高压滤波电容器组不平衡电流保护
换流站交流滤波器电容器异常分析及改善
换流站交流滤波器电容器异常分析及改善摘要：换流站作为直流输电系统核心组成部分，不管是在整流状态还是逆变状态，其换流器的运行都需要消耗无功功率，同时产生大量谐波，因此每个换流站都需要安装提供容性无功的交流滤波器组。
交流滤波器作为直流输电系统的重要组成部分，其运行工况直接影响着直流输电系统功率传输。
文章结合交流滤波器实际运行经验，对交流滤波器C1电容器不平衡跳闸异常进行分析，总结出交流滤波器C1电容器跳闸故障主要为电容器本体故障和层间放电故障，并对故障原因进行研究分析，提出了故障防治措施，对换流站交流滤波器的安全运行具有现实意义。
关键词：换流站；交流滤波器；C1电容器不平衡电流；层间放电1交流滤波器C1电容器目前交流滤波器C1电容器结构大同小异，一般由4个电容桥臂构成H桥，其中I0为不平衡电流测量CT。
图1 C1电容器组结构电容器的保护主要采用内熔丝保护与交流滤波器不平衡保护相配合。
内熔丝保护相当于电容器元件的熔断器，一旦元件击穿，保护该元件的内熔丝在不到1ms的时间内就快速熔断，并将故障元件与其他完好的并联元件、并联单元及系统隔离，使通过击穿元件的电流迅速降为零。
交流滤波器不平衡电流保护通过测量电容器组的不平衡电流判断电容器组的运行情况，当电容器故障情况达到一定程度时，可以判断出电容器内部的元件故障程度，启动保护告警信号或跳闸。
某换流站统计了2016年至今的交流滤波器C1不平衡异常事件共16起，见表1。
其中4起明确为鸟害引起层间放电跳闸，发生时间为2018年下半年至2019年4月，其特征表象为故障相不平衡计数达到保护系统允许的最大值，其余事件均为单支电容器内元件击穿使容值降低，最终导致C1不平衡电流保护告警或出口跳闸。
表1交流滤波器跳闸事件2换流站交流滤波器C1不平衡异常分析交流滤波器C1不平衡保护作为反映电容器内部故障的主保护，通过获取电容器组的不平衡电流，判断电容器组是否存在故障，当电容器故障情况达到一定程度时，启动保护告警信号或跳闸。
一起交流滤波器电容器不平衡电流报警处理分析
2020.06. DQGY 68交流滤波器电容器不平衡保护值取自滤波器中电容器桥臂的光电流互感器和交流滤波器末端的干式电流互感器，后者主要用来判别交流滤波器是否为投入状态，以实现保护出口正确动作。
电容器不平衡电流保护动作定值有三段，以某一组滤波器保护为例，其保护采集配置图如图1所示。
图2为电容器不平衡保护软件逻辑图，当三相中任意一相的不平衡电流值满足电容器不平衡保护动作条件时，不平衡电流保护出口。
Ⅰ段：当电容器不平衡电流超过60mA时，延时60s发电容器不平衡告警，无保护出口信号；Ⅱ段：当电容器不平衡电流超过100mA时，经过一个较长延时，不平衡电流保护出口跳闸信号，跳开对应开关，退出交流滤波器。
延时时间设定为2h；Ⅲ段：当电容器不平衡电流超过170mA时，通过100ms的延时，不平衡电流保护出口跳闸信号，跳开对应交流滤波器开关，退出交流滤波器。
现场不平衡电流值是通过光CT采集，利用光纤与后台和保护装置进行通信。
交流滤波器光CT主要由低功率电子式电流互感器、远端模块及合并单元组成。
在交流滤波器光CT合并单元采集信号后，通过TDM总线方式送到AFP主机，AFP主机作为接收方，时刻对TDM通信进行监视，从而实现双向监督，确保系统的可靠性。
合并单元采集的数据在装置上显示为码值，不是μ次设备的实际值，要换算成实际值还需要进行换算，具体的换算过程在主机上实现，运检人员可在后台读取。
合并单元装置上一共显示了12个模拟测量量，分别对应的是高端和不平衡A、B、C相测量和保护量，其中1~3通道对应的是高端测量值，4~6对应不平衡测量值。
具体的转换公式为：一次设备实0 引言交流滤波器作为直流输电系统中重要的组成部分，不仅能够给系统提供足够的无功支撑，保持电压稳定，同时还能给滤除系统中的谐波，保证系统的电压质量[1]。
换流站内，交流滤波器并联在换流变的交流侧，根据直流系统运行状况进行动态投切，以确保系统的正常运行。
为确保交流滤波器的正常运行，每组交流滤波器都应配置相应的保护装置，其中高端电容器的不平衡电流保护就是交流滤波器的重要保护之一，能够确保运行过程中，发生电容器异常或击穿时，保护装置能够正确动作，及时切除交流滤波器，防止故障进一步扩大，造成电容器雪崩击穿[2-3]。
电力电容器组不平衡电压保护动作原因分析及故障诊断
电力电容器组不平衡电压保护动作原因分析及故障诊断摘要：在变电站中,电容器组三相电容量变化不一致,是导致电容器组不平衡电压保护动作最重要的原因之一,也是最常见的原因。
当电容器组发生跳闸,不应进行重合闸,必须查明确切的原因,排除故障。
另外,运行人员也应加强对电容器的红外检测,及时发现潜在隐患,减少电力事故的发生。
关键词：电力电容器组；不平衡电压；保护动作；原因；故障诊断1电容器结构及其对应保护三相单星型不接地型式的电容器组一般配置有两段式过流保护、低电压保护、过电压保护和不平衡电压保护，以应对不同的故障。
220kV甲变电站的10kV母线接线方式如图1所示，2台主变分别通过甲101与甲102带10kV西母线和10kV东母线，10kV母联分位运行。
甲容1开关柜内的电流互感器共引出2组电流绕组，一组是保护级别，另一组是测量级别。
