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。电容器保护1 保护熔丝现代电容器组的每台电容器上都装有单独的熔丝保护，这种熔丝结构简单，安装方便，只要配合得当，就能够迅速将故障电容器切除，避免电容器的油箱发生爆炸，使附近的电容器免遭波及损坏。此外，保护熔丝还有明显的标志，动作以后很容易发现，运行人员根据标志便可容易地查出故障的电容器，以便更换。
2 过电流保护 (电流取自线路TA)
过电流保护的任务，主要是保护电容器引线上的相间短路故障或在电容器组过负荷运行时使开关跳闸。电容器过负荷的原因，一是运行电压高于电容器的额定电压，另一种情况是谐波引起的过电流。
为避免合闸涌流引起保护的误动作，过电流保护应有一定的时限，一般将时限整定到0、5s以上就可躲过涌流的影响。
3 不平衡电压保护 (电压取自放电TV二次侧所构成的开口三角型)
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，保护采集到差电压后即动作掉闸。
4 不平衡电流保护这种保护方式是利用故障相容抗变化后，电流变化与正常相电流间形成差电流，来启动过电流继电器，以达到保护电容器组的目的。常见的不平衡电流保护的方式有以下两种：4、1 双星形中性点间不平衡电流保护保护所用的低变比TA串接于双星型接线的两组电流器的中性线上，在正常情况下，三相阻抗平衡，中性点间电压差为零，没有电流流过中性线。如果某一台或几台电容器发生故障，故障相的电压下降，中性点出现电压，中性线有不平衡电流I0流过，保护采集到不平衡电流后即动作掉闸。
这种保护方式比较简单，系统电压不平衡，一相接地故障、高次谐波电流及合闸涌流，都不会引起保护误动，所以在国内外得到广泛应用。
4、2 桥式差动电流保护电容器组每相分为两个支路，每相的串联段数为双数，其中部桥接一台电流互感器。正常运行时，桥路中电流为零，任意一台电容器因故障被切除后，桥接电路中将有电流流过，保护采集到该电流后即动作掉闸。
5 过电压保护（电压取自放电TV）和低电压保护（母线TV）电容器在过高的电压下运行时，其内部游离增大，可能发生局部放电，使介质损耗增大，局部过热，并可能发展到绝缘被击穿。因此应保持电容器组在不超过最高容许的电压下运行。安装过电压保护就是为了这个目的。过电压保护的整定值一般取电容器额定电压的1、1~1、2倍。
低电压保护主要是防止空载变压器与电容器同时合闸时工频过电压和振荡过电压对电容器的危害。这种情况可能出现变电站事故跳闸、变电站停电、各配电线切除。电容器如果还接在母线上，将使电压升高。变压器和电容器构成的振荡回路也可能产生振荡过电压，危及设备绝缘。因此安装低电压保护，当母线电压降到额定值的60%左右时即动作将电容器切除
常见电力电容器保护类型： 电容器保护 1 保护熔丝 现代电容器组的每台电容器上都装有单独的熔丝保护，这种熔丝结构简单，安装方便，只要配合得当，就能够迅速将故障电容器切除，避免电容器的油箱发生爆炸，使附近的电容器免遭波及损坏。此外，保护熔丝还有明显的标志，动作以后很容易发现，运行人员根据标志便可容易地查出故障的电容器，以便更换。 2 过电流保护(电流取自线路TA) 过电流保护的任务，主要是保护电容器引线上的相间短路故障或在电容器组过负荷运行时使开关跳闸。电容器过负荷的原因，一是运行电压高于电容器的额定电压，另一种情况是谐波引起的过电流。 为避免合闸涌流引起保护的误动作，过电流保护应有一定的时限，一般将时限整定到0.5s以上就可躲过涌流的影响。 3 不平衡电压保护(电压取自放电TV二次侧所构成的开口三角型) 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，保护采集到差电压后即动作掉闸。 4 不平衡电流保护 这种保护方式是利用故障相容抗变化后，电流变化与正常相电流间形成差电流，来启动过电流继电器，以达到保护电容器组的目的。常见的不平衡电流保护的方式有以下两种： 4.1 双星形中性点间不平衡电流保护 保护所用的低变比TA串接于双星型接线的两组电流器的中性线上，在正常情况下，三相阻抗平衡，中性点间电压差为零，没有电流流过中性线。如果某一台或几台电容器发生故障，故障相的电压下降，中性点出现电压，中性线有不平衡电流I0流过，保护采集到不平衡电流后即动作掉闸。
中性点不接地系统电压不平衡的几种现象分析 诸葛玉蓉（柳州供电局） 一、前言 在变电站运行值班中，对于中性点不接地系统值班员常会遇到一些电压表输出不平衡的情况。若我们对这方面认识不足，往往会因为查找时间过长而耽误送电，因电压不平衡而误认为接地情况者，找不到问题之所在，却做许多无用功；另一方面也可能因为未能及时找到接地点，而引起扩大事故。所以，就这个问题有必要进行一些分析探讨。 二、一般情况下电压不平衡的分析 1、中性点不接地系统电压不平衡，可能是由于保险烧断而造成，即高压保险熔断，熔断相电压降低，但不为零。由于PT还会有一定的感应电压，所以其电压并不为零而其余两相为正常电压，其向量角为120。，同时由于断相造成三相电压不平衡，故开口三角形处也会产生不平衡电压，即有零序电压，例如：C相高压保险烧断，矢量合成结果见图1，零序电压大约为33V左右，故能起动接地装置，发出接地信号。 变电站低压保险熔断时，与高压保险之不同在于：一次三相电压仍平衡，故开口三角形没有电压，因而不会发出接地信号，其它现象均同高压保险熔断的情况。 2、当线路或带电设备上某点发生金属性接地时(如A相)，接地相与大地同电位，两正常相的对地电压数值上升为线电压，产生严重的中性点位移。中性点位移电压的方向与接地相电压在同一直线上，与接地相电压方向相反，大小相等，如图2。 图1 C相断相时电压向量图 图2 A相接地时电压向量图 特别值得注意的是我们所说的接地并不单指线路接地，当线路拉路检查后仍未能消除接地故障，则应怀疑到本站设备有接地，例如避雷器、电压互感器、甚至变压器接地。由于没
