；可靠性

0 引言

在当今电网发展劲头迅猛的时代，并联电容器本身有着许多优点，尤其是在提高输电线路的送电能力方面，除此之外，并联电容器还可以使得电能质量得到很大提高与改善，将电网在运行时可能产生的损耗降至最低，带来极高的经济效益及社会效益，由于其上述种种优点的存在，其在变电站广受欢迎。然而在经济发展及其快速的今天，电网的规模也随之日益扩大，以及其容量也正不断增加，因此在电力系统中并联电容器也正越来越受到使用者的青睐。所谓使用的越多，随之而来的问题也会日渐浮出水面。比如说在平常使用的过程中，并联电容器很有可能发生故障，比如发生火灾或爆炸，而且故障发生的次数也较多，这些潜在的危险很有可能造成电网时运行的安全性及稳定性 。因此加强并联电容器的保护配置的研究很有必要，并且如何提高其配置的可靠性也应当成为研究焦点之一。本文将以并联电容器的保护配置为出发点，对其展开详细的分析与探讨，并且对于如何提高其可靠性给出一定的建议。

1 如何及时发现电容器内部故障

为了避免并联电容器在运行时发生难以预料的状况故障，就需要定时定期对其进行及时的检查以及维护，使其一直处于完整良好的状态。首先要定时巡视检查并联电容器的开关，确保其正常稳定地工作，同时也要注意观察其开关的油位以及油色，根据动作次数临检。一旦并联电容器出现损坏，需要及时修复，如果修复不了的时候，则应当更换。有关如何发现并联电容器的内部故障，比较有效的方法便是根据预试规程进行试验，检查电容值的变化是否产生了偏差。如果电容器是用外熔断器来进行保护的话，如果出现电容量增大的情况，就应当立即停止运行，避免其危险性扩大进而发展成大面积的故障。

2 并联电容器的保护配置

并联电容器之所以受到国内外高压电网的广泛运用有一个原因便是其存在着上述的许多优点。随着社会的发展，市场需求量的日益增加，有关并联电容器的使用量需求也正逐渐增加，因此需要加大对其保护配置的关注度。一旦电网出现的安全性遭到破坏，就会导致并联电容器发生一定的事故，此时不仅会导致电网的正常运行遭到一定的阻碍，更严重的是会给社会带来一定的安全隐患。因此在实践经验中，利用保护配置来解决其有可能给电网带来的安全问题很有必要。而保护装置也不是千篇一律的，需要综合现场的不同情况来分别进行不同的选择，并联电容器的内部故障保护主要有两种类型，包括继电保护装置和电容器的熔丝保护，这其中内部熔丝和外部熔断器被视为电容器内部故障的第一道保护屏障，继电保护则为第二道保护。下面就将从这两道保护配置来分别加以说明及阐述。

2.1 继电保护方式

就目前我国的电网运行工作看来，国家颁发的文件中工作重点之一便是继电保护，其属于安全Ⅰ区的范围，因此如果要对其进行控制便需要利用专用通道。根据目前发展的情况而言，在我国主要采取以下四种保护方式：首先第一种便是开口三角电压保护，其次采用较多的是桥式差电流保护，第三种是相电压差动保护，最后一种则是中点性电流保护。上述四种保护方式虽然在并联电容器运行的过程中发生故障时能够在一定程度上进行相应的保护，然而其保护范围也是有限的，如果出现了超出既定的保护值的状况，便难以进行及时有效的保护，更无法解决已经发生的故障以及确定其发生的位置，会给维修工作带来一定的阻碍。接下来就对以上所说的继电保护方式的具体保护配置加以说明，具体分为以下几种：

2.1.1 开口三角电压保护，一般来说此种保护配置所针对的往往是单星型接线的电容器组，在国内，其在中小型电容器组中广受欢迎，主要是因为在运行过程中，由于放电电压互感器的存在，其会产生不平衡电压，这样会二次接成开口三角，这种开口三角会将每相电容器存在的电压差别精确反应出来，除此之外，其优点还在于安装较为方便，过程简单，更重要的是其工作中的灵敏度高。

