并联电容器开口三角电压保护初始不平衡的影响研究

研究与开发　并联电容器开口三角电压　保护初始不平衡的影响研究　冼冀程汉湘　（广东工业大学，广州　５１０００６）　摘要　开口三角电压保护因接线简单、元器件少、灵敏度较高，故在ｌＯｋＶ的并联电容器保护　中广泛应用。但随着电网的发展，并联电容器的大量投运，并联电容器的开口三角电压保护，易　由初始不平衡弓Ｉ发误动作跳闸。针对此问题，从电容不均衡、三相电源电压不对称平衡和放电线　圈性能差别分析了开口三角电压保护初始不平衡的影响，并在ＰＳＣＤ／ＥＭＴＤＣ中进行了仿真验证，　为提高实际的保护整定提供重要参考。　关键词：并联电容器；开口三角电压保护；初始不平衡　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｉｎｉｔｉａｌ　Ｕｎｂａｌａｎｃｅ　ｏｆ　Ｓｈｕｎｔ　Ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ　Ｏｐｅｎ－ｄｅｌｔａ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｘｉａｎ　Ｊｉ　ＣｈｅｎｇＨａｎｘｉａｎｇ　（Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１　０００６）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｍｐｌｅ　ｗｉｒｉｎｇ，ｌｅｓｓ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ，ｏｐｅｎ—ｄｅｌｔａ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　１　０ｋＶ　ｓｈｕｎｔ　ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｉｄ，ａ　ｌａｒｇｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｓｈｕｎｔ　ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ　ａｒｅ　ｐｕｔ　ｉｎｔｏ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｇｒｉｄ，ｂｕｔ　ｓｈｕｎｔ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｏｐｅｎ—ｄｅｌｔａ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｅａｓｉｌｙ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｕｎｂａｌａｎｃｅ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｕｎｂａｌａｎｃｅ　ｏｆ　ｓｈｕｎｔ　ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ　ｏｐｅｎ—ｄｅｌｔａ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｕｎｂａｌａｎｃｅ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ，　ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　ｕｎｂａｌａｎｃｅ　ｐｏｗｅｒ　ｖｏｌｔａｇｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｃｏｉｌ，ａｎｄ　ｓｉｍｕｌａｔｅｓ　ｂｙ　ＰＳＣＤ／ＥＭＴＤＣ，ｗｈｉｃｈ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｅｔｔｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｈｕｎｔ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ；ｏｐｅｎ　ｄｅｌｔａ—ｖｏｌｔａｇｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｉｎｉｔｉａｌ　ｕｎｂａｌａｎｃｅ　由于并联电容器在改善电网电压质量、降低电　５８４—２００７《３～１１０ｋＶ电网继电保护装置运行整定规　网线损、提高电网供电能力中发挥着重要作用，故　程》已明确规定保护整定值的下限不得小于初始不　并联电容器普遍应用于变电站主变低压侧。