有充分重视接地问题，未按规程执行(接地两小时仍未消除则要停下主变压器)，曾使我局长塘变电站主变压器烧毁。 综合以上三种情况，可归纳中性点不接地系统电压表所反映不平衡电压时的故障区别如表1。 表1 中性点不接地系统故障判别表 故障性质相别有无接 地信号 A B C C相接地线电压线电压0 有 C相高压 保险熔断相电压相电压降低很多有 C相低压 保险熔断相电压相电压降低很多无 三、4PT电压不平衡输出分析 1、拉堡变10kVPT由原来JDZJ型电压互感器改为：将其一、二次中性点由原直接接地改为串联一台JDJ型电压互感器(T2)的一次绕组接地，通常我们称为4PT，正确接线如图3所示。 图3 4PT正确接线图 此种接线的目的是为了防止系统发生单相接地或其它原因使电压互感器铁芯饱合，引起谐振过电压，保险易熔断。在改为径4PT接地前4个月时间里，10kVPT共烧断三次，共9根保险；而改接后一直未烧过保险。
并联电容器组的过电压保护 【摘要】对并联电容器组的过电压保护进行深入研究，对于实际电力的正常运行有着十分重要的作用。本文首先研究了过电压保护的重要作用，然后分析了并联电容器组所承受的不同过电压，然后在探讨过电压保护方法思路的基础上，提出了电容器组运行维护的注意事项。 【关键词】并联；电容器组；过电压；保护 一、前言 并联电容器组在电力系统中的应用十分广泛，作用也十分明显。注重对过电压保护的研究，能够更好地指导电力实践。并联电容器组在实际运行过程中，会承受到多种不同类型的过电压，研究过程中有必要着重进行分析。 二、过电压保护的作用 电容器内部故障发展过程，大多数先是个别元件发生击穿短路，如无内熔丝动作切除故障元件，则为故障元件所在串联段短路，当故障继续发展就会有数个串联段乃至全部击穿短路。设置各种电容器内部保护是期望故障电容器在全击穿之前撤出，以免发生外壳爆裂事故。就保护灵敏度而言，通常是内外熔丝保护高于不平衡保护，而不平衡保护高于过电压保护，从而构成诸种保护的配合顺序。 当电容器组采用内熔丝或外熔丝为主保护时，不平衡保护和过电压保护为后备保护；当电容器组采取无熔丝保护时，不平衡保护为主保护，过电压保护为后备保护。过电压保护作为后备保护，是在主保护失效时起作用。可见，无论是采取何种保护配置组合，过电压保护都是不可或缺的保护方式。根据高压并联电容器装置的使用场所和装置构成及其技术特性的区别。 三、并联电容器组承受的过电压 并联电容器组的过电压问题，主要考虑操作过电压，因为对电容器组来讲遭受雷击大气过电压的机率很小，雷电波在大电容的影响下，陡度较小，减小了对绝缘的危害。常见的操作过电压主要有以下几个方面。 1.电容器组分闸时弧燃引起的过电压 电容器组的操作过电压大多是由于在断路器分闸时电弧重燃所引起的。单相重燃时，在电容器组不接地中性点上，产生中性点对地过电压。此过电压与其它相电容上的电压叠加，形成更高的极对地过电压。 2.合闸时电容器极间过电压
三相电压不平衡度 1主题内容与适用范围 本标准规定了三相电压不平衡度的允许值及其计算、测量和取值方法。 本标准适用于交流额定频率为50Hz电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的公共连接点的电压不平衡。 2术语、符号 2.1不平衡度ε unbalance facor ε 指三相电力系统中三相不平衡的程度，用电压或电流负序分量与正序分量的方均根值百分比表示。电压或电流不平衡度分别用εu或εI表示。 2．2正序分量Positive—sequence component 将不平衡的三相系统的电量按对称分量法分解后，其正序对称系统中的分量。 2．3负序分量negative—sequence component 将不平衡的三相系统的电量按对称分量法分解后，其负序对称系统中的分量。 2．4公共连接点Point of common coupling 电力系统中一个以上用户的连接处。 3电压不平衡度允许值 3.1电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2％，短时不得超过4％(取值见附录A)。 电气设备额定工况的电压允许不平衡度和负序电流允许值仍由各自标准规定，例如旋转电机按GB755《旋转电机基本技术要求》规定。 3．2接于公共接点的每个用户，引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1．3％，根据连接点的负荷状况，邻近发电机、继电保护和自动装置安全运行要求，可作适当变动、但必须满足3．1条的规定。 4用户引起的电压不平衡度允许值换算
电压不平衡度允许值一般可根据连接点的正常最小短路容量换算为相应的负序电流值，为分析或测算依据；邻近大型旋转电机的用户，其负序电流值换算时应考虑旋转电机的负阻抗。有关不平衡度的计算见附录B。 5不平衡度的测量(见附录A) 附录A不平衡度的测量和取值(补充件) A1本标准中ε值指的是在电力系统正常运行的最小方式下负荷所引起的电压不平衡度为最大的生产(运行)周期中的实测值。例如炼钢电弧炉应在熔化期测量；对于日波动负荷，可取典型日24h测量。 A2本标准规定的正常ε允许值，对于波动性较小的场合，应和实测的五次接近数值的算术平均值对比；对于波动性较大的场合，应和实测值的95％概率值对比，以判断是否合格。其短时允许值是指任何时刻均不能超过的限值。 为了实用方便，实测值的95％概率值可将实测值(不少于30个)按由大到小次序排列舍弃前面5％的大值，取剩余实测值中的最大值；对于日波动负荷，也可以按日累计超标时间不超过72min，且每30min中超标时间不超过5min来判断。 A3不平衡度测量仪器应满足本标准的测量要求。每次测量，一般按3s方均根取值，对于离散采样的测量仪器，推荐按下式计算： (A1) 式中：εk——在3s内第k次测得的不平衡度； m——在3s内均匀间隔取值次数(m≥6)。 对于特殊情况，由供用电双方另行商定。 仪器的电压不平衡度测量的绝对误差不超过0．2％；电流不平衡度测量的绝对误差不月过1％。