同时，电容器保护逻辑中的过电压保护和低电压保护所用三相电压采用甲10西表转换后经过屏顶小母线传输的母线电压。
图1甲变电站10kV运行方式10kV电容器的差压保护接线如图2所示，C1、C2分别为单相电容器组的上、下节电容；L为电容器组的电抗器；n为放电线圈的变比；Um为系统一次电压；Ucy为单相电容器的差压二次值。
差压保护接线共有3组，每组2根信号线经过放电线圈至端子排，再连接到保护装置。
图210kV电容器差压保护接线示意图2电容器组不平衡电压保护动作原因2.1三相放电线圈性能不一致放电线圈是并联在系统中,其一次侧与电容器的抽头相连接,用于测量某一部分电容器的电压。
当放电线圈一次或者二次线圈发生断线或者短路的情况下,其变比会发生变化,此时放电线圈的二次电压也会发生变化,当三相放电线圈的二次电压变化不一致时,便会产生不平衡电压,引起保护动作。
2.2电容器组三相电容量不平衡中性点不接地的星型接线电容器组,当三相电容器组电容值不平衡时,运行中会产生电压分布不均的情况。
电容值小的一相或承受较高的电压,并随着电容值不平衡加大,电压分布不均的情况也随之加大。
某变电站35kV高压并联电容器故障分析
某变电站35kV高压并联电容器故障分析摘要：本文通过对一起某330kV变电站35kV无功补偿装置电容器组故障，详细分析了故障原因，通过解剖故障电容器，对电容器内部结构进行了详细阐述，对检修试验人员具有一定的指导意义。
关键词：电容器；局部放电；电场1 故障概述XX年X月X日X时,某330kV变电站35kV电容器组断路器跳闸，检查一次设备发现电容器C相第4、12只根部着火，C相第12只电容器距根部四分之三处箱壳被烧穿。
故障当日天气晴，站内无操作。
该电容器组电容器保护采用双星形中性线不平衡电流保护，每臂只有一个串联段，每一串联段为4并4串结构（图1）。
当电容器故障时，三相电容之间出现不平衡，中性点电位发生偏移，中性点之间就有不平衡电流出现，从而保护动作跳闸。
单只电容器为内置熔丝结构，该组电容器组累计发生三次故障，故障信息基本一致,均为电容器根部发生爆炸起火，其中两次故障均造成电容器组中性点电流互感器喷油损毁。
图1：电容器组接线图3.解体检查外观检查电容器根部发生爆炸，电容芯子脱落，根部四分之三处有鼓包，电容芯子脱落，内熔丝基本全部熔断，芯子对箱壳间电缆纸封包内部明显烧穿，测量尺寸发现与电容器根部四分之三处鼓包处位置一致。
电容器中的电容单元由两张铝箔作为极板，中间夹多层聚丙烯薄膜卷绕后压扁而成，极板的引出为铝箔突出结构。
电容器芯子的两张铝箔分别向一边凸出于固体介质边缘之外，铝箔的另一边处于固体介质边缘之内，由凸出的铝箔引出和导入电荷。
4 原因分析造成电容器击穿的因素包括内在因素及外部因素两方面。
外部因素与使用条件有关，主要与环境温度、稳态过电压及其作用时间、操作过电压幅值和持续时间及承受次数、电网谐波等相关。
内在因素主要有：电场均匀程度及边缘效应、电介质材料弱点、制造过程中造成元件固体电介质的机械损伤及褶皱、电容器中残留的空气、水分及杂质等。
从三次故障检查情况看，故障发生前无谐波及操作过电压情况，故障电容器套管无脏污及放电痕迹，故障现场无异物，三次故障电容器均为电容器根部发生爆炸起火，根部四分之三处有明显放电击穿现象，由此判定该组电容器三次故障均为内部绝缘击穿故障。
注册电气工程师考试试卷19_2
注册电气工程师考试试卷-供配电19_2多项选择题1．符合下列( )条件之一时，用电单位宜设置自备电源。
A．设置自备电源作为应急电源B．设置自备电源较从电力系统取得第二电源经济合理C．远离电力系统，经与供电部门共同规划，设置自备电源作为主电源经济合理D．利用稳定余热、压差、废气可供发电，技术可靠、经济合理2．室外配电线路为( )时，应采用电缆。
A．没有架空线路走廊B．不允许通过架空线路C．民用建筑D．环境对架空线路有严重腐蚀3．对于负荷较大而又相对集中的大型民用建筑中的高层建筑高压配电，除底层、地下层外，可根据负荷分布将变压器设在( )。
A．首层B．顶层C．地下一层D．楼层中部4．下列表述有误的是( )。
A．一般电动机正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值为土10％B．电梯电动机正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值为i10％C．医用X线诊断机的允许电压波动范围为额定电压的-10％～+10％D．应急照明、道路照明和警卫照明正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值为+5％、-2．5％5．大型民用建筑中，高压配电系统根据具体情况可采用( )。
A．放射式B．链式C．树干式D．双干线6．用电单位的供电电压应根据( )等因素，经技术经济比较确定。
A．当地公共电网现状B．供电距离C．用电容量D．供电线路的回路数7．10(6)kV变电所电容器安装要求应满足( )等要求。
A．电容器外壳之间(宽面)的净距，不宜小于0．1mB．高压电容器布置不宜超过三层C．电容器的排间距离，不宜小于0．2mD．电容器装置顶部到屋顶净距不应小于2．0m8．谐波会对邻近的通信系统产生干扰，包括( )。
A．引起噪声B．降低通信质量C．机械振动D．导致信息丢失9．谐波会使电容器、电缆等设备( )以至损坏。