但随着　平衡值的１．５倍，但在实际中由于开口三角电压保护　电网规模的不断扩大，大量的并联电容器的投运，　的初始不平衡值偏差大，导致保护整定值不准确，　并联电容器的保护逐渐暴露出了不少的问题，尤其　出现上述的误动作现象。因此，初始不平衡值的准　是并联电容器的开口三角电压保护易频繁动作跳　确分析和测量对并联电容器的保护整定具有重要意　闸。通过统计分析某地区电网的并联电容器开口三　义。本文对并联电容器开口三角电压保护初始不平　角保护一年中的动作跳闸，仅３９％的动作跳闸是由　衡的影响研究主要从电容不均衡、电源电压不对称　并联电容器内部故障而引发的，而６１％动作跳闸均　平衡和放电线圈性能差别方面展开。　属于误动作，即并联电容器本体内部和保护装置本　身均没有故障却产生动作跳闸ｌｌ】。而并联电容器开　１开口三角电压保护原理　口三角电压保护的初始不平衡恰是诱发其保护误动　由于开口三角电压保护接线简单、元器件少、　作的主要因素。尽管国内的电力行业标准ＤＬ／Ｔ　灵敏度较高［　，因此，开口三角电压保护在１０ｋＶ的　３２　Ｉ曛　技　２ｏ１４年第１ｏ期　研究与开发　要变成￣＝ｌ／（ＸＬ　一　），其中ｆ代表三相电压的Ａ、Ｂ、　电压保护整定的可靠性。本文主要从并联电容器中　的相间容值差、三相电源电压不对称平衡和三相放　电线圈的性能差别进行了分析，并对并联电容器中　的相间容值差和三相电源电压不对称平衡引起的初　Ｃ，ＸＬ　为与并联电容器串联电抗器的感抗，　为并　联电容器的容抗，具体参考文献［５］，其己作详细分　析，故在此不再叙述。　３故障案例分析　某地区电网１１０ｋＶ变电站的１０ｋＶ并联电容器曾　因保护整定值不合理且Ａ）ｆＮ容值为Ｂ、Ｃ相的１．０２倍　始不平衡影响进行理论分析及仿真验证，为提高实　际的保护整定提供了重要参考，同时也为并联电容　器其它接线保护分析初始不平衡提供思路。　参考文献　［１】张霖．１０ｋＶ并联电容器组不平衡电压保护动作分析及　探讨［Ｊ］＿电力电容器与无功补偿，２０１０，３１（２）：１１－１４．　而发生误动作跳闸，具体如下：开口三角电压保护　接线方式，ＢＡＭＨ１２￣／３—１２００＋１２００—３Ｗ并联电容器，　ｕｃ＝１２／４３ｋＶ，每相２并，内部２并４串，内单元元　件３１并１串，电抗率６％，放电线圈电压比１２／４３ｋｖ：　０．１ｋ　ｖ，保护整定值１．７５ｖ，投运的初始不平衡值０．６３　ｖ。根据上述的分析，考虑Ａ相容值为Ｂ、ｃｔＨ的１．０２　【２】倪彤辉．高压并联电容器保护配置研究【Ｄ］．北京：华北　电力大学，２００８．　［３】杨兴昌，赵启承，杨立川等．并联电容器组保护起始不平衡　值的估算［Ｊ］＿电力电容器与无功补偿，２０１０，３１（４）：３０．３４．　倍时，以相电压１０．５／，，／３ｋｖ算得初始不平衡值　０．５８Ｖ，若再加上电网的三相电压稍有不平衡，如　１．０１ＵＺ０。，ｕＢ＝ｕｚ．１１９。，Ｕｃ＝ＵＬ１２０。，初始　不平衡值便达到１．３４Ｖ，而保护整定值却为１．７５Ｖ，　＝［４］　胡旌杰．电容器保护灵敏性与可靠性分析［Ｄ】．南宁：广　西大学，２０１２．　［５】　姚成，聂书群．三相电压不平衡对开Ｅｌ三角保护的影　响［Ｊ】．电力电容器与无功补偿，２０１０，３１（１）：９—１１．　故运行过程中易引发误动作跳闸，经将保护整定值　重新整定为３．５８Ｖ后，便没发生误动作跳闸。　４结论　对并联电容器开口三角电压保护初始不平衡的　影响研究，有助于进一步提高并联电容器开口三角　作者简介　冼冀（１９８７一），男，广东工业大学在读硕士研究生，研究方向电　力系统综合自动化。　“一种中继式不问断电源＂获国家实用新型专利　外作业效能，造成重大损失。　近日，由中国科学院理化技术研究所电子信息　材料与器件重点实验室科研人员完成的“一种中继式不间　断电源”获国家实用新型专利授权。　该发明公开一种中继式不间断电源，它不仅可以通过最　低电压检测电路对外置电源进行检测、判决，经控制电路接　卫星通信、地质勘探、气象检测等便携式野外电子设备　在执行野外勘探作业、抢险救灾、旅游探险等野外活动中发　通高能电池对主机的输出电路续电，而且发出声光告警信　号，提醒值机人员完成电池更换任务。在整个更换电池的过　挥着重要作用。在野外无市电条件下，这些设备一般要靠二　次电池供电。在实际工作中，随着电池的老化，二次电池供　程中，用电设备可不问断正常工作，避免了因更换外置电池　引起的通信和检测中断，大大提高野外电子设备的可靠性。　该装置适用于各种便携式设备更换电池时的应急供电，应用　前景广阔。　电时间相对缩短，有的甚至不足３０ｍｉｎ即需更换。频繁的更　换电池，一是对主机有害，主机频繁开关机增加了电路受损　的风险；二是每更换一次，都致使通信或检测中断，影响野　２０１４年第１ｏ期电　技擞Ｉ　３５