电容器不平衡电压保护动作的分析计算

电容器不平衡电压保护动作的分析计算

发表时间：2019-10-30T11:44:09.497Z 来源：《当代电力文化》2019年10期作者：邓先进[导读] 从一起实例分析了电容量导致不平衡电压保护动作的计算方法，并列举了常见的几种不平衡电压保护动作的情况。贵州电网公司龙里供电局贵州省黔南州 551200

摘要：电容器不平衡电压保护动作后，规程要求对电容器组进行检查，查明动作原因，本文从一起实例分析了电容量导致不平衡电压保护动作的计算方法，并列举了常见的几种不平衡电压保护动作的情况。

关键词：电容器不平衡电压分析计算

110kV某变电站，一台型号为 BFMH2-11/√3-5000-1×3W电容器不平衡电压保护动作（接线如图一），动作电压12.16V（整定值5V），经检查，电容器的电容量见表一：

方法1：中性点偏移法

电容量偏差导致三相电压不再对称，因此会导致中性点偏移，根据弥尔曼定理有（电抗器的阻抗较小，略去）： UN=（UAYA+UBYB+UCYC）/（YA+YB+YC）

设UA=11/√3∠00 kV UB=11/√3∠-1200 kV UC=11/√3∠1200 kV

YA=jωC=j135×314×10-6=j0.04239

YB=jωC=j133×314×10-6=j0.04176

YC=jωC=j119×314×10-6=j0.03736

所以UN=0.0977+j0.00313 kV

此时放电线圈两端的电压为

UA’=UA-UN=6.203+j0.1989 kV

UB’=UB-UN=-3.323-j5.301 kV

UC’=UC-UN=-3.3232+j5.6989 kV

折算到放电线圈二次侧电压

Ua2=（UA-UN）/K=97.67+j3.13 V

Ub2=（UB-UN）/K=-52.325-j83.467 V

Uc2=（UC-UN）/K=-52.325+j89.73 V

（其中K为放电线圈的变比，略去角度误差和比差，即K=11/√3/0.1=63.5）开口三角形的电压UΔ=Ua2+Ub2+Uc2=-6.9767+j9.398

所以UΔ=11.704V，与动作值比较相差0.456V，与动作值接近。

方法2：额定电流法

假定每相通以额定电流，因为电容量的减少，导致了该相电容器两端的电压减少，形成了不平衡电压UN，不过需要注意的是当电容量偏移不是太大时，可以使用该方法计算，反之则误差较大，主要是因为电流不对称导致。

根据电容器型号可得额定电流为262.4A，设

IA=262.4∠0⁰，IB=262.4∠-120⁰，IC=262.4∠120⁰

放电线圈一次侧两端的电压为：

UA=IA/YA=-j23.59×262.4∠0⁰ =-j6190.14V

UB=IB/YB=-j23.94×262.4∠-120⁰=-5441.27+j3141.61V

UC=IC/YC=-j26.76×262.4∠120⁰ =6081.42+3511.21V

折算到二次侧电压为（略去角度误差和比差，除以变比K=11/√3/0.1=63.5）： Ua=-j6190.14/63.5=-j97.48 V

Ub=(-5441.27+j3141.61)/63.5=-85.69+j49.47 V

Uc=(6081.42+3511.21)/63.5=95.77+j55.29 V

开口处的电压UΔ=Ua+Ub+Uc=10.08+j7.29 V

所以UΔ=12.44V，与动作值比较相差0.28V，与动作值接近。

以上两种方法就是电容量引起的不平衡电压的计算方法。除此之外，还有一些引起不平衡电压动作的情况，这些情况就不能定量计算，只能定性分析。

1、放电线圈一次部分故障（一次绕组烧坏或引线脱落）；

2、放电线圈二次部分故障（二次绕组损坏、端子箱内二次线松动或接触不良）；

3、母线至电容器之间的导线断线或缺相故障（线夹断裂、系统缺相）

这些原因中，电容量不平衡占的比例最大，这和当前的运行方式有很大的关系，因为要保证电压质量，电容器的投切很频繁，一方面会影响电容器的使用寿命、甚至损坏电容器；另一方面在投切过程中会烧断电容器内部熔丝而引起电容量的减少，当电容量减少到一定的值就会引起不平衡电压保护动作，因此规程规定当电容量偏差小于-5%或大于+10%时，必须退出运行，防止事故的发生，确保人身、设备的安全。

参考文献:

1、电路.张洪让.主编 .南京

2、电力设备检修试验规程.中国南方电网有限责任公司企业标准