２００４年第５期华中电力第１７卷

并联电容器组零序电压保护的研究与探讨

唐海军，方欣，杨承卫

（常德电业局，湖南常德４１５００３）

摘要：通过对２２０　ｋＶ变电站几次电容器组零序电压保护动作跳闸情况的调查与分析，提出了单星型接线电容器组

零序电压保护的整改建议和措施。

关键词：电容器组；零序电压；保护

中图分类号：ＴＭ７７２文献标识码：Ｂ文章编号：１００６－６５１９（２００４）０５－００６２－０２ Ｔｈｅ　Ｚｅｒｏ　Ｏｒｄｅｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｆ

Ｐａｒａｌｌｅｌ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｃａｐａｃｉｔｏｒ　Ｇｒｏｕｐ

ＴＡＮＧ　Ｈａｉ一ｕｎ，　ＦＡＮＧ　Ｘｉｎ，　ＹＡＮＧ　Ｃｈｅｎｇ－ｗｅｉ

目前，各变电站大多在低压侧装设并联电容器组作为无功功率补偿装置。但由于外部干扰、接线

错误、保护整定失配等问题，使得电容器组往往不

能投人正常运行，尤其是零序电压保护经常动作跳闸，严重影响了电容器组的投人率。针对这些问题，

经多次到现场深入调查分析，发现原有设计、安装、

定值整定等均存在一些问题。线圈开口三角电压构成过电压（零序）保护，其作用是故障电容器切除到一定数量，引起电容器（同相

非故障电容器）端电压超过１．１倍额定电压时，保护

动作将整组电容器从电网中切除。其典型的电容器

组接线简图如图１所示。Ｃ ９ ＶＢ－￣一一－呀－－＇ｉ十－一￣一一－－．－－－．一一－一－户州卜宁－－一￣￣￣－一ＡｗｅｗｅＴｅｓｅｓｅｓＴｅｓ－ｅｅＴｅｅｅｅｅ一

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图１典型的电容器组接线简图 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．