A．摩擦过度B．绝缘老化C．寿命缩短D．机械振动10．谐波对电动机的影响，除引起附加损耗外，还会产生( )。
A．过电流B．噪声C．过电压D．机械振动11．为控制各类非线性用电设备所产生的谐波引起的电网电压正弦波形畸变在合理范围内，宜采用( )等措施。
直流输电工程交流滤波器保护技术规范
直流输电工程交流滤波器保护标准技术规范直流输电工程交流滤波器保护采购标准技术规范使用说明1. 本招标文件技术规范范本分为通用部分和专用部分；通用部分适用于各种电压等级直流输电工程，共1个；专用部分1个。
2. 通用部分原则上不需要项目招标人（项目单位）填写，不能随意更改。
如对其条款已填写内容确实需要改动，项目单位应填写《技术参数通用条款变更表》并加盖公章，及辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会。
对通用部分的修改形成《技术通用部分条款变更表》，放入专用部分中，随招标文件同时发出并视为有效。
3. 技术规范范本专用部分技术参数表已统一填写的部分技术参数，原则上不需要改动。
如对专用部分已填写内容确实需要改动，项目单位应填写《技术条款/技术参数变更表》并加盖该网、省公司招投标管理中心公章，及辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会。
经标书审查同意后，专用部分可以在原表中更改。
范本中未填写的部分技术参数，除标明“投标人提供”外，均应由项目单位全面认真填写；其中技术规范范本专用部分技术参数表中项目单位与投标人均不需要填写的部分栏目，项目单位应以“—”表示。
目录1总则 (4)1.1概述 (4)1.2一般规定 (4)1.3投标人工作范围 (4)1.4项目单位工作范围 (6)2结构及其他要求 (6)2.1应遵循的主要现行标准 (6)2.2基本技术条件 (9)2.2.1型式 (9)2.2.2接地 (9)2.2.3抗干扰 (9)2.3系统总体要求 (10)2.3.1基本要求 (10)2.3.2系统配置结构 (11)2.3.3冗余 (12)2.3.4系统自监测 (12)2.3.5保护出口配置及连接片配置 (13)2.4保护配置方案 (14)2.5保护功能及性能要求 (17)2.5.1滤波器大组保护 (17)2.5.2滤波器/电容器小组保护 (18)2.6系统其它要求 (21)2.6.1保护系统对CT的技术要求 (21)2.6.2保护系统对PT的技术要求 (21)2.6.3保护系统对断路器的技术要求 (21)2.6.4保护系统对操作回路的技术要求 (22)2.6.5机柜的技术要求 (22)3质量保证和试验 (24)3.1质量保证 (24)3.2试验 (24)3.2.1总的要求 (24)3.2.2工厂试验 (24)3.2.3换流站二次系统整体功能及性能测试试验 (30)3.2.4试验后续工作安排 (31)3.2.5现场验收试验 (31)3.3质保期 (32)4技术服务、设计联络、工厂检验和监造 (33)4.1项目管理 (33)4.2技术文件 (33)4.3技术服务 (34)4.4工厂培训 (35)4.5设计联络 (35)4.6工厂检验和监造 (36)5包装、运输和储存 (38)总则1.1 概述XX-XX±XXXkV直流输电工程交流滤波器保护涵盖的范围包括交流滤波器母线、交流滤波器小组/并联电容器小组及相关区域。
电容器组保护电容器组的保护需要哪些技术手段
电容器组保护电容器组的保护需要哪些技术手段电容器组保护的技术手段电容器组是电力系统中常用的电力设备，主要用于无功补偿、电压调节等方面。
为了保证电容器组的安全运行和延长其使用寿命，需要采取一系列的技术手段来进行保护。
本文将介绍电容器组保护所需的技术手段。
一、过电压保护过电压是电容器组运行中常见的故障之一，可能导致电容器组的破坏。
为了保护电容器组免受过电压的影响，可以采取以下几种技术手段：1. 电容器组并联限流电抗器：通过在电容器组并联限流电抗器，可限制电流增长速度，减少过电压的可能性。
2. 安装过电压保护器：通过安装过电压保护器，可以及时检测并隔离过电压，保护电容器组的运行稳定性。
二、过电流保护过电流是电容器组面临的另一个重要问题，可能导致电容器元件烧毁，影响电容器组的使用寿命。
为了保护电容器组免受过电流的损害，可以采取以下几种技术手段：1. 安装电流互感器：通过安装电流互感器，可以实时监测电容器组的电流值，一旦出现过电流，及时切断电源。
2. 设置电流限制器：通过设置电流限制器，可以限制电容器组的电流，确保其不超过额定值，从而保护电容器组的正常运行。
三、温度保护电容器元件的温度是影响电容器组运行的重要因素，过高的温度可能导致电容器元件老化、破裂等问题。
为了保护电容器组免受温度过高的影响，可以采取以下几种技术手段：1. 安装温度传感器：通过安装温度传感器，可以实时监测电容器组的温度，一旦温度过高，及时采取措施降温或切断电源。
2. 确保散热良好：在电容器组的设计和安装中，需要确保良好的散热条件，避免过热导致电容器元件损坏。
四、电压平衡保护电容器组中的电容器在运行过程中，可能由于故障或其他原因导致电压不平衡，进而影响电容器组的正常运行。
为了保护电容器组免受电压不平衡的影响，可以采取以下几种技术手段：1. 安装电压传感器：通过安装电压传感器，可以实时监测电容器组中各相电压，一旦出现不平衡，及时采取措施进行调整。