三相电压不平衡导致电容器组跳闸原因分析 【摘要】本文通过对220kV某变电站10kV电容器由于三相电压不平衡导致跳闸原因分析，找出引起电压不平衡的因素，为以后查找电容器组故障原因积累经验。 【关键词】不平衡电压；绝缘电阻；直流电阻；电容量；电抗 前言 为了补偿系统无功，变电站基本上都会在10kV系统中装设电容器组。在设备运行过程中，经常会发生电容器组跳闸现象，引起电容器组跳闸的主要原因是由于电压不平衡造成保护动作，使断路器跳闸。通常我们都会认为电压不平衡是电容器组电容量三相不平衡引起的，但实际上断路器三相不同期、放电线圈绕组直流电阻三相不平衡、电抗器三相电抗值不平衡、绝缘老化都会引起三相电压不平衡，使电容器组跳闸。 一、现场试验情况 2014年7月9日，某变电站10kV电容器首次对跳闸，对其进行电容量测量，测量结果为A相173.1μF、B相173.4μF、C相173.3μF。从测试数据看电容值没有问题，就对紫1#电容器组进行投运，此时保护定值设为3V，投上后电容器组马上就跳掉了。随后又将保护定值改到5V，再次将电容器组投上后，过了几分钟电容器再次跳掉。我们初步认为导致电容器组跳闸的可能会是电容器单元其他设备，不是电容器本身。 2014年7月11日，再次对跳闸电容器单元进行全面试验，分别对电容器电容量、绝缘项目，开关特性、直阻、绝缘项目，电抗器电感、电抗、绝缘项目，电缆绝缘项目，测试结果都正常。在对放电线圈一次绕组直流电阻测试时，发现A相1216Ω、B相1413Ω、C相1411Ω。从测试数据上看，A、B、C三相绕组直阻不平衡率约为15%。对其绝缘电阻测试时，发现A相绝缘较低，约10.92 MΩ，B、C两相均在320 MΩ左右。通过对试验数据分析，我们就能确定由于放电线圈一次绕组存在匝间短路造成三相电压不平衡，从而引起紫1#电容器跳闸。 二、影响电压不平衡的因素 1、电容器三相电容值偏差较大引起电压不平衡 Q/GDW1168-2013《输变电设备状态检修试验规程》规定电容器组的电容量与额定值的相对偏差应符合此要求：3Mvar以下的电容器组：-5%～10%；3Mvar 到30Mvar电容器组：0%～10%；30Mvar以上电容器组：0%～5%；且任意两线端的最大电容量与最小电容量之比值，应不超过1.05。如果电容器中某相电容受潮或损坏，都会导致电容值减小，造成无功补偿不均衡，从而导致电压不平衡，
电力电容器保护原理解 释 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
常见电力电容器保护类型： 电容器保护 1 保护熔丝 现代电容器组的每台电容器上都装有单独的熔丝保护，这种熔丝结构简单，安装方便，只要配合得当，就能够迅速将故障电容器切除，避免电容器的油箱发生爆炸，使附近的电容器免遭波及损坏。此外，保护熔丝还有明显的标志，动作以后很容易发现，运行人员根据标志便可容易地查出故障的电容器，以便更换。 2 过电流保护 (电流取自线路TA) 过电流保护的任务，主要是保护电容器引线上的相间短路故障或在电容器组过负荷运行时使开关跳闸。电容器过负荷的原因，一是运行电压高于电容器的额定电压，另一种情况是谐波引起的过电流。 为避免合闸涌流引起保护的误动作，过电流保护应有一定的时限，一般将时限整定到0.5s以上就可躲过涌流的影响。 3 不平衡电压保护 (电压取自放电TV二次侧所构成的开口三角型) 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，保护采集到差电压后即动作掉闸。 4 不平衡电流保护 这种保护方式是利用故障相容抗变化后，电流变化与正常相电流间形成差电流，来启动过电流继电器，以达到保护电容器组的目的。常见的不平衡电流保护的方式有以下两种： 4.1 双星形中性点间不平衡电流保护 保护所用的低变比TA串接于双星型接线的两组电流器的中性线上，在正常情况下，三相阻抗平衡，中性点间电压差为零，没有电流流过中性线。如果某一台或几台电容器发生故障，故障相的电压下降，中性点出现电压，中性线有不平衡电流I0流过，保护采集到不平衡电流后即动作掉闸。
电网电压不平衡问题的计算 发表时间：2017-08-31T10:18:16.060Z 来源：《电力设备》2017年第12期作者：汤学纯 [导读] 摘要：2015年当我厂热负荷试验阶段时，负荷中一台单相导热软熔变压器引起厂10kV 系统电压不平衡度严重超标。 （宝钢湛江钢铁有限公司广东湛江 524072） 摘要：2015年当我厂热负荷试验阶段时，负荷中一台单相导热软熔变压器引起厂10kV 系统电压不平衡度严重超标。本文提出“改进现有静止行动态无功补偿装置”这一解决方案，并对方法及经济效益进行了讨论。 关键词：不平衡负荷；负序；无功补偿 一、问题的提出 2015年5月，冷轧厂某机组进入热负荷试验阶段，在投入导热软熔变压器瞬间，引起中央变电所10kV补偿电容器跳闸。导热软熔为单相变压器容量为5950kVA，如在满负荷时将引冷轧厂10kV电网不平衡度达3.9%，远超过国标2%的限额。