零序电压的保护方法改进分析

科Ｉ技　论ｊ坛　科　零序电压的保护方法改进分析　黄万深　（崇左广信电力建设有限公司，广西崇左５３２２００）　摘要：在变电站中，并联电容器的零序电压保护是通过检测零序电压来判断其是否出现故障的。如果零序电压保护不能准确识别故障，就不能消除　其不平衡影响。为了克服零序电压保护存在的这些缺陷，对零序电压保护进行了改进方法探析，并提出消除缺陷的改进方法。　关键词：零序电压：保护方法；改进　目前，各变电站大多在低压侧装设并联电容　１．１．３故障段过电压倍数　器组作为无功功率补偿装置，但由于外部干扰、接　３　线错误、保护整定失配等问题，使得电容器组往　妊一　一～＝　往不能投入正常运行，尤其是零序电压保护经常　Ｇｄ　３　（Ⅺ一Ｋ）＋２Ｋ　动作跳闸，严重影响了电容器组的投入率。针对这　１．１．４故障相电流　些问题，经多次到现场深入调查分析，发现原有设　３Ｍ（　卜Ｋ）　计、安装、定值整定等均存在一些问题。　Ｕ＾　（２）　并联电容器组通常是由许多小的电容器元　３　（　卜Ｋ）　２Ｋ　件按照一定的方式串并联组成的。由于外部的过　３、Ｉ（Ｍ—Ｋ）　ｉ　台　电压保护不能反应电容器组内部电压的增大而跳　Ｌｅ－Ｉ　＝（　～）　０　ｆ３１　带聪　闸。因此，电容器组继电保护装置需要有能检测出　３　ｔ　—Ｋ）　２Ｋ　电容器组内部过电压的措施，从而决定是发出告　其中：Ｉ　为额定相电流。　ｊ　　ｌ警信号还是将整组电容器退出运行。零序电压保　１．２不带内部熔丝的电容器组　护由于其接线原理简单、灵敏性高并能很好地检　单台电容器中有ｍ个元件并联，ｎ个元件串　测出电容器内部故障而得到广泛应用。可是在实　联。当某元件被短路时，该单元中其余良好元件被　际运行过程中，当母线三相电压不平衡时，可能会　短接，导致该单元整体退出运行，会造成剩余单元　因不平衡电压的加大而引起误动作。另外，不能分　的过电压。带内熔丝电容器组发生内部故障时，故　辨故障相，使得查找故障电容器较麻烦。本文提出　障相电流比额定电流小；不带内熔丝电容器发生　图１带内熔丝电容器结构　一种新的方法可以较好解决上面的两个缺陷。　内部故障时，故障相电流要比额定相电流大。　结构图，以便计算分析；六是为防止同一母线上其　１内部故障分析　２零序电压保护缺陷　它线路接地故障时电容器保护误动，应将母线引　并联电容器组可以分为带内部熔丝的和不　并联电容器的常规过电压和过电流继电保护　入作为该保护的闭锁条件，或者与接地选线配判　带内部熔丝的两种，假设限流电抗器对零序电流　对电容器内部元件损坏引起的过电压和过电流是　断是否电容器故障，尽量不让电容器组开关先跳。　保护整定值选取的影响忽略不计，下面分析两种　起不到监测和保护作用的。因为装在母线上的电　结束语　电容器内部过电压的原理。　压互感器对电容器组内部元件过电压是无法检测　零序电压保护以其灵敏性高，动作可靠强的　１．１带内部熔丝的电容器组　到的，内部故障造成的电流变化也不会引起常规　优点在电容器内部故障保护中得到了广泛应用。　图１所示为有内部熔丝的电容器组结构示　过电流保护启动。具有原理简单、接线容易、灵敏　但本身也有难以克服的缺陷：受母线三相电压不　意图，电容器组是由Ｍ个电容器并联组成一个　性高等优点，在电容器组的内部故障保护中得到　平衡的影响可能导致保护误动；不能分相指示故　单元，Ｎ个单元串联组成的。内熔丝用来断开故　广泛应用。在正常运行时，电容器三相容量平衡，　障［３１。本文通过对零序电压保护原理接线图的改进　障的电容器元件，从而使别的完好的电容器元件　三相电压基本平衡，开口ｉ角只有很小的不平衡　及对相电流的判断，较好地解决了其存在的问题。　继续运行。　电压。当某相电容器因故障被切除时，便会引起三　最重要的是利用了原保护装置中的电压互感器和　设Ａ相某段Ｋ个单台电容器熔丝熔断切　相电容器电容量不相等，从而造成三相电压不平　电流互感器，弥补保护装置缺陷的同时并没有增　除（用标么值表示，单台电容器Ｃ＝１：角频率ｍ＝　衡，在开口三角处出现零序电压。根据电容器允许　加装置的成本。　１）　在过电压为１　１倍额定电压下长期运行的规定，　参考文献　故障相故障单元电容：ｃ　＝Ｍ—Ｋ　当过电压倍数小于１．１时，继电保护装置发出报　［１］ｅｒａ．零序电压的发展现状及应用前景分析叫．　故障相非故障段电容：Ｃ　＝Ｍ／（Ｎ一１）　警信号；大于ｉ．１时，发出跳闸信号，将整个电容　黑龙江科技信息，２０１０．　故障相电容：Ｃ　＝Ｍ／（Ｎ一１）／／（Ｍ—Ｋ）＝Ｍ　器组退出运行。在实际运行过程中，这种接线方式　『２］Ｙ－．华伟．并联电容器零序电压保护的改进方法　（Ｍ＝Ｋ）／ＩＮ（Ｍ—Ｋ）＋Ｋ］　存在两个缺陷：当母线三相电压不平衡时，会因不　分析ＩＪ］．电力电容器与无功补偿，２００９．　非故障相电容（Ａ相故障）Ｃ　＝Ｃ　＝Ｍ／Ｎ　平衡电压增大而引起保护误动作；不能够识别故　ｆ３］王华伟，沈大中，周勇．零序电压保护的改进方　下面分析计算在上述内部故障情况下的几　障相。　法分析『Ｊ１．电力系统保护与控制，２００９．　种电量：　３零序电压保护的改进方法　１．１．１中性点零序电压ｕ。：　一是将原有接线改造，即取消原放电线圈一　不计电阻时有中性点零序电压为：　次中性线接地，改放电线圈中性线与电容器中性　Ｕ０＝（ＹＡ　Ｕ　Ａ＋ＹＢ　Ｕ　Ｂ＋Ｙｃ　Ｕ　（Ｙ　十ＹＢ　线，即经电抗器后的中性线用专用电缆联通但不　＋Ｙｃ），式中：　，Ｙ　，Ｙ　分别为三相电纳。　接地；二是测试正常运行及操作其它开关时，本间　当Ａ相故障时，Ｙ　＝１／Ｃ　，Ｙ。＝Ｙ　＝１／　隔放电线圈开口三角电压波形幅值和持续时间是　ｃ　，代入上式得：　否满足保护整定要求；ｌ一是测试每相电容器电容　Ｕｏ＝一ＫＵＡ／［３Ｎ（Ｍ—Ｋ）＋２Ｋ］　量及每相系统电压是否平衡测试正常运行开口三　Ｉ　Ｉ．２故障相电压　角不平衡电压；四是按厂家提供的参数和实际接　３　（、卜Ｋ）一３Ｋ　线按公式计算电压定值时间取Ｏ．２ｓ；五是希望厂　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、　一６５—