电容器保护中的不平衡电压和差压保护
电容器保护中的不平衡电压和差压保护再想说明的是10kV系统的电容器很少用差压保护，此保护多用于35kV系统。
开口三角形保护标准名称为零序电压保护，习惯亦称不平衡电压保护（实际不平稳衡电压保护是另一种方式，只是现在已没再用）。
它的原理是分别检测电容器的端电压，再在二次端接成开口三角形得出零序电压，从而发现三相是否平衡而得出设备是否有故障。
因放电线圈（实际就是电压互感器）一次端的两个端口是直接接在电容器两端的，因此它检测的电压只由设备的两端电压决定（这与线路上的电压互感器的开口三角检测不一样），而单相接地时并不影响到相及相间电压，因此对电容器的保护并没影响每组电容器要三个电压互感器。
因为高压电容器组是要用三个放电线圈的，那刚好就相当于三个电压互感器，因此并没有增加成本。
另外高压电容器的分组是不多的，像一台大型220kV的主变，我所知的最多的就分6组10020kVar。
一次侧PT因放电线圈的主要功能为放电，因此理论上一次回路的直流电阻为小些，线径要大点，因此体积可能大点（实际上差不多）。
直接与电容接牢这个说法所言极是，这是放电线圈与一般PT 在接线方式上的最大差别，即不能加熔断器保护。
不平衡电压保护电容器发生故障后，将引起电容器组三相电容不平衡。
电容器组的各种主保护方式都是从这个基本点出发来确定的。
根据这个原理，国内外采用的继电保护方式很多，大致可以分为不平衡电压和不平衡电流保护两种。
这两种保护，都是利用故障电容器被切除后，因电容值不平衡而产生的电压和电流不平衡来启动继电器。
这些保护方式各有优缺点，我们可以根据需要选择。
单星形接线的电容器组目前国内广泛采用开口三角电压保护。
对于没有放电电阻的电容器，将放电线圈的一次侧与电容器并联，二次侧接成开口三角形，在开口处连接一只低整定值的电压继电器，在正常运行时，三相电压平衡，开口处电压为零，当电容器因故障被切除后，即出现差电压U0，保护装置采集到差电压后即动作掉闸。
特高压换流站交流滤波器配置及典型鸟害故障分析
特高压换流站交流滤波器配置及典型鸟害故障分析发布时间：2021-09-10T02:30:10.579Z 来源：《新型城镇化》2021年14期作者：郑鑫[导读] 根据统计结果可知，故障位置多在电容器层间，占比 80%，保护动作情况均为不平衡Ⅲ段跳闸。
国网山西省电力公司检修分公司摘要：换流站多选在偏远郊区，周边鸟类活动频繁。
当飞鸟进入交流滤波器电容器塔内活动时，极易引起电容器接头间、电容器塔层间等部位短路，导致电容器塔不平衡电流保护动作，造成滤波器跳闸，若此时滤波器组无法满足绝对最小滤波器要求，会导致直流系统功率回降进而引起负荷损失，甚至导致直流闭锁。
本文深入分析各换流站鸟害实例，探究电容器鸟害多发原因，并详细系统地说明了防鸟害应对措施。
关键词：电容器；交流滤波器；防鸟害；换流站1.换流站交流滤波器鸟害现状国调直调换流站由于鸟害导致的交流滤波器跳闸事件比较多，仅2016 年由于鸟害引起的滤波器跳闸事件就高达 50 余次。
表 1 统计了部分特高压换流站鸟害情况，数据反映当前的鸟害事件已十分频繁。
根据统计结果可知，故障位置多在电容器层间，占比 80%，保护动作情况均为不平衡Ⅲ段跳闸。
根据电容器塔结构特点，母线电压均匀分散在串联的电容器上，因此相邻电容器间存在约 8.2kV 电压差，假定单台电容故障导致内部绝缘击穿，外壳带电，则此时钢构架与该电容一个电位，那么其他电容内部接线与壳体间将存在电压差，单台电容内部绝缘能力有限导致绝缘击穿，整层电容被短接，其他层电容承担更多电压，极有可能造成电容器雪崩式击穿，所以每层电容器一般在电压中位取一个钳制电位点。
一般取单层中间两台电容器套管引线与该层电容器架构短接，见图 1。
由于钳制电位点的存在，因此层间存在电压差，为 4 台电容器电压和，为 32.8kV，顶层电容器与顶部母线电压差为 2 台电容器电压和，为 16.4kV。
2.2典型放电点及原因分析电容器塔典型的放电点有 4 种：顶层电容器与顶部母线间短接（图1 中短路点 1）、电容器层间短接（图 1 中短路点 2）、两只电容器出线套管间短接（图1 中短路点3）和电容器套管与钳制电位点间短接（图1 中短路点 4）。
电容器组电抗器的接线方法与滤波[新版]
![电容器组电抗器的接线方法与滤波[新版]](https://img.taocdn.com/s3/m/759b8659ff4733687e21af45b307e87101f6f8ca.png)
电容器的接线通常分为三角形和星形两种方式。
此外，还有双三角形和双星形之分。
三角形接线的电容器直接承受线间电压，任何一台电容器因故障被击穿时，就形成两相短路，故障电流很大，如果故障不能迅速切除，故障电流和电弧将使绝缘介质分解产生气体，使油箱爆炸，并波及邻近的电容器。
因此这种接线已经很少在10kV系统中使用，只是在380V配电系统中有少量使用。
在高压电力网中，星形接线的电容器组目前在国内外得到广泛应用。
星形接线电容器的极间电压是电网的相电压，绝缘承受的电压较低，电容器的制造设计可以选择较低的工作场强。
当电容器组中有一台电容器因故障击穿短路时，由于其余两健全相的阻抗限制，故障电流将减小到一定范围，并使故障影响减轻。
星形接线的电容器组结构比较简单、清晰，建设费用经济，当应用到更高电压等级时，这种接线更为有利。
