摘要：在电网系统当中集合式电容器组发挥了重要的调度作用，当电网电压出现异常情况时，差压保护动作则会启动，以保护集合式电容器组的整体性能安全。下文就一起集合式电容器组差压保护动作进行研究分析。
关键词：集合式电容器；差压保护动作；事故分析
集合式电容器组容量大、体积小，且维护简单成本低，在电网系统中得到了广泛应用。但由于工作特征的制约，一旦某台电容器出现故障时，则需要对整个电容器组进行维护检测，降低了电网运行的稳定性。在差压保护动作的控制下，可以有效控制电容器故障，避免故障出现局部的扩散。
一、集合式电容器组差压保护原理
工作原理如下图一所示，其中每六个电容器单元上并联两个放电线圈。在电网系统正常工作时，TV1与TV2的电容器侧都会产生100V以上的感应电压。为了很好的消除感应电压的存在，在二次侧线圈反极性电容器连接时采取串联的方式。在串联之后电压继电器上的感应电压会相互消除为0，当集合式电容器组的感应电压得到合理控制之后，差压保护则不发生技术动作[1]。
假若在其他外界环境的影响下，使得电网内的电压值急剧增加，此时单个电容器单元内的很多电容器元件出现了击穿情况。此时电容器单元内部的阻抗值会出现很大的变化。上文讲到六个单电容器组成一个电容器组，而其中单个电容器出现故障时，将影响到其他五个串联的电容器设备元件，进而导致了电容器组的电压出现了很大的变化，电容器的中性点电压会根据电压的变化出现一定的偏移。在中性点电压偏移之后，使得TV1与TV2二侧产生的感应电压出现了差值，而感应电压的差异则会作用在相关的电压保护继电器线圈上，若感应电压的差值超过了差压保护动作的阈值，则会引起技术保护动作。而感应电压的差值处于保护动作的阈值以内，则不会启动差压保护技术动作。
图一 差压保护接线系统
二、案例分析
（一）电容器组设备故障信息
2018年10月，河北地区某110KV变电站的10KV电容器出现了差异保护动作跳闸。跳闸的电压为3.9V，保障差压值为3.5V。发生故障的电容器为集合式电容器组，两节电容量的比值为6:4。
（二）试验数据分析
通过对数据进行分析研究可知，该变电站出现的跳闸事故主要是电容损坏引发的，相关的技术人员主要对电容器进行试验测试。通过试验测试可知，该变电站的集合式电容器组的电容偏差值在负的百分之五到正百分之十之间，即电容值的偏差处于厂家设计的阈值以内，不会直接引起保护跳闸的发生[2]。
在对三组电容值进行对比分析之后，发现最大电容值与最小电容值之间的差值没有超过1.06。同时电容器的每相都引出了不同的线路，通过测量不同套管之间的电容量，发现两组套管之间的电容量差值不超过百分之五，而该电容器组的单相电容值偏差则达到了百分之零点九七。由于单相的电压偏差值超出了电容器组的差值范围，因此该变电站发生了上述的差压保护动作跳闸问题。
通过对上述的试验数据分析可知，该电容器组的试验数据都处于标准范围以内， 同时电容元件的电阻值也符合工作的要求。只有单相的电容值偏差较大，不能得到很好的控制，进而造成了该事故。在今后对集合式电容器组进行整体优化时，必须对单组电容器设备元件进行合理优化，确保电容偏差值可以降低到厂家设计的阈值以下，保障变电站的稳定安全运行。
（三）事故分析结论
从该电容器保护动作跳闸事故中可以发现，尽管电容器的例行试验数据都达到了设计标准，但是实际运营工程中电容器组之间的差压非常大。为了规避该事故的重复发生，该电力单位对集合式电容器组的电压比例进行了调整，以确保相邻套管之间的电容量处于一致，同时在测试之后相关数据的浮动值不能超出厂家设计的百分之五。当电容器的变化趋势出现相反时，电容器的电容量变化浮动值不能超出厂家设计的百分之一[3]。
电力企业在对电容器组进行日常维护管理工作开展时，为了避免由于放电线路的外部连接松动，造成二次直流电阻的不均衡，出现电容器差压保护跳闸的问题。相关的技术工作人员需要对放电线圈的螺栓进行及时的紧固处理。
三、电容器组故障的预防管控路径
（一）电压分布的判定
在电容器组出现了差异保护动作之后，工作人员需要对技术保护动作进行检查，确保该技术动作是否为误动作。因为差异阈值较小，在运行峰值与工作突发事故时，都会使得电容器出现差压保护动作。当排除了差压误动作之后，则需要对差压电压进行判断，分析电容器的差压值达到了多少，进而合理的调整差压的技术保护动作阈值。
在测试集合式电容器组的电容时，主要根据收集的数据信息判断电容器是否出现了个别电容被击穿的问题。电容击穿后产生的电压具体是如何分布的，彼此之间的电压差值是多少，进而准确的判断差压保护动作发生的具体位置与造成的直接影响。
在对电容器进行电压分布判定时，需要测试放电线圈，在不同侧放电的情况下，电容器的线圈短路造成的电压变比之间的异常，判断是否是该问题产生的二次侧大小不等感应电压。为了确保电容器工作的质量与安全，需要对感应电压的相关数据进行深入的研究分析，进而找出感应电压变化的规律，合理科学的调整电容器的差值保护电压阈值，确保差压保护动作可以发挥出最大的技术优势，提高电网运行的质量与安全。
（二）新型检测技术的合理应用
在变电站运行管理的过程中，电容器的差压保护动作频繁的出现，已经严重的影响到电网运行的质量与安全。为此电力系统运检部门对其问题非常的重视，为了很好的控制该问题，避免电容器差压问题的出现，或者是在差压问题出现之前则将其隐患消除，保证电网电容器运行的安全性与稳定性[4]。
在电容器设备元件投入使用之前，必须对每一个设备元件的质量与性能进行检测，确保电容器、放电线圈、连接设备等都达到变电站的运行技术标准要求，可以投入正常运行。在集合式电容器组运行的过程中会遇到其他因素的干扰，使得电容器的工作性能出现一定的下降。为了避免性能下降造成的危险隐患，工作人员需要定期对相关设备进行巡检。同时合理的引进新设备与技术，提高巡检工作的质量与安全。如在放电线圈进行检查时，则可以利用红外线巡检技术设备，快速准确的发现电容器出现的问题，确保电容器组工作运行的整体稳定性，提高电网运行的经济性与安全性。
四、结束语
综上所述，在电容器组发生保护动作跳闸事故时，技术人员需要通过试验分析，找出诱发的因素，进而合理的进行改进优化，确保电容器工作的整体可靠性。
参考文献：
[1]岳彩鹏,隋恒,陈虎.一起集合式电容器组差压保护动作的分析[J].电力安全技术,2018,1808:48-50.
[2]王云杰,王洪寅,王虎,赖勇.集合式电容器差压保护动作原因分析[J].电工电气,2018,11:42-44+48.
论文作者:马洪杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/2
标签：电容器论文; 电压论文; 动作论文; 电容论文; 电网论文; 差值论文; 阈值论文; 《电力设备》2019年第15期论文;