精讲电容器保护-非常详细
时间：2023-05-30 阅读：556
电容器接线形式
主要有：单星形、桥形、双星形、两个单星形、三个单星形等（北京电网使用较多的接线方式为桥形和单星形接线）
电容器类型
电容器组内部小元件接线为先m并后n串且无熔丝、同时外部接线也为先M并后N串，每个单台电容器都有一个熔断器。（如下图，每台电容器单元由m个电容器小元件并联、n段串联组成，每个电容器小元件串接一根内熔丝）
整定计算原则：有内熔丝的，只考虑内熔丝熔断，电容器元件退出运行，单台电容器有熔断器的，考虑单台电容器内小元件击穿或单台电容器熔断器熔断退出运行。
电容器保护配置
不同接线形式的电容器组保护配置有所区别，其中反应电容器外部故障的保护配置一致，反应电容器内部故障的保护配置不同，除反应外部故障（或异常）的延时电流速断保护、过电流保护、过电压保护、低电压保护外，反应内部故障的保护可只配置一种。
差电压保护
双星形接线电容器组中性线不平衡电流保护
桥形接线电容器组差流保护
电容器保护整定计算
电流保护定值按电容器端部引线故障时有足够得灵敏系数整定，一般整定为3～5倍额定电流；
考虑电容器投入过渡过程得影响，速断保护动作时间一般整定为0.1~0.2s；
在电容器端部引出线发生故障时灵敏系数不小于2。
过电流保护应为三相式；
过电流保护电流定值应可靠躲电容器额定电流，一般整定为1.5～2倍额定电流；
保护动作时间一般整定为0.3~1s。
过电压保护定值应按电容器端电压不长时间超过Kv倍电容器额定电压得原则整定；
过电压保护动作时间应在1min以内；
过电压保护可根据实际情况选择跳闸或发信号。
低电压定值应能在电容器所接母线失压后可靠动作，而在母线电压恢复正常后可靠返回，一般整定为0.3~0.6倍额定电压，保护动作时间应与本母线出线后备保护时间配合。
电压定值按部分单台电容器（或单台电容器内小电容器元件）切除或击穿后，故障相其余单台电容器所承受的电压（或单台电容器内小电容器元件）不长期超过Kv倍额定电压的原则整定，同时还应可靠躲过电容器组正常运行时的不平衡电压。动作时间一般整定为0.1~0.2s。
正常运行时，三相负载衡：
ZLA+ZCA=ZLB+ZCB=ZLC+ZCC
UNN'=0
电容器内部发生故障导致部分电容器切除或击穿后，三相负载不平衡，UNN’≠0
根据电容器损坏情况计算出YA、YB、YC及UNN’，进而算出UA1N’、UB1N’、UC1N’ ，每相电容器电压均可计算出来，开口三角电压、差压、差流、不平衡电压、不平衡电流依此计算。这样，根据允许损坏的电容器个数可以进行定值整定。
当电容器组内部分电容器击穿或退出运行时，其它正常运行的电容器过电压倍数不应大于Kv，当大于Kv时，保护必须可靠动作切除整个电容器组，按这个原则可以确定允许出故障的电容器数量。
行业标准《3~110kV电网继电保护装置运行整定规程》中Kv=1.1~1.15； 日新电机（无锡）有限公司推荐：Kv=1.15~ 1.2时，延时0.4s发报警，Kv=1.3~ 1.5时，延时0.2s跳闸(书面资料)。
Kv值对于保护定值整定非常关键，Kv越大，整定的值也可以越大，若Kv值太小，有可能根据Kv整定出的值没有办法躲过正常运行时的不平衡值，无法使用，实际上，目前按Kv=1.1~1.15整定出的定值基本上不能使用。
提出以下几点建议：
定值若整的太低，则Kv可以适当提高到1.4, 但必须得到电容器生产厂家的确定，厂家给出书面建议。
对于差压保护，差压定值不应高于2V。
要求电容器投产时，厂家将不平衡度调至最小，每一次更换电容器元件时，也要进行不平衡度调节，不平衡值应不大于整定值的10%。
电容器投产后，应实际测量不平衡值不大于整定值的10%。
电容器投切暂态过程
电容器保护的动作时间应考虑躲过电容器组投入或区外故障恢复时过渡过程时间，《3~110kV电网继电保护装置运行整定规程》中，此时间为0.1～0.2s，目前我公司采用0.2s ；
实际应用中，某一变电站电容器差压保护时间定值取为0.1s，现场投电容器组试验时发生差压保护误动现象，把时间定值改为0.2s，投成功，当然这与差压定值大小也有关，如果定值整定大一些或不平衡度调节符合要求，时间可以缩短到0.1s。
通过投电容器组时的波形，可以看出过渡过程的时间基本上在0.1～0.2s,这也说明了整定规程的时间要求是合理的。
由于差电压为纵向差动保护，反应的是两个电压之差，其过渡过程应该更轻微，时间更短。