星形接线的最大优点是可以选择多种保护方式。
少数电容器故障击穿短路后，单台的保护熔丝可以将故障电容器迅速切除，不致造成电容器爆炸。
由于上述优点，各电压等级的高压电容器组现已普遍采用星形接线。
高压电力系统的电容器组除广泛采用星形接线外，双星形接线也在国内外得到广泛应用。
所谓双星形接线，是将电容器平均分为两个电容相等或相近的星形接线电容器组，并联到电网母线，两组电容器的中性点之间经过一台低变比的电流互感器连接起来。
这种接线可以利用其中性点连接的电流保护装置，当电容器故障击穿切除后，会产生不平衡电流，使保护装置动作将电源断开，这种保护方式简单有效，不受系统电压不平衡或接地故障的影响。
大容量的电容器组，如单台容量较小，每相并联台数较多者可以选择双星形接线。
如电压等级较高，每相串联段数较多，为简化结构布局，宜采用单星形接线。
电容器一次侧接有串联电抗器和并联放电线圈。
放电线圈的作用是将断开电源后的电容器上的电荷迅速、可靠地释放掉。
由于电容器组需要经常进行投入、切除操作，其间隔可能很短，电容器组断开电源后，其电极间储存有大量电荷，不能自行很快消失，在短时间内，其极间有很高的直流电压，待再次合闸送电时，造成电压叠加，将会产生很高的过电压，危及电容器和系统的安全运行。
电容器不平衡电压保护
电容器不平衡电压保护中性点非有效接地系统中，作单相接地监视用的电压互感器，一次中性点应接地，为防止谐振过电压，应在一次中性点或二次回路装设消谐装置。
零序电压保护：电容器内部故障缺陷：受母线三相电压不平衡的影响可能导致保护误动；不能分相指示故障。
不平衡电压保护原理是利用电压互感器作为电容器组放电电阻时，互感器一次线圈与电容器并联作为放电线圈，二次线圈接成开口三角形，在开口处连接一只低整定值的电压继电器。
在正常运行时，三相电压平衡，开口处电压为零，当某相的电容器因故障切除后，三相电压不平衡，开口处出现电压差，利用这个电压差值来启动继电器动作于开关跳闸回路，将整组电容器切除，以达到保护电容器组的目的。
放电PT的作用是：在电容器组并入电力系统时(此时断路器K处于合位)，其行使PT的作用，放电PT--次绕组反映了电容器两端的端电压，而当电容器组与系统分开时(此时断路器K处于分位)，放电PT又会作为一条通路将电容中的剩余电量尽快释放掉。
电容量超标，究其原因大致有两类：第一类是由于电容器组本身制造工艺、产品质量以及长时间运行绝缘下降的原因导致电容量超标；第二类是由于电容器组单元内部的内熔丝熔断切断故障元件导致电容量不平衡。
不平衡保护整定值偏低：定值整定太低，保护出口时间整定太短其整定原则按部分单元件电容切除或击穿后，故障相其余电容器所承受的电压，不长期超过1.1倍额定电压整定，同时还应可靠躲过电容器组正常运行的不平衡电压，动作时间一般整定为0.1-0.2s在并联电容器的回路中串联电抗器。
串联电抗器的主要作用是抑制高次谐波和限制合闸涌流，防止谐波对电容器造成危害，避免电容器装置的接入对电网谐波的过度放大和谐振发生。
如果三相电容器组中某相有若干熔断器熔断，则电容器组的三相负荷将不再对称，电容器组的中性点电压将不为零(电容器中性点不接地)，则电容器各相分压将不相等。
过压保护用于防止电容器两端过电压，宜采用放电PT的二次相电压，较之采用系统母线电压更能准确地反映电容器各相端电压。
电容器组不平衡保护动作原因分析
电容器组不平衡保护动作原因分析【摘要】针对电容器组不平衡保护占总故障次数较高这一问题，本文从不平衡电压产生原因、不平衡保护动作后故障查找等方面进行了分析，并进行了实例举证，分析出不平衡电压的产生原因有：电容器组三相电容量不平衡；电网电压三相不对称平衡；三相放电线圈性能差异等，同时提出了不平衡保护动作后的故障查找办法：接头发热；合闸时不平衡电压和时间配合不好；电容器与电抗器配合不良；电容器三相电容量不平衡或放电线圈变比不一致等，为处理电容器组故障提供了指导依据。
【关键词】电容器组；不平衡保护；电容量；不平衡电压1.引言电容器组在电力系统中的主要作用是补偿电力系统的无功功率，提高系统的功率因数，改善电能质量，减少线路的损耗，提高电网输送电能能力，保证发电机的出力和设备的运行能力。
保证电容补偿装置的安全运行对保障电力系统的供电质量与经济效益将起到重要作用。
商丘市全区变电站共有电容器组165套，2009-2012年共发生各类故障32套/次；具体结果统计如下：表1 2009-2012年商丘地区电容器故障统计表故障类型故障次数不平衡保护 22电流保护 4电压保护 2保护装置误动 1绝缘故障 3由以上统计结果表明，电容器组不平衡保护占总故障次数的69%，有必要探索其故障原因和查找解决办法。
2.电容量不平衡保护电容器组中电容量不平衡保护主要用于保护电容器内部故障。
当电容器内部故障，使电容装置的任一个电容器发生击穿或熔断器熔断时，引起的过电压及过电流幅值一般都不大，不会引起电压保护和电流保护动作跳闸，但是引起的电压变化会使电容器组某一串联段上电容器的运行电压超过 1.1倍的额定电压，而超过 1.1倍额定电压是不允许长期运行的，所以需要电容量不平衡保护来跳开断路器，从而达到保护电容器，隔离故障点的作用。
电容量不平衡保护方式分别有：开口三角电压保护（用于单星形接线的电容器组）、相电压差动保护（用于串联段数为两段及以上的单星形电容器组）、桥式差电流保护（用于每相能接成四个桥臂的单星形电容器组）、中性点不平衡电流保护（用于双星形接线电容器组）。
