摘要：某220kV变电站设两组10kV电容器，为了保障电容器的安全稳定运行，设有过电压保护、零序电压保护、过电流保护等，但在实际运行过程中，两组电容器分别投入时，零序电压保护不会动作，一旦两组电容器同时投入，零序电压保护就会动作跳开相应两组断路器。本文针对该异常现象进行讨论分析，通过等效回路图查找原因并给出几种解决办法。
关键词：10kV电容器；零序电压保护；等效回路图
1引言
电容器组在电力系统中的主要作用是补偿电力系统的无功功率，提高系统的功率因数，改善电能质量，减少线路的损耗，提高电网输送电能能力，保证发电机的出力和设备的运行能力。保证电容补偿装置的安全运行和保障电力系统的供电质量与经济效益将起到重要作用。本文针对该两组电容器出现的异常情况，举例进行分析。
1.1各相阻抗一致
两组电容器各相阻抗的不对称程度一致，且其中B、C两相阻抗一样大，A相阻抗与B、C相阻抗不一样大。其中一组电容器单独运行时的等效电路图如下面图1所示：
假设系统阻抗为j1两组电容器不对称情况一样：每组电容器的A相阻抗为-jm，B、C相阻抗都为-jn。
图1：一组电容器运行情况下等效电路图
1)当只有一组电容器在运行时，出现如图1的等效回路图：
设系统电源中性点电位为0电位基准，电容器负载中性点电位为
则可列出如下电压方程：
2）当两组同样不对称度的电容器同时运行时，相当于图1中的jm变为
jm
可以看出、两组电容器同时运行时，使零序电压明显增大，增大的程度取决于不对称度及电容器容抗与系统阻抗的比例关系。
1.2各相阻抗不一致
两组电容器，其中一组阻抗对称；另一组阻抗不对称，且其中B、C两相阻抗一样大，A相阻抗与B、C相阻抗不一样大。
当阻抗不对称那组电容器单独运行时，产生的零序电压可以用前面的公式进行推导。
当对称及不对称的两组电容器共同运行时,电路图如图2，产生的零序电压进行推导如下：
图2：两组电容器运行情况下等效电路图
利用戴维南等效电源定理：当对称那组电容单独运行时，母线处形成的等效电源为：
形成新的等效回路图图3：
将上述电源电动势及阻抗均提出系数
，则：
图3：等效回路图
上述公式中的零序电压就是一组完好电容器与一组不完好电容器组同时运行时，不完好电容器组所产生的零序电压。该零序电压显然大于一组不完好电容器单独运行时产生的零序电压
这就证明了，两组电容器同时运行会使不完好组电容器零序电压增大。
结论
原来电容器组各相阻抗就不太对称，又考虑系统感性阻抗与电容器组容性阻抗之间的影响，投入两组电容器时，电容电流加大，使系统阻抗上压降变大，母线处各相电压不对称度加大，使得电容器组零序电压加大。可以采用以下办法：
1、将两组电容器组停电，并对电容器组放电。
2、在电容器组侧的刀闸与电容器组开关之间挂好地线
3、然后用继电保护微机试验仪进行模拟实验：设置
，分别加在电容器组各相一次端子上，试验线的N线不加到电容器组中性点上而是悬空。
用万用表测试每相电容器两端电压，及零序电压互感器二次端子输出的零序电压数值，同时用相位表测试每相电容器中流过的电流。
通过以上实验数据就可以求出各相电容器的容抗大小，就可以确定不平衡度，再结合实际运行时测量出的零序电压数值大小，就可以反推出系统阻抗的大小。
4、根据上述实测的参数就可以大致计算出真正运行时的零序电压理论值。再结合零序电压保护定值，就可以给出一个误动原因的科学分析结果。
参考文献
[1]数字化变电站电容器保护误动原因分析及处理措施[J]李铁成.陈海滨等.河北电力技术.2011（03）
[2]10kV电容器组故障原因分析[J].王帅.贵州电力技术.2016(04)
[3]电容器组维护与故障的处理研究[J].辛佳永.科技资讯.2011(35)
论文作者:李丹丹
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：电容器论文; 阻抗论文; 电压论文; 两组论文; 不对称论文; 回路论文; 电路图论文; 《电力设备》2018年第26期论文;