高压并联电容器的接线方式及故障保护方法分析

（桂林电力电容器有限责任公司，广西桂林市，541004）黄 宁

高压并联电容器主要应用的接线方式为中性点，不接地单星形或双星形接线方式，这一接线方式的优势在于能够对故障电流进行有效控制，降低电容器箱壳爆炸的概率，控制故障发生概率，避免故障发生后进一步扩大波及范围。因此这一接线方式的应用能够为多种故障保护的落实提供前提条件。因此对于故障保护措施的选择，必须结合相应的接线方式进行综合考虑，以此来保障故障保护的有效性，避免更多损失。

1 高压并联电容器的接线方式

对于高压并联电容器接线方式的选择应当建立科学性的基础上，全面考虑诸多因素，以此来保障接线方式的合理性与可行性。例如综合考虑单台电容器容量、中性点接地方式、电容器额定电压、容量等诸多因素。当前应用最为广泛的接线方式主要为三角形接线和星形接线。其中，三角形接线更适合在小容量的电容器组中应用，且常用于企业变电所中。三角形接线方式具有消除3倍次谐波电流造成的影响等优势，但也存在电容器组全击穿短路会引发故障电流能量较大、电容器油箱爆裂甚至是更大危害等缺陷[1]。星形接线方式与之不同的是，在同样情况下，故障电流并不会大于额定电流3倍，所以故障电流产生的能量也就相对更小，能有效控制安全事故。基于此可知，星形接线可靠性更强，所以这一接线方式得到了更为广泛的应用。针对10～35kV非直接接地系统来说，中性点不接地接线方式更为适用[2]。另外，若电容器组容量偏大，双星形接线方式则更为使用。因为双星形接线方式应用下，每段并联电容器数量更少，事故发生率也会显著降低。

2 高压并联电容器故障保护的特点

熔断保护最为显著的特点是借助熔断器反应时限这一特性来进行快速熔断，以此来及时隔离故障电容器，控制事故发展，为其他无故障电容器的正常运行提供保障。继电保护与之相比动作时限更长。因此，当前高压并联电容器故障保护中应用的保护方式以熔断保护为主，继电保护为后备措施。当前这一保护形式得到了十分广泛的应用，但是也有人对此提出不同意见。例如，有人提出当前熔断器的性能尚不能作为电容器的主保护，可能出现拒动或误动等问题，所以对高压并联电容器的保护效果并不理想。因此主张取消熔断器，将继电器保护作为高压并联电容器的主保护措施。因为继电器保护较于熔断器保护来说，出现误动以及拒动等问题的概率更小，能够达到良好的保护效果，避免出现容器外壳爆裂等严重问题[3]。

以上两种故障保护方式各有优缺，但是考虑实际应用效果来分析，将熔断器保护方式作为主保护更为合理，这是因为熔断器阻断故障的概率更高。但是这一保护方式的缺点也非常明显，也就是拒动以及误动等故障发生概率较大，保护作用也就有所下降。而继电保护方式不仅保护反应速度较慢，还无法实现缺台运行，在故障发生时就必须电容器进行整组切除。

3 高压并联电容器故障保护方法比较分析

在高压并联电容器的故障保护方式中可以根据主保护方式的不同，将其划分为继电保护和熔断保护。其中继电保护划分为电压差动保护、中性线不平衡电流保护以及开口三角零序电压保护。熔断器保护划分为单独继保、内熔丝+继电保护以及熔断器+继电保护三种类型。

3.1 外熔丝+继电保护

熔丝保护更适用于对单台电容器的故障保护中，这一保护的方式能够有效避免故障规模进一步扩大，从根源上降低油箱爆炸这一类严重事故的发生率。使用熔丝保护方式成本低廉，结构简单、施工便捷等优势。在受到故障电流的影响后，熔丝会通过快速熔断的方式来将故障阻断，并随着故障电流的增大而逐渐加快保护动作。另外，在发生保护动作后，外熔丝还能留下明显的标志，为工作人员查找故障点提供便利。由此看来，熔丝保护具有较高的应用优势。而外熔丝+继电保护的方式在使用过程中，容电器熔丝的额定电流通常为保护对象额定电流的1.5倍左右，同时还要确定熔断器电流和时间的关系。比如在高压并联电容器额定电流的1.5倍作为熔丝额定电流，那么在电流大于2.25倍的电容器额定电流时，熔丝就会熔断，做出保护动作[4]。而在故障电流小于1.65倍的额定电流时，保护动作就不会启动。因此，熔断保护也存在一定死区。

3.2 内熔丝+继电保护

内熔丝会在高压并联电容器故障元件被击穿后，立即做出熔断保护，避免故障对其他正常运行的元件造成影响，对其进行隔离与保护。但是内熔丝的熔断保护会受到主动因素的影响，若工频电流以及并联元件的放电电流减小，熔丝开断的能力也会受其影响而有所下降，与此同时，并联连接期间数量也会同步下降，对熔丝熔断能力产生影响，致使其失去保护功能，这也就是内熔丝保护的死区。即便将其配合继电器保护方式一同使用，其能够起到的保护效果也无法达到理想化的标准。

3.3 外熔丝+内熔丝+继电保护

这一保护方式是将外熔丝与内熔丝结合起来，搭配继电保护一同使用的一种保护方式，所以这一保护方式较于以上两种保护效果最佳。因为可能导致极间短路的因素有很多，例如套管外绝缘短路、极间介质绝缘击穿等原因都会到会短路故障，再加上故障电流不会经过内熔丝，也就处于内熔丝保护机制的死区[5]。在此基础上，因为电流峰值较大且衰减速度是比较快的，继电保护也难以将自身的保护作用充分发挥出来。针对这一问题就需要结合外熔丝保护来达到切断故障电流的目的，从而起到对其他元件的保护作用。采取外熔丝结合内熔丝并配合继电器保护这一保护方式，能够将外熔丝、内熔丝以及继电保护等保护方式的优势作用，充分发挥出来，以此来对同一电路中其他高压并联电容器的正常运行起到良好的保护作用。

4 结语

综上所述，高压并联电容器作为电网中重要的无功补偿装置，在电网建设中得到了十分广泛的应用。而这一装置的接线方式与故障保护类型之间有着较强的联系性，在实际使用过程中必须选择合适的接线方式，并根据接线方式以及实际情况来选择相应保护措施，从而将高压并联电容器的优势与作用充分发挥出来，为电网运行安全与供电质量提供保障。