浅析电容器保护电容器保护技术
浅析电容器保护电容器保护技术摘要：电容器组件属于电力系统的核心，在系统中发挥重要的作用，比如提供功率因数、均压、稳压等方面。
电容器因其易受破坏和影响，作为重点保护对象进行研究。
本文以电流和电压保护两个角度，分析了电流保护技术、过电压保护技术、低电压保护技术以及最新的不平衡保护技术的原理、设置以及必须达到的相关条件等。
关键词：电力；电容器；保护技术前言：电容器是电力系统中一个被广泛使用的核心组成器件，优点是在均压、稳压、降低线路系统损耗以及提高电力系统功率因数等方面均发挥着重要的影响力。
在多种场景的配电系统中，比如工厂、居民区、交通配电设施等都可发现配置电容器。
然而，电容器的缺点是极易受损、受影响。
电容器对安装和维护均有较高要求。
电容器在电力系统中占据极其重要的一个角色，保证电力系统的正常运行。
本文将从电流、电压两个角色分别探讨其保护技术。
1、电流保护技术电容器组的电流保护主要是过电流保护和电流速断保护，过电流保护接在电容器组断路器回路电流互感器二次侧。
通常非为速断和过流两段，速断段的动作电流须在最小运行方式下引线相间短路，保护灵敏度大于2来整定。
当电容器组引接母线、电流互感器、放电电压互感器、串联电抗器等回路发生相间短路，电容器组件内部元件全部或部分被击穿形成相间短路时，电容器内部会突然通过超大的短路电流，必定会对电容器产生极大的破坏，甚至毁坏电容器。
因此，过电流保护和速断保护必须安装。
“电流速断保护的动作电流须在最小运行方式下引线相间短路”，按照保护灵敏度大于2来整定，短路电流通过电容器前留有0.1-0.2s的延时，利用该延时可保护电容系统。
不仅考虑速断保护，还应考虑过电流保护以及过负荷保护。
因此，动作电流须满足以下三个条件：①电容器组件的电容可存在±10%的偏差，增大负荷电流承载能力；②电容器设置其长期工作环境电流是额定电流的1.3倍，保证期大电流通过能力；③当出现短路，产生很大的电流冲击电容器组件时，电力系统内不可发生误动。
特高压换流站交流滤波场的研究
特高压换流站交流滤波场的研究摘要：介绍了±800kV特高压换流站交流滤波场的滤波过程和原理，并对滤波原理及保护技术原理进行了分析。
关键字：特高压换流站，交流滤波器，滤波原理，保护技术1 引言在直流输电系统中，直流控制系统产生谐波，给交流输电系统带来不良影响，且直流控制系统消耗无功功率。
因此，在直流系统中应投入交流滤波器。
交流滤波器由电容、电抗和电阻串并联组成，根据交流滤波器本身滤除谐波分量的频率大小，交流滤波器有不同的形式，其保护配置也不同[1]。
本文以某特高压换流站为例，详尽分析了±800kV特高压换流站的交流滤波场的滤波过程和原理以及保护技术。
2 交流滤波场简介2.1谐波的产生换流站的核心是换流器，其相当于一个谐波电流源。
谐波电流从换流站变压器的网侧注入交流系统，再从换流站交流母线向交流系统看进去的等值谐波阻抗ZL上产生压降，使换流站交流母线电压发生畸变，影响交直流系统的正常运行。
2.2交流滤波器的分类在特高压直流输电系统中，交流滤波器主要用来平衡系统的无功，主要有四种类型，SC，HP3，HP24/36，BP11/BP13，其中SC又分为带阻尼（SC-L）和不带阻尼（SC）。
HP为高通滤波器，HP3为滤除三次谐波的交流滤波器；BP为带通滤波器，BP11/13为滤除11次和13次谐波的交流滤波器。
2.3交流滤波器的配置文中换流站的换流器的脉动数为12，交流侧产生的谐波次数为12k±1（k为正整数），且特征谐波次数越高，其有效值越小。
增加整流器脉动数可以有效地消除某些特征次谐波，例如将6脉动增加到12脉动可以有效减少5次和7次谐波电流。
该换流站为“田”字型布置[2]，四大组交流滤波器，每大组装设5小组，共20小组。
其中，第一、四大组配置相同，第二、三大组配置相同；第一大组交流滤波器布置为BP11/13、HP24/36型交流滤波器各1组，SC并联电容器组3组；第二大组交流滤波器布置有BP11/13、HP3型交流滤波器各1组，SC并联电容器2组。
电容器组不平衡电流调平方法
了分析，即四个桥臂中两组对角桥臂电容值的乘积不相等。并通过公式推导出降低不平衡电流的
方法。然后对实际检修过程中的不平衡电流测量方法进行了介绍，当不平衡电流超标时，根据所推
导的公式，提出通过对底层电容器的调整，降低两组对角桥臂电容值乘积之差，进而降低不平衡电
第 41 卷 第 5 期：
0029-0034
2020 年 10 月
电力电容器与无功补偿
Power Capacitor & Reactive Power Compensation
Vol.41，
No.5：0029-0034
Oct. 2020
DOI：10.14044/j.1674-1757.pcrpc.2020.05.006
bottom capacitor，thus reducing the unbalanced current. The close combination of the proposed method and
production site saves both time and effort and has promotion and application value.