在机组试运行过程中，联系外援专家对厂10kV电网进行不平衡度测试，得以下数据： 二、方案 国内外同行业的先进经验，解决此类负荷不平衡问题的方法主要有以下几种： 1、“V”型两相变压器更换原单相变压器到“V”型两相变压器，投资额度大概在100万，缺点在只能减轻目前不平衡度到以前的60%水平。 2、采用“交流—直流—交流”先整流再逆变的方式，可以彻底解决不平衡问题，但投资额度偏大，根据报价约1000万元左右。 3、单相发电机采用三相电机带动单相发电机的方法，可以彻底解决不平衡问题，但投资额度也偏大，约800万元左右，而且稳定性较差。 4、改造现有静止行动态无功补偿装置电力系统中，电炉在生产时瞬间不平衡常常采用静止型动态无功补偿装置，可以解决不平衡度问题，考虑到我厂现有的装置，在原基础上进行改进，须数十万元的投资，解决10KV电压不平衡问题。最为经济。 三、现有无功补偿装置装置装置的改进方法 (一)主回路部分改进 原有无功补偿装置装置，分晶闸管控制电抗器部分和滤波补偿部分。 1、原分晶闸管控制电抗器部分装置容量8000kVA，根据计算基本够用，无需改进。 2、原滤波补偿装置具有4、5、7次率波，11、13次率波及高通率波装置各一组。 软熔变投用后10kV系统录波分析，此负荷存在大量3次谐波，虽然分晶闸管控制电抗器结成三角形，能够滤过大量的3次谐波,但因为电网的相对不平衡而产生的负序分量，需在10kV系统添设一组相邻3次谐波的滤波装置。 (二)分晶闸管控制电抗器装置的控制部分改进 1、原有控制部分（针对无功补偿） 静态无功补偿装置的无功补偿原理就是通过控制晶闸管触发角,改变接入系统中的无功补偿的等效电纳的大小,使无功补偿达到调节输 出无功功率的目的。控制系统结构如图1所示： 图1中，Uab、Ubc、Uca分别为经过负载上的三相相电压，Ia、Ib、Ic为相应的三相线电流；首先三相相电流与相电压经过向量识别，得到以Uab为电压参考的峰值及其夹角的正弦、余弦；因为对称分量法中的计算是以Ua为参考电压的，所以要通过坐标变换求得以Ua为参考电压的峰值及其夹角；然后通过3-2变化换算为三相电流的实部、虚部，减去容性电流，得到三相负载电流；三相负载电流按照对称分量
三相电压不平衡的区分判断方法和解决办法 引起三相电压不平衡的原因有多种，如：单相接地、断线谐振等，运行管理人员只有将其正确区分开来，才能快速处理。 一、断线故障如果一相断线但未接地，或断路器、隔离开关一相未接通，电压互感器保险丝熔断均造成三相参数不对称。上一电压等级线路一相断线时，下一电压等级的电压表现为三个相电压都降低，其中一相较低，另两相较高但二者电压值接近。本级线路断线时，断线相电压为零，未断线相电压仍为相电压。 二、接地故障当线路一相断线并单相接地时，虽引起三相电压 不平衡，但接地后电压值不改变。单相接地分为金属性接地和非金属性接地两种。金属性接地，故障相电压为零或接近零，非故障相电压升高1.732倍，且持久不变；非金属性接地，接地相电压不为零而是降低为某一数值，其他两相升高不到1.732倍。 谐振原因随着工业的飞速发展，非线性电力负荷大量增加，某 些负荷不仅产生谐波，还引起供电电压波动与闪变，甚至引起三相电压不平衡。
谐振引起三相电压不平衡有两种： 一种是基频谐振，特征类似于单相接地，即一相电压降低，另两相电压升高，查找故障原因时不易找到故障点，此时可检查特殊用户，若不是接地原因，可能就是谐振引起的。 另一种是分频谐振或高频谐振，特征是三相电压同时升高。 另外，还要注意，空投母线切除部分线路或单相接地故障消失时，如出现接地信号，且一相、两相或三相电压超过线电压，电压表指针打到头，并同时缓慢移动，或三相电压轮流升高超过线电压，遇到这种情况，一般均属谐振引起。 三相不平衡的危害和影响：
对变压器的危害。在生产、生活用电中，三相负载不平衡时，使变压器处于不对称运行状态。造成变压器的损耗增大(包括空载损耗和负载损耗)。根据变压器运行规程规定，在运行中的变压器中性线电流不得超过变压器低压侧额定电流的25%。此外，三相负载不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件升温增高，甚至会导致变压器烧毁。 对用电设备的影响。三相电压不平衡的发生将导致达到数倍电流不平衡的发生。诱导电动机中逆扭矩增加，从而使电动机的温度上升，效率下降，能耗增加，发生震动，输出亏耗等影响。各相之间的不平衡会导致用电设备使用寿命缩短，加速设备部件更换频率，增加设备维护的成本。断路器允许电流的余量减少，当负载变更或交替时容易发生超载、短路现象。中性线中流入过大的不平衡电流，导致中性线增粗。 对线损的影响。三相四线制结线方式，当三相负荷平衡时线损最小；当一相负荷重，两相负荷轻的情况下线损增量较小；当一相负荷重，一相负荷轻，而第三相的负荷为平均负荷的情况下线损增量较大；当一相负荷轻，两相负荷重的情况下线损增量最大。当三相负荷不平衡时，无论何种负荷分配情况，电流不平衡度越大，线损增量也越大。三相不平衡的危害及解决办法： 一、三相电压或电流不平衡等因素产生的主要危害： 1、旋转电机在不对称状态下运行，会使转子产生附加损耗及发热，从而引起电机整体或局部升温，此外反向磁场产生附加力矩会使
