220kV变电站35kV电容器异常动作分析

王立军

摘要：通过对新投某某220kV变电站送电过程中发生的电容器组不能正常投运进行分析，简述了目前所使用的电容器的接线方式及后备保护方式，对电容器组的匹配进行分析，避免安装和更换电容器的工作中出现因组合不当造成电容器组无法正常投运。

关键词：并联无功补偿 后备保护

0 引言

并联无功补偿装置是与电网并联的电气设备，就地提供系统中感性负荷所需要的无功，以改善电网功率因数、降低线路损耗、提高输电线路的送电能力、释放变压器的剩余容量。根据安装地点容量的需求，使用不同的接线方式和后备保护。通过某某站发生的问题，结合目前所辖各站电容器组的接线方式及后备保护方式进行分析，对电容器的组合要求进行梳理，指导电容器组的安装。

1 故障发生及处理经过

2010年7月10日，220kV某某站送电，在分别试投342、352电容器时，两路保护均动作，开关掉闸。某某站电容器保护为差压保护，送电时保护动作情况为：342电容器C相保护动作电压：2.32V；352电容器C相保护动作电压：1.43V。当时，送电启委会决定：342、352电容器暂不投入运行，全部送电完毕后进行检查。7月14日送变电到现场再次进行检查，三相测试所得数据符合要求，再次送电，但依然是差压保护动作掉闸；7月28日，我工区人员到现场后，结合放电PT的接线方式，对单相两个串联单元分别进行测试，发现问题，对单相两个串联单元的原件进行调整。

2 运行方式和相关设备

2.1 运行方式

某某为新投站，其35kV电容器为新投运设备。

2.2 保护动作定值：动作电压：1V 时间：0.1S

2.3 设备情况

某某站共有8组35kV电容器。

电容器参数为：

型式：BAM12-400-1W

额定电压：12kV

铭牌电容：≈9μF

生产厂家：西安西电电力电容器有限责任公司

出厂日期：2008年4月。

放电PT参数为：

型式：FDR3C（20.8/√3+20.8/√3）5.0-1W

额定输出：100VA

额定二次电压：100V+100V

生产厂家：温州市凯泰特种电器有限公司

出厂日期：2008年7月。

3 故障发生前后天气情况

7月10日，设备投运时天气晴，气候状态良好。

4 故障后设备试验数据

7月14日，超高压试验人员再次对342、352的三相电容量进行测试，数据分别为：342电容器A相：13.41μF、B相：13.38μF、C相：13.36μF，三相电容量差值：0.37%，三相间不平衡满足设计要求。

7月28日，对342、352电容器再次进行分析，因该电容器的保护方式为差压保护，其特点是动作电压与两个串联之路的电压是否平衡直接相关，而三相间的电容量是否平衡与差压保护并没有直接关系。因此对这两路的C相的两个串联单元电容量进行测试，发现342电容器C相两个串联单元电容量不平衡达到2.9%；352电容器C相两个串联单元电容量不平衡达到1.44%，均超过整定值。

5 故障分析

某某站35kV电容器的保护采用差压保护，其二次的两个线圈组成差压，通过电缆接至保护装置，其接线图如下：

■

该电容器组采用电抗器后置接线，电容器组采用3台电容器并联后2串的接线方式，图中C1、C2分别等效为3台电容器并联状态。放电PT二次（a1/x1、a2/x2）输出为100V电压，在放电PT二次组成差压，接入保护装置。

因输变电在安装过程中，按常规零压保护进行电容器匹配，没有考虑差压保护的特点，致使在电容器单相的两个串联电容器组的电容量没有平衡，造成电容器保护动作掉闸。

6 处理措施和拟采取的措施

7月28日，对342、352电容器的故障相（C相）的电容器进行调整，调整结果如下：

■

两台放电PT变比及差压试验，结果正常。

调整完毕后送电，352送电正常，但342电容器组B相零压动作掉闸，动作电压1.12V，查验收记录，B相电容量差值达到0.99%，送电时电压波动造成开关掉闸。

7 电网同类设备分析及对策

对其它电容器的差压进行检查后发现也需要调整。具体差压数据如上表：

安排电容器停电，对差压值超过0.5V的电容器组进行电容器调整，确保设备正常投运。

8月11日，对341、342、344电容器进行调整。

8月12日，对351、353电容器进行调整。

调整完毕后，送电正常运行。

8 结论及建议

目前，我工区所辖变电站的电容器接线有两种：①单星形接线，目前所属变电站大部分是该种接线方式；②双星形接线，目前只有王里360、380电容器组，大河740、750电容器组一次为该种接线方式。

根据电容器装置内部故障的后备保护方式，目前采取的接线方式有以下三种，即零压保护、差压保护和中线不平衡电压保护；接线方式如下图：

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由电容器组后备保护方式可以看出，在进行电容器

组安装及更换时，不同的保护方式，电容器的组合要求不同。

对采用零压保护方式的电容器组，要求三相间的总电容量基本平衡，其电容量的最大值与最小值之比应不超过1.02。

对采用差压保护方式的电容器组，对相间的总电容量没有严格的要求，但同相的两个串联段电容器的电容量要求应基本平衡，虽然《规程》上要求不大于1.02，但一般要根据保护定值进行调整。如某某电容器组的保护动作电压定值为1V，调整时还要考虑电压波动。

对采用中线不平衡电压保护方式的电容器组，对同相的两个电容器组分支之间的电容量要求平衡，并根据保护定值进行调整。

参考文献：

[1]蔡新梅，王广巍.220kV区域变电所的设计[J].科技信息（学术研究），2008（21）.

[2]唐宏德.220kV变电站站用电设计的优化[J].上海电力，2001（03）.

[3]叶军，胡万荣，唐宏德.35kV、110kV变电站典型设计分析[J].上海电力，2005（02）.