电容器组不平衡电流调平方法
黄银龙1，罗光辉1，董超群1，赵胜男1，乔王瑜1，罗晓晨2
（1. 国网河南省电力公司检修公司，郑州
摘
450000；2. 郑州祥和集团有限公司，郑州
450000）
要：在对电容器组进行检修过程中，不平衡电流的测量也是一项重要的工作，当不平衡电流超
标时，通常需要对电容器组中的电容器进行更换，或者重新进行排列，以确保四个桥臂的平衡。以
高压无功补偿装置不平衡电压保护计算公式
电容器组额定线电压U L 12
单元中并联元件数m12
单元中串联元件数n 3
完好单元件允许过电压倍数Kv 1.1一相中并联单元数M 1
一相中串联单元数N1
开口三角电压值0.1
损坏元件数K 1.402597403损坏元件数K（取整）2
灵敏系数K lm 1.3电压互感器变比N y69.2820323开口三角不平衡电压△Uc（kV）0.442225738开口三角不平衡电压整定值(二
次侧)U dz（V）
4.909983633
电容器组额定相电流I EX78.73
单元中并联元件数m13
单元中串联元件数n4
完好单元件允许过电压倍数Kv 1.1一相中并联单元数M2
一相中串联单元数N1
开口三角电压值/
损坏元件数K 1.492822967损坏元件数K（取整）2
灵敏系数K lm 1.25电流互感器变比N y 6.00中性点不平衡电流I0（A）0.862007299
中性点不平衡电流整定值(二次
侧)I dz（A）0.114934307
内熔丝（单星型）开口三角电压内熔丝（双星型）中性点不平衡电流
外熔断器（单星型）开口三角电压
43.3
1.1
4
2
0.545454545
1
1.3
750.053005
3.749889998
3.845769231
外熔断器（双星型）中性点不平衡电流
38.49
1.1
2
1
/
0.545454545
1
1.3
8.00
11.547
1.110288462。
交流滤波器电容器不平衡保护
交流滤波器电容器不平衡保护发布时间：2021-03-19T09:48:58.493Z 来源：《中国电业》2020年32期作者：李文帅，王海华，周为国，郑景元，曹磊[导读] 针对换流站交流滤波电容器不平衡保护动作进行分析，通过对一次设备的介绍，深入研究了电容器组产生故障的原因以及保护动作逻辑，最终对交流滤波器的运行及维护提出建议。
李文帅，王海华，周为国，郑景元，曹磊国网上海市电力公司上海 200333摘要：针对换流站交流滤波电容器不平衡保护动作进行分析，通过对一次设备的介绍，深入研究了电容器组产生故障的原因以及保护动作逻辑，最终对交流滤波器的运行及维护提出建议。
本文对交流滤波器的设计和运行维护具有一定的参考价值。
关键字：换流站；交流滤波器；不平衡保护；电容器组；0引言高电压直流输电在远距离大容量输电和联网方面具有明显的优势，在我国西电东送和全国电力系统联网工程中起到了重要的作用[1]。
交流滤波器作为直流输电系统中不可或缺的重要设备，可以滤除和减少直流控制系统产生的谐波，同时还可以提供系统所需的无功功率。
交流滤波器不平衡保护[2]是为了保护交流滤波器中电容器单元而设置的保护，采用电容器不平衡电流与接地侧电流计算出来的比值与整定值比较的实现方式，监测电容器组单个或少数几个组件损坏时及时报警，并按照设定的紧急程度延时或者立即跳开故障交流滤波器组。
1一次设备介绍1.1交流滤波器介绍换流站配置的交流滤波器有滤除换流器产生的谐波电流和向换流器提供部分基波无功两个任务。
目前国内500KV换流站一般配置HP3、HP11/13、HP12/24、HP24/36交流滤波器及并联电容器[3]。
本文以HP12/24交流滤波器为例对交流滤波器的工作原理进行介绍。
HPl2/24交流滤波器的结构如图1所示[4]。
目前高压电容器主要有H 桥接线和分支接线2种接线方法。
分支接线方式适合于一个电容器元件损坏将导致不平衡电流有较大变化的无熔丝电容器。
±660kV换流站交流滤波器电容器组鸟害跳闸处理及防范措施
±660kV换流站交流滤波器电容器组鸟害跳闸处理及防范措施发布时间：2021-11-23T04:43:24.776Z 来源：《当代电力文化》2021年23期作者：曲文韬赵航张楷于鹏[导读] ±660换流站投运后，因站内鸟类活动导致交流滤波器跳闸曲文韬赵航张楷于鹏国网山东省电力公司检修公司，山东省济南市 250061摘要∶±660换流站投运后，因站内鸟类活动导致交流滤波器跳闸，是目前交流滤波器跳闸的首要因素。
鸟害不但影响交流滤波器设备的安全稳定，严重时会造成直流系统功率下降，甚至导致直流闭锁。
本文通过实际鸟害跳闸事件，从鸟害跳闸时不平衡保护动作，电容器塔结构，全面深入分析总结，提出防鸟害可操作性的参考意见。
本文就此次跳闸介绍了换流站交流滤波器的作用。
分析了本次跳闻的直接原因和根本原因，就此次跳闸后的处理提出合理的建议及改进的措施。
对交流滤波器的设计及换流站交流滤波器的运行维护起到参考作用。
关键词：电容器,鸟害跳闸，交流滤波器，不平衡保护0 引言±660换流站配置了16组交流滤波器用于无功补偿和交流滤波。
直流系统正常运行时可满足最小滤波器要求。
换流站选在偏远郊区.周边鸟类活动繁。
当飞鸟进入交流滤波器电容器塔内活动时，极易引起电容器接头间、电容器塔层间等部位短路，导致电容器塔不平衡电流保护动作，造成滤波器跳闸，若此时滤波器组无法满足绝对最小滤波器要求，会导致直流系统功率回降进而引起负荷损失，甚至导致直流闭锁[1-2]。
2021年5月，拉合尔换流站交流滤波器C1电容器组出现了一起鸟害导致的不平衡保护跳闸事故。
本文介绍了换流站交流滤波器的作用、交流滤波器的配置、分析了本次跳闸的直接原因和根本原因，就此次跳闸对滤波器的运行维护提出了合理的建议及改进措施。
对交流滤波器的设计及换流站交流滤波器的运行维护起到参考作用。
1 鸟害跳闸事件过程2021年05月01日06:57，拉合尔换流站第一大组第四小组HP12/24交流滤波器F1B4高压电容器不平衡保护Ⅲ段动作，F1B4Q1开关跳闸并被锁定，第四大组第三小组HP12/24交流滤波器F4B3自动投入运行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
dC
0.08 N 0.0769N 1.04 0.1 N 0.0952N 1.05
d U
C1
dU
H型电路的缺点
• H型电路单臂单元短路后，不平衡保护的动 作值要根据剩余完好元件的过电压水平确 定，不平衡保护动作定值低。 保护的抗干扰水平也降低 没有最大限度地利用故障电容器的剩余 价值 • H型接线的差值电流互感器对地绝缘要求高， 成本高
I1
I 2
U a C2
C1，F
C3
I H
TAD
b
I 4
TAS
• 不平衡电流：
I3 I H
C4
I 0 I
c
H型电容器组的短路分析
3. C1与C2支路各有同样数量单元短路 • 失谐：