6kV电容器不平衡电压保护误动现象的分析刘勇 发表时间：2018-05-30T10:02:58.647Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：刘勇 [导读] 摘要针对最近两年我厂35/6kV变电所电容器频繁出现不平衡电压跳闸现象，根据故障现象、SOE报文、故障录波等数据，对不平衡跳闸原因进行分析和探讨，得出由于放电线圈铁磁饱和所造成，并通过试验和测量给出了整改措施。 （大庆油田有限责任公司第二采油厂黑龙江大庆 163000） 摘要针对最近两年我厂35/6kV变电所电容器频繁出现不平衡电压跳闸现象，根据故障现象、SOE报文、故障录波等数据，对不平衡跳闸原因进行分析和探讨，得出由于放电线圈铁磁饱和所造成，并通过试验和测量给出了整改措施。 关键词：电容器；不平衡电压；放电线圈；铁磁饱和；分析 一、前言 因电网容量增加和老区改造的需要，我厂对17座35/6kV变电所的放电线圈进行了更换。但是，自更换以来，先后出现了19次电容器组不平衡电压跳闸的现象，我们对各变电所的电容器组进行了长期的跟踪分析后认为，电容器组差动保护用放电线圈的故障是引起电容器组不能正常投运的主要原因之一。 二、电容器组的不平衡电压保护 电容器发生故障后，由于熔断器熔断，将故障电容器切除，从而引起电容器组三相电容值不平衡而产生电压不平衡，经放电线圈变换后，放电线圈二次侧的开口三角产生不平衡电压信号，动作于开关跳闸。原理图如图1所示，放电线圈一次绕组与电容器并联作为放电线圈，二次线圈中的一组接成开口三角。在正常运行时，三相电压平衡，开口三角电压值为零，当某相电容器因故障切除后，三相容值不平衡导致电压不平衡，开口处出现电压差，利用这个电压差来启动保护装置，动作于开关跳闸。 图1电容器组的不平衡电压保护 三、频繁不平衡电压动作原因分析 我们对不能正常投运的电容器组进行故障分析统计。所有的不平衡电压跳闸中：电容器损坏引起的不平衡电压动作占10.5%；放电线圈内部有短路，一次侧直流电阻超差占21%，常规试验项目数据正常，但差动保护仍误动作68.5%。由此可见不明确故障率很高，由于差动保护直接接于放电线圈二次侧，因此我们把研究的重点放在放电线圈上。经过分析，原因有如下三点： 1、一、二次线圈间的电压比误差偏大 线圈L1、L2上的电压，在运行中一般是相等的。但如果两个线圈的一、二次侧的电压比出现了差异，相应会引起二次侧电压差值偏大。 2、铁芯在运行电压下饱和，引起线圈伏安特性的非线性化 设备在6kV电压下长期运行，有可能会给铁芯造成剩磁，使铁芯饱和，引起线圈伏安特性的非线性化，继而导致线圈一、二次侧感应电压的严重不相等，引起二次侧电压差值的增大。 3、放电线圈间的角差引起差动电压偏大 放电线圈二次侧电压的相角取决于一、二次线圈之间的耦合系数。在放电线圈的内部构造中，特别是有两个独立铁芯的，因为线圈位置的不同，线圈间的电磁耦合系数也各有不同。即使二次侧的感应电压在数值上完全相等，但它们的相角差却有可能不为零。二次侧电压角差引起的二次压差如图2所示。 图2二次电压角差引起的二次压差 这里，我们可以排除1、3原因，因为在68.5%不明原因跳闸的不平衡电压动作电容器中，再次合闸送电后80%可以继续投入运行，但是，过一段时间又会出现不平衡电压跳闸。如果是放电线圈存在一、二次线圈变比误差或角差，那么会在4.2S（不平衡定值时间）内跳
1MRS100117 Issued: 3/2000 Version: A Data subject to change without notice RE_5_ _ 并联电容器不平衡电流保护 (CUB1Cap) 目录 1. 介绍 ............................................................................................... 错误!未定义书签。 1.1 功能 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 1.2 应用 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 1.3 输入说明............................................................................... 错误!未定义书签。 1.4 输出说明............................................................................... 错误!未定义书签。 2. 动作说明 ........................................................................................ 错误!未定义书签。 2.1 设置 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 保护单元额定值设定............................................................. 错误!未定义书签。 2.3 测量模式 (6) 2.4 动作标准............................................................................... 错误!未定义书签。 2.5 CUB1Cap的IDMT类动作 (9) 2.6 标准曲线组 (9) 2.6.1 RI 曲线组 (10) 2.6.2 RD 曲线组 (11) 2.7 自然不平衡补偿 (11) 2.7.1 分步补偿指令 (12) 2.8 设置组 (13) 2.9 测试模式 (13) 2.10 START, ALARM, TRIP和CBFP输出 (13) 2.11 复位 (13) 3. 参数和事件 (15) 3.1 概述 (15) 3.2 设置值 (16) 3.2.1 实际设置 (16) 3.2.2 设定组1 (16) 3.2.3 设定组2 (17) 3.2.4 控制设置 (18) 3.3 测量量值 (19) 3.3.1 输入 (19) 3.3.2 输出 (19) 3.3.3 记录数据 (20) 3.3.4故障单元计数器 (23) 3.3.5 事件 (23) 4. 技术数据 (24)