2.1.2 桥式差电流保护，在高压并联电容器装置中往往可装设速断保护和过流保护，这些保护动作主要为跳闸。首先进行分析的是速断保护，如果运行方式是最小的话，电容器组端部引线一旦出现两相短路的情况，此时保护的灵敏系数很重要，必须要符合一定的系数要求；有关动作的时间也有一定的限制，至少应大于电容器合闸涌流时间。接下来是过流保护，其需要注意的地方主要在于动作电流值，要求是必须与电容器组允许的长期最大过电流相比较更大。

2.1.3 相电压差动保护，高压并联电容器装置在实际操作中需要装设母线过电压保护，由于其运行时面临的电压较高，不仅如此，其容量也很大、串段比较多，这些种种问题都很容易导致放电线圈在运行过程中出现意外，从而造成损坏。

3 熔丝保护方式

对于并联电容器来说，其内部的每个电容器单元都装有内熔丝，并且其内部每个元件都串有一根熔丝，如果出现某个原件被击穿的情况，此时跟其并联的较为完整的原件随即便会对其放电，此时便会造成熔丝在极其短的几秒钟内迅速熔断，进而切除故障元件，这样电容器便能继续稳定的运行了。基于上述原因，必须要加强有关于外熔断器的巡查以及监视，其要点主要包含以下几点：首先有关于外熔断器的安装角度，应当根据厂家的要求，符合其最基本的标准；其次需要检查其弹簧，检查其有没有发生锈蚀的情况；最后也要注意指示牌的位置，要摆放的符合标准。熔丝一旦熔断后，其间隙必须要具有一定的抗压能力，首先至少要能够承受住被他隔离的原件上有可能出现的稳定电压，以及在其正常运行时的短时过渡过电压。在熔丝的有限的寿命期限内，应当具备一种能力，即可以承受得住和电容器电流最大允许值一样大甚至大于其最大允许值的电流，这个值接着再除以其并联熔丝通路数量；除此之外，还有其内部另外的不同的元件损坏还有当出现外部短路的情况时的放电电流值。

4 放电线圈

首先基于高压并联电容器的自身特点，在正常的工作实践中，放电线圈与电容器的关系都是并联的，并且其放置的位置处于绝缘框上。放电线圈之所以得到设备的运用，主要便是要对于设备的快速放电问题加以一定的控制，然而在实际的工作中，当放电线圈处于运行状态时，其本身就缺少着一定的所必须的保护措施，因此在其工作过程中往往会出现一定的运行问题。同时也因为缺少必要的检测手段，放电线圈有时也会出现爆炸事故，并且这些事故还较为常见，因此加强对其的及时检测迫在眉睫。放电线圈存在的一个较为有效的方法便是二次绕组，主要在于其可以作为电压检测装置，之所以能够达到这一目的，主要是因为在设备的运行过程中，如果当电容器出现故障或者放电线圈出现故障的情况时，此时二次绕组的电压便会随之产生相应的变化，因此工作人员为了及时有效的掌握到设备运行的状况，就必须对二次绕组进行定期的检测。

5 结论

根据以上所进行的分析及阐述看来，在实际工作中，有关于高压并联电容器的保护配置问题往往都是值得电网行业所关注的重点问题，然而传统的保护配置已经不能达到有效对其进行保护的目的，在一定程度上也会对其社会的安全性造成威胁，因此需要研究有效的保护配置，根据上文论述的继电保护、熔丝保护以及放电线圈等，这些方式在实现对于电容器进行有效检测的同时也能够对于放电线圈是否稳定运行进行一定的监测，这样能够判断二者的运行状态是否稳定，进一步来对于设备是否出现故障进行判断，最终就能够实现对于并联电容器的保护。与此同时，这些方式的额定电压与传统方式相比较低，换句话说，其在运行时花费的成本较少，因此其可靠性也是十分高并且安全的。

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