d C 2 C N 0.0392N 1 C
I1 I 2
U a C2
c
型电容器组元件故障分析
1. A支路n个并联模块中各有m只元件隔离 • 失谐度：
C mn C C 2 p m sN 2mn
A B
CA
I A
kA
CB
I B
kB
• 过电压：
U msN mn e,F ke psN (msN mn) U e, N
CB
I B
kB
• 过电压：
U msN mn e,F ke psN (msN mn) U e, N
I
• 允许的故障元件数量
m
C ke
1 ke
p
mn
C
1 ke
psN
第二部分 H型电容器组的保护整定值
1. 不平衡电流的保护跳闸判据
C I knorm knorm k min , , I 1 3 k 1 k C norm norm
C , F
2 0.02 d N 1 C d C 1 0.02 4 N 2d
U
A
B
• 过电压：
d U 2k norm N 0.0952N 1 k norm
CA
I A
kA
CB
I B
kB
• 不平衡电流
I 0 I
H型电容器组的短路分析
1. C1支路的电容器单元短路 • 失谐度：
C
d 2% 4 N 3d
d C
0.08 N 1.06
I1
I 2
U a C2
C1，F
C3
I H
TAD
• 过电压：
U 0.2 3d u ,C d N 0.05 U C1 4 N 3d 3.15 U u,N
（t） D A D
（t） D B D
（t） （t） D D A B D
2 C k norm D min( ， ）线直流滤波器定值
4. 元件级故障检测 t k / 4 sN 1 T k /4 p 1sN 1 • 条件： • 记数： t (t ) (t ) T 0 EA EA int T t 4 p 1sN 1 0.2 (t ) (t ) T t 0 EB EB int T t 2 p 1sN 1 0.2 • 判据：
E
(t ) A
E
E
(t ) B
E
(t ) (t ) EA EB E
E
C
1 ke
2psN
故障分析 电容器组及单元结构
• 型接线 • 单元内部各有3串(s=3)，21并（p=21）元件。 • 单臂支路各有52(N=52)个单元串联，
现有的保护设置
1. 动态段判据
i i 42.845% , tdelay 800ms i i
C1，F
C3
I H
TAD
b
I 4
TAS
• 允许的故障元件数量
k e 2 C m p 1 ke
I3 I H
C4
c
2 C mn psN 1 ke
H型电容器组元件故障分析
3. C1和C2同时出现同样数量mn只元件被隔离 • 失谐度：
C mn C C 2( p m) sN mn
2. 差值电流的突变量检测
T
（t） （t） （t -1） I I I I
第二部分 H型电容器组的保护整定值
3. 单元平衡故障条件下的保护判据 • 条件
T
• 记数
（t）
k /4sN 2
D
• 判据
(t )
D
（t -1）
intT 4sN 2 0.2
H型电容器组元件故障分析
2. C1与C3同时出现同样数量mn只元件被隔离 • 失谐度：
C mn C C 4( p m) sN 3mn
• 过电压：
U m( sN n) e, F ke psN m( sN n) U e,N
I1
I 2
U a C2
2. 差值电流增量检测
T
t
（t） （t -1） I I I I
型接线直流滤波器定值
3. 单元级故障检测 t T • 条件： k 4sN 1 • 记数： （t） （t -1） T t k 4sN 1 D D int T 2sN 1 0.2 A A （t） （t -1） T t k 4sN 1 D D int T 2sN 1 0.2 B B • 判据：
电容器不平衡保护整定原则
2. 完好单元或者内部元件的端电压
电容器运行中允许的工频过电压水平
过压 倍数 1.0 1.05 1.10 1.15 1.20 1.30 最大持续时间 IEC 60871.1-2005 DL/T 840-2003 — 连续 — 连续 每24h中12h 每24h中8h 每24h中30min 5min 1min 每24h中30min 5min 1min 说明
A
B
CA
I A
kA
CB
I B
kB
• 过电压：
U 2k norm d u, F N 0.05 d U 1 k norm 2N d U u,N
I
• 最大不平衡电流：
I d 0.0196 2N d I
型电容器组的分析
2. 双边支路各有同样数量电容器单元短路 • 失谐度：
C ke 4 C E min 1 k 2 p, 1 k psN e e
t
第二部分 型接线直流滤波器定值
1. 不平衡电流动作值
C knorm I min , 1 2 k I C norm
• t-1时刻已有10个元件的熔丝熔断(n=1,m=10), 在t时刻第11个元件故障短路时(d=1)的不平 衡电流突变量
I
两种不同电路的优缺点比较
H型电容器组 跳闸动作值 电容器失谐 电容器耐压
I d 0.0164 4 N 2d I
型电容器组
I d 0.0196 I 2N d
d C
0.08 N 0.0755N 1.06
0.2 N 0.0635N 3.15
接线的优点
• 低压并联电容器的保护
C2的保护
元件级故障分析
内熔丝型电容器单元
内熔丝
均压 电阻
Ce
内熔丝
均压 电阻
Ce
均压 电阻
Ce
内熔丝
n串
s串 s串
p并
m并
p并
完好单元
mn元件故障
模块短路
H型电容器组元件故障分析
1. C1支路有mn只元件被隔离 • 失谐度：
C mn C C 4( p m) sN 3mn
• 过电压：
d U
C1，F
C3
I H
TAD
2k norm N 0.0952N 1 k norm
I 0 I
b
I 4
TAS
I3 I H
C4
• 不平衡电流：
c
型电容器组的分析
型电容器组的不平衡保护判别式：
U
A B
CA CB
Cu 1 C 2N 2
C1 L1
C2
L2
C3
L3
高压电容器的两种接线方式
U
a
Cu
C1
I1 I b
I 2
C2 b
C3
I3
I 4
C4 c
型接线
H型接线
电容器不平衡保护整定原则
1. 单调谐滤波器组允许的失谐度
f h C 失谐度与电容量偏差： C fh
（1）现场调谐并测量 F 1% （2）计算： 条件下的最大 C C C
I1
I 2
U a C2
C1，F
C3
I H
TAD
• 过电压：
U d e, F k norm 2sN d U e, N
b
I 4
TAS
I3 I H
C4
c
• 不平衡电流
C I mn 4( p m) sN 2mn 1 C I
长期工作电压最高值 系统电压调整与波动 轻负荷时电压升高 轻负荷时电压升高
• 完整单元的端电压 (1+knorm)UN , knorm =0.05 • 故障单元或元件的端电压 (1+ke)UN , ke=0.15