附录1：外文资料翻译 A1.1 不平衡电力系统电容器设置 摘要—本文提出一个针对三相不平衡的电力系统采用的电容器设置方法。这种方法不仅使功率损失和电容器费用降到最小，而且使当前电力系统中谐波引起的畸变降到最小。提出的方法是在平衡的和不平衡的操作条件下都能实现这个目标。当不平衡的系统接近于由他们的正向序列单相等值时，本文的一个目标就是讲述在电容器设置研究结果上的一些重大区别。此外，还讲述了在电容器设置中考虑谐波畸变的作用。并且提供了配电测试电力系统的数字例子来说明此方法。 关键词：优化，电容器设置，损失最小化，谐波畸变，不平衡操作，配电系统。 1绪言 配电系统在各个地点都安装有电容器，为了获得期望的电压波形，合适的功率因素和减少馈线功率损失。当处理一个包含几条馈线和他们旁路的大规模配电系统时，决定这些电容器的最佳安装地点和安装容量成为一个复杂的优化问题。除此之外，还有其他问题需要说明，例如电容器大小、电压和馈线负载的运行限值。针对平衡的配电馈线的有效解决方法已经被开发了[1,2]。这些解决方法主要运用于公式化问题中的正向序列网络模型和连带的功率流动。因此，结果不能直接运用在包含缺相馈线的系统中，不对称负载的馈线或者单相或两相馈线的电容器组。三相不平衡的配电系统将在[3,4]中研究，其中模拟退火算法和遗传算法分别用于解决这个更加复杂的问题。在[5]中，一种被简化的公式和MINOS优化包裹用于解决同一个问题。最近，配电系统中存在由非线性负载和控制设备产生的不需要的谐波。对安装有电容器的配电网，谐波会导致过电压。在[6]中提出了这个问题，并且介绍了一种使谐波过电压最小化的方法[6]。一种避免汇合问题和合并电容器的分离属性以及安装电容器组电压畸变的实用方法，在[7]被开发并且被提出。这种方法针对三相平衡的操作条件并且仅能分析正向序列网络。 在本文，[7]中讲述的内容将延伸到更加普遍的三相不平衡的操作情况下。几条配电馈线分为几段，混有单相、两相和三相负载。这样的系统和那些含有三相不平衡负载的系统一样，可以用本文当前的方法研究。除损失和电容器设施之外的费用，还有就是谐波畸变引起的费用，将在[8-9]中讨论。因此，问题被公式化，在这种情况下网络损失和谐波还有电容器的设置费用一起减到最小。 本文首先提出问题说明。然后描述了三相功率流动和线性谐波分析模块的细节，这部分组成了主要算法。其次是采用开发的程序和测试系统得到的仿真结果。最后一部分提出了结论和对未来工作的展望。
继电保护中电容器保护常用保护原理 电力电容器组不平衡保护综述 科技日益进步，经济持续发展，用户用电对电能的要求也日益升高。不单是对电能数量的需求不断增长，其对电压质量要求也越来越高，电容器保护测控装置不单要有足够的电能，还要有稳定的电能——即电压、频率、波形需符合要求，才能保证用户的用电设备持续保持最好的工作性能，从而保证工效效率。其中，电压质量是很重要的一个方面，不单对用户生产、生活、工作有重大影响，对整个电网的安全稳定经济运行也有着至关重要的作用。 与电压质量息息相关的就是无功电源，无功不足，会使得系统的电压幅值降低，对整个电网来说，电压过低可能引起电压崩溃，进而使系统瓦解，造成负荷大幅流失；对单个元件而言，电压的降低可能使其无法运行在最佳工况，同时造成电能损耗增大，甚至可能损坏设备，同时输电线路在同等条件下，电压越低传输的电能就越小。因此，必须保证无功电源的供应。同时，为了确保电网经济运行与用户的用电正常，又必须减小无功功率的流动，因此，无功补偿的基本原则是就地补偿。即在变电站及用户负荷处，将一定量的电容器串联、并联在一起，形成电容组，使其达到一定的容量、满足一定的电压要求，补偿系统无功、调节该节点电压。 1电容器组接线方式的决定因素 电容器通常是将若干元件封装在一铁壳内，构成电容器单元，再
由各单元先并后联，封装在铁箱内组成的。 当电容器组所接入电网的电压等级、容量要求确定以后，接线方式的选择则关系到了电容器组的安全性、可靠性以及经济性。决定接线方式的主要因素包括以下几个方面。 1.1受耐爆容量限制 电容器组在运行过程中，若其中某个电容器击穿短路，这个电容器将承受来自其自身及其他并联10KV电容器保护组的放电。为防止故障元件受放电能量过大冲击，导致电容元件爆炸，必须限制同一串联段上的并联台数，即有所谓的最大并联台数问题。可以通过减少并联数与增大串联段数的方法，来降低冲击故障电容器的放电能量。 1.2接线方式与设备不配套的限制 20世纪90年代末至21世纪初，由于工艺上的改进，使电力电容器的介质，结构发生改变，普遍采用了全膜电容器。电容器的容量越来越大，因此派生出了很多新的结构与接线方式。同时，在一段时间内，由于缺乏较高的 66kV电压等级的放电线圈，致使其66KV电容器保护测控装置选择及相应接线方式的应用受到限制，因此使相关接线方式适用范围受到了限制。由于这种不配套的限制，导致该时期电容器运行故障明显上升。经过阵痛之后，对配套设备的研究也跟上技术的研发进度，因此，这种限制现在基本消除。 1.3与应用的场合有关 在电力企业中，多采用星形接法，在工矿企业变电所中多采用三