对于外部单独装有熔断器的开口三角电压的

有关计算公式如下：

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厂百．．、１电容器组保护动作情况调查

（１）　２００２年１０月１５日，铁山２２０　ｋＶ变电站电

容器Ｉ组３１２开关运行，在操作电容器ＩＩ组３１８开

关时，３１２开关零序电压保护动作跳闸，检查电容

器未发现异常。经后来试验发现，在３１２开关处于断开位置时，拉合３１８开关，３１２开关零序电压保

护仍然动作。测试发现，电容器Ｉ组放电线圈开口

三角３　Ｕｏ电压仍有ｌｏ　ｖ左右，且持续时间达１　ｓｏ

在此之后，采取了一些措施：增加零序电压保护出

口时间继电器，并将时间整定为ｉｓ，提高零序电压

整定值（由原来的５Ｖ提高到为１０　Ｖ），至今没有出现过误跳现象。但是否对电容器组真正起到了保护

作用，值得研究和探讨。

（２）　２００３年１２月１１日，窑坡２２０　ｋＶ变电站电容器Ｉ组３０４开关零序电压保护动作跳闸，经过

检查系１０　ｋＶ出线的下级金鱼岭开关站某１０　ｋＶ出线接地故障而引起，如何避免此种情况出现也需

加以研究和分析。

２零序电压保护的构成及整定原则

电容器组大多采用单星型接线，一般利用放电Ｋ＝３ＮＭ（Ｋｖ－１）Ｋｖ（３Ｎ－２）

ｉ１，２，－一 ３ＫＵ一一一’（３Ｎ（Ｍ－Ｋ）＋２Ｋ）ｘｎ

１１＿呱－　ｒｏｒ－　ｖ一一一 八ＩＭ Ｕ，，　：　Ｋ，　Ｕ，， （４）式中Ｋ—故障切除的同一并联段中的电容器

台数，Ｋ取整数；

收稿日期：２００４－０４－３０ 作者简介：唐海军（１９６３－），男，湖南澄县人，学士，高级工程师，长期从事电力系统继电保护及自动化工作．一６２一

万方数据第１７卷并联电容器组零序电压保护的研究与探讨２００４年第５期

Ｎ一每相电容器的串联段数；

Ｍ‘一每相各串联段并联的电容器台数； Ｋ一过电压系数，取１．１１．１５；

Ｕ）一开口三角零序电压；

‘｛—电容器组的额定相电压； 份电压互感器变比；

Ｄ，，，，．动作电压；

Ｋ．灵敏系数，１．２５１．５，取１．５； Ｋ，，一一可靠系数，取１．５；

ＵＢ一开口三角正常运行时的不平衡电压。

３存在的问题及计算分析

根据过电压保护的构成及整定原则，对上述存

在的问题分析计算如下。３．１铁山变存在的问题及计算分析

（１）接线问题 铁山变现场实际的电容器组接线简图如图２所示。 由此看来，原有３　Ｕｏ整定值１０ｖ，灵敏度较高

容易误动。 关于动作时间（（ｔ）问题，理想的动作时间（（ｔ）为零

时限。但由于电容器每次合闸时，有较大的涌流，当串人适当阻值的电抗器后，其倍数虽降了许多，但

持续时间却长了。根据计算与测定，凡是未串人电

抗器的电容器组其动作时间为０．１　ｓ，当串有电抗器时，其时间应为０．２ｓ，而原有现场整定时间ｉｓ

太长，对电容器起不到保护作用，且容易拒动，必须

作相应的调整。

３．２窑坡变存在的问题及计算分析 窑坡变电容器Ｉ组３０４开关零序电压保护正

常运行时不平衡电压为１．５　Ｖ，未达到定值。其动作

原因是同一母线上其它线路有接地故障引起。对于中性点不接地系统，允许带单相接地故障持续运行２ｈ。此时，相间电压仍然对称，而３　Ｕｏ会增加，电容

器零序电压保护会动作跳闸，开关断口将出现较高

的恢复电压值。因此，在系统出现单相接地故障时，

应避免投切电容器组，可减少电容器组的事故几率。

图２铁山变电容器组实际接线简图 从图２可以看出，０，处直接接地，且未与０直

接接通，这是一种错误的接线方式，是不平衡电压较大的主要原因。还有可能造成三相电容量偏ｒ较

大、系统三相电压不平衡、或放电线圈故障等。

（２）定值问题

按现有情况，单台电容器容量２００　ｋｖａｒ，单星

型结线，相电压为１１／Ｖ了ｋＶ，每台装设熔断器，

每相并联１０台’，串联段数为１，Ｋ，取１．１　ａ

故障切除的同一并联段中的电容器台数Ｋ计

算如下：

Ｋ＝掣四攀具遨＝２．９，Ｋ取整数为３０ Ｌｉｘ气ｓｘｉ－Ｌ）开口三角零序电压Ｕ”计算如下：

Ｕ０＇＝３ｘ３ｘＵｅ［３ｘｌｘ（１０－３）＋２ｘ３］ｘ１００＝２１（Ｖ）

动作电压刀叨计算如下：

、鲁二‘４（Ｖ）４改进措施及建议

（１）将原有接线改造，即取消原放电线圈一次中性线接地，改放电线圈中性线与电容器中性线，即

经电抗器后的中性线用专用电缆联通，但不接地。

（２）测试正常运行及操作其它开关时，本间隔放电线圈开口三角电压波形幅值和持续时间，是否

满足保护整定要求。

（３）测试每相电容器电容量及每相系统电压是

否平衡，测试正常运行开口三角不平衡电压。

（４）按厂家提供的参数和实际接线按公式计算

电压定值，时间取０．２　ｓｏ

（５）希望厂家改进技术手段，尽量提高过电压倍数以便保护整定有一定裕度；厂家应提供电容器

内部结线图、结构图，以便计算分析。

（６）为防止同一母线上其它线路接地故障时电容器保护误动，应将母线３　Ｕｏ引人，作为该保护的

闭锁条件，或者与接地选线配合，判断是否电容器

故障，尽量不让电容器组开关先跳。

５结束语

电容器组零序电压保护误动是在运行中经常

碰到的问题，通过本文从一次设备及接线、从二次

的配置与整定诸方面的研究与探讨，提供了很好的

解决方案和建议。

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