交流滤波器电容器不平衡保护 李君 （国家电网公司宜昌超高压管理处，湖北宜昌 443005） [摘要]文章针对葛洲坝、江陵换流站发生的交流滤波器跳闸事故进行原因分析,研究了交流滤波器电容器不平衡保护的原理，最终就交流滤波器的运行及维护提出建议。文中交流的经验对换流站的运行和维护具有一定参考作用。 [关键词] 换流站；交流滤波器 Unbalance Protection of Capacitors in AC Filter LI Jun (Yichang EHV Management Branch of SP,Yichang 443005,China) [Abstract] This paper analyzes the causes of the trip fault of AC filter happened in GeZhouBa converter station and JiangLing converter station,studies the principle of unbalance ptotection of Capacitors in AC filter.In the end of this paper some suggestions on operation and maintenance of AC filter are made.The experience introduced in this paper could be used for reference on operation and maintenance of converter station. [Key words] converter station; AC filter
三相电压不平衡 一．基本术语定义 1.电压不平衡（voltage unbalance） 三相电压在幅值上不同或相位差不是120。，或两者都有。 2.不平衡度（unbalance factor） 三相电力系统中三相不平衡的程度。有电压、电流的负序不平衡度和零序 不平衡度分别用电压、电流负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量 的方均根值百分比表示。 3.公共连接点（point of common coupling） 电力系统中一个以上用户的连接处。 4.瞬时（instantaneous） 用于量化短时间变化持续时间的修饰词，其时间范围为工频0.5周波 30 周波。 5.暂时（momentary） 用于量化短时间变化持续时间的修饰词，其时间范围为工频30周波 3s。 6.短时（temporary） 用于量化短时间变化持续时间的修饰词，其时间范围为工频3s 1min。二．电压不平衡度限值 1.电力系统公共连接点电压不平衡度限值为： 电网正常运行时，负序电压不平衡度不超过2%，短时不得超过4%； 低压系统零序电压限值暂不作规定，但各相电压必须满足GB／T 12325的 要求。 （低压系统是指标称电压不大于1kV的供电系统。） 2.接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡度允许值一般为 1．3％，短时不超过2．6％。 根据连接点的负荷状况以及邻近发电机、继电保护和自动装置安全运行要 求，该允许值可作适当变动，但必须满足4．1的规定。 三．用户引起的电压不平衡度允许值换算 负序电压不平衡度允许值一般可根据连接点的正常最小短路容量换算为 相应的负序电流值作为分析或测算依据，邻近大型旋转电机的用户其负序 电流值换算时应考虑旋转电机的负序阻抗。 四．不平衡度的测量和取值 1.测量条件 测量应在电力系统正常运行的最小方式(或较小方式)下，不平衡负荷处于 正常、连续工作状态下进行，并保证不平衡负荷的最大工作周期包含在内。 2.测量时间 对于电力系统的公共连接点，测量持续时间取一周(168 h)，每个不平衡 度的测量间隔可为1min的整数倍；对于波动负荷，可取正常工作日24 h
10kV并联电容器组不平衡电压频繁动作故障排查与分析 发表时间：2018-11-16T20:17:00.137Z 来源：《基层建设》2018年第26期作者：张斌武 [导读] 摘要：本文通过对某地区10 kv电网并联电容器组的不平衡电压保护频繁动作原因的调查，对其不正确的保护动作的因素进行了详细的分析讨论，并提出了相应的预防措施，以避免或减少电容器的频繁保护动作造成的损害，影响电网运行的安全稳定性。 国网甘肃省电力公司武威供电公司甘肃武威 733000 摘要：本文通过对某地区10 kv电网并联电容器组的不平衡电压保护频繁动作原因的调查，对其不正确的保护动作的因素进行了详细的分析讨论，并提出了相应的预防措施，以避免或减少电容器的频繁保护动作造成的损害，影响电网运行的安全稳定性。 关键词：并联电容器组；集合式；不平衡电压；串联电抗器 1不平衡电压保护动作原因分析及探讨 1.1电容器组内部故障造成电容量不平衡 统计数据中电容器组保护正常动作的7次中有5次都属于电容器组电容量超标所致，三相电容量严重不平衡导致保护正常动作；另外2次是由于放电线圈故障或者电缆头制作工艺不良造成过流保护动作。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。不管是集合式还是组架式结构，电容器单元里的单个元件都带有内熔丝，虽然单个元件故障时被隔离所引起电压、电流的变化很小，但造成其他运行元件承受的电压加大。当遇到电网波动或暂态不平衡时故障元件扩大，同时，故障元件被内熔丝不断隔离，电容量不平衡不断加大，最终超出定值。 1.2不平衡保护整定值偏低 一般情况下，电容器组零序电压保护动作原因有： 1）电容器一次接线错误，当系统电压出现波动和不平衡时，中性点电位偏移，而使零序电压增大； 2）电压定值选择不合理，定值整定太低，不能躲过正常运行的不平衡电压； 3）保护出口时间整定太短，躲不过电容器组投入时产生的不平衡电压时间。 根据DL/T584-1995《3～110kV电网继电保护装置运行整定规程》中的不平衡保护的计算公式，每相装设单台集合式电容器、电容器内部小元件按先并后串且有熔丝连接的电容器组，三相差压的计算按式（1）进行。 K=3nm（KV-1）/[KV（3n-2）]（1） 式中，K为因故障切除的同一并联段中的电容器小元件数；m为单台集合式电容器内部各串联段并联的电容器小元件数；n为单台集合式电容器内部的串联段数；Uex为电容器组的额定相电压（一次值）；KV为过压系数；Klm为灵敏系数；uch为开口三角零序电压（一次值）；KPT为放电线圈的PT变比；udz为保护整定值。 由式（3）可以看出保护动作值的计算跟放电线圈PT变比相关，PT变比选小了，对设备的安全运行不利，选大了，保护容易误动。PT 选错也是影响定值低的原因之一。同时在规程范围内过压系数取值不同，灵敏系数的取值不同，会使得保护动作定值相差很大。以前，为了保证电容器的可靠运行，整定原则是：过压系数取下限，灵敏系数取上限。但这种整定原则容易使得不平衡电压保护，由于整定值偏低多次动作，且与电容器异常情况无关，最终影响了电网无功补偿。 1.3电压谐波畸变放大 基于串联电抗器的选择与谐波放大关系问题，通过建立带有谐波源的电容器装置简化电路模型，推导得出谐波电压放大率计算公式 式（4）中，s=XS/XC=QCN/Sd；K为电抗率（K=XL/XC）；Sd为电容器装置接入处母线的短路容量；QCN为电容器装置容量；XL为串联电抗器基波电抗；XC为电容器组基波容抗。假设电容器装置与电网在第n次谐波发生串联谐振，可导出电容支路的串联谐振点公式（5） 按照系统和元件的参数（即系统短路容量为244.98MV A、电容器装置容量2400kvar、系统等值基波短路电抗0.45Ω、电容器基波容抗50.417Ω代入式（4）中，计算串联电抗器电抗率分别为1%、6%、12%情况下电容器组对1～9次谐波电压放大率FVN的结果见表1。 表12400kvar电容器组配置电抗率分别为1%、6%、12%的串联电抗器时电网1～9次谐波电压放大率 由表1计算结果看出，2400kvar电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器，会造成3次谐波电压放大，超过公用电网谐波电压（相电压）3.2%的限值；电抗率为12%的串联电抗器则会抑制3次及以上谐波电压放大。如果在3次谐波含量比较大的电网中，配置电抗率为6%的串联电抗器则是非常不恰当的，加重了电网谐波污染。以此类推，当电抗器电抗率配置正确，而电容器组电容量选择不当时也会造成谐波电压放大。 该地区电网电容器组实际运行中，220kV变电站选用的电抗器电抗率均为12%，110kV变电站均采用串联电抗器电抗率为6%。如果
中国电力设备管理网 电力电容器过电压保护反措 摘要：通过分析银南电网电容器过电压保护几次误动事故，提出在电容器过电压保护中使用高返回系数JY8系列静态型电压继电器，来防止系统出现瞬间过电压时电容器过电压保护误动。 1引言 电力系统中，电力电容器作为一种静止型无功功率补偿装置，在维护系统的可靠、稳定运行中，发挥着日益重要的作用。实践证明，为了提高电力电容器运行的可靠性，除了不断提高电容器本身的质量，采用合理的接线和布置之外，配备完善、合理的保护装置也是极其重要的。 电容器过电压保护，是确保电力电容器在不超过规程规定的最高允许电压下和规定的时间内动作的电容器保护。由于电容器输出的无功功率和内部有功功率损耗均与其两端电压的平方成正比，即电容器输出无功功率Qc＝ωCU2；电容器有功功率损耗P1＝ωCU2tgδ，电容器耐受过电压的能力比较低。按照IEC标准，“电容器单元应适合于当端子间的电压有效值升到不超过1．1倍额定电压（过渡过程除外）下连续运行。”我国国标也规定，电容器连续运行的工频过电压不超过1．1倍额定电压。由此可见，电容器过电压保护配置的合理与否，直接影响着系统并补电容器的健康、稳定、有效运行。本文通过宁夏银南供电局所辖变电所10kV并补电容器先后发生的电容器过电压保护误动事故进行分析，提出了通过运用高返回系数的静态型JY8系列过电压继电器，代替原电磁式DY－36A型过电压继电器的有效、可行的反措措施。 2问题的提出 1997年8月至9月中旬，我局所辖古城220kV变512电容器、河西110kV变518电容器、中卫110kV变513电容器开关相继发生跳闸。根据当时现场保护掉牌信号指示，以上各次跳闸均为电容器过电压保护出口所致。 电力电容器的工频过电压的产生，原因有二：其一，由于系统出现的工频过电压，电容器所在的母线电压升高，使电容器承受过电压；其二，由于一组电容器中个别电容器故障切除或短路，使串联电容器间容抗发生变化。因而电容器之间的电压分配比例发生变化，引起部分电容器端电压升高。但是，经过仔细检查、核实、试验，均未见事故发生时系统电压长时间增高，并且电力电容器组未受损害，性能良好。 为了进一步找出保护动作原因，我们分别进行了如下检查，发现： （1）电容器过电压保护回路完好，无寄生回路存在。 （2）保护装置交直流回路绝缘良好，符合规程要求。 （3）保护继电器性能均良好，符合规程要求。 由此可见，这几次电容器过电压保护动作跳闸事故的真正原因并不明确。尚需更加深入地试验调查，来查出跳闸真相。 3分析问题 在反复试验、分析的过程中，我们发现虽然这些电容器过电压保护回路及各保护元件本身不存在任何问题，但是当电容器出现瞬时过电压时，原来所配置的DY－36A型电磁式过电压继电器在过电压保护整定动作时限t＝2．0s时间内并不能及时可靠返回，从而造成了这些电容器过电压保护的误动作。其基本过程如图1 所示。 通常，电压继电器可以接在放电线圈或放电用电压互感器的二次侧。在同一母线上接有几组电容器时，电压继电器也可以接在母线电压互感器二次侧，几组电容器共用一套过电压保护。根据系统运行方式，电容器过电压保护只考虑系统产生的对称过电压，可以只配置一个电压继电器。但为了防止电压回路断线，造成过电压保护拒动，常采用三相三继电器取三