电容器保护介绍

高压无功自动补偿设备电容器保护济南迪生电子 孙士民一、引言 随着绝缘材料技术的发展和电容器制造工艺的提高，目前电容器在额定电 压下长期运行，故障率已降的很低。但是，如果电容器频繁投切却容易发生击穿 故障，特别是当投切开关出现重燃时，故障或事故就很有可能发生。一旦发生击 穿故障，就有可能引起电容器爆炸着火的事故。 根据若干例故障电容器的解刨剖情况来看，电容器发生故障的开始大多是 内部某一个单元串段发生击穿，然后剩余的某一个单元串段又发生击穿，最后故 障显现或事故发生。如何及时发现电容器的早期故障，并尽快切除故障电容器， 是保证高压无功自动补偿设备安全运行、避免爆炸事故发生的根本条件。 二、电容器故障分析 单只高压电力电容器内部是由多个小单元电容器串 联而成，如 10kV 系统的电容器一般有 4 个组或 5 个组单 元电容串联而成，额定电压就分配在几个单元电容器上 （如图） ，某个电容器损坏时，首先是内部一个单元电容 发生击穿损坏，使剩下的单元电容运行电压升高，这时电 流增大很小，电容器继续运行，由于每个单元电容的运行 电压提高，很快又出现某个单元电容损坏，剩下单元电容 运行电压又被提高， 这只电容器此时有可能已经出现鼓肚， 重者出现鼓裂、 漏油。

这样继续运行下去，很可能会造成这只电容器由鼓肚、鼓裂、漏油到起火爆炸。 根据实际运行经验和对多起被烧毁电容器的解体分析证明，电容器组的爆炸 起火一般仅是某一只电容器爆炸起火所引起的， 而某一只的爆炸起火是因电容器 内部几个串联单元中有被击穿损坏的单元不能被发现继续运行造成的， 虽然故障 发展到起火爆炸的恶性事故，但故障的过程电流的变化依然不大，熔断器和一般 的过流保护是在事故发生以后才动作，可是事故已经发生了。 三、电容器故障保护和事故保护 分组电容器高压无功自动补偿装置，通常有两种连接方式：一种是把各组电Ua Ia Ub Ib Uc Ic容器通过断路器直接连接在变电站母线上。 另一种是各组电容器通过分组投切开变电站母线变电站10KV母线 变电站10KV母线 10KV断路器微 机 保 护断路器微 机 保 护断 CT断CT放电PT放电PTCCCCCCLLLLLL 第 组电容电抗器第1组电容电抗器第 组电容电抗器关（断路器或负荷开关）连接在补偿装置的母线上，再通过总开关断路器连接在 变电站母线上。母线变电站10KV母线 变电站10KV母线 10KV电容线继 电CT护保断 断10KV母线 10KV母线 KV 组微 机 保 护 机组΢1护保1CTCT放电PT放电PTCCCCCCLLLLLL 第 组电容电抗器第1组电容电抗器第 组电容电抗器各组电容器通过断路器直接连接变电站母线的方式，适用于分组要求较少 （单组或两组）的自动补偿装置，每组电容器必须加短路事故保护和电容器故障 保护。

各组电容器总开关分开关小母线连接方式，适用于分组要求较多（3 组以 上）的自动补偿装置，总开关装设事故保护，分开关装设电容器故障保护。 电容器早期故障的发现，用常规的电流保护不容易解决，特别象熔断器保护 方式，因其参数离散性较大、灵敏度较低，不宜作为电容器的故障保护，只能作 为事故保护。电容器的故障保护应根据单组电容器容量大小和电压等级（串段数 量）不同选用以下保护方式： ① 单星相电压式零序（开口三角）微机保护。 （单组电容器容量较小时） ② 多星相电压式零序（开口三角）微机保护。 （单组电容器容量较大时） ③ 单星相电压差动微机保护（电压等级高或串段数较多单组容量较小时） ④ 多星相电压差动微机保护（电压等级高或串段数较多单组容量较大时） 1、单星不平衡（开口三角）电压保护 1)、选用不平衡电压保护的依据 1)、 Ⅰ、每当一个电容器内部元件损坏，电容器组内的电压分布就会发生变化电容器保护，这 些变化的大小决定于损坏元件的数量。 Ⅱ、为杜绝事故的发生，作为故障保护的不平衡类保护必须作为电容器的主保 护， 以便在电容器出现内部元件故障时保护即发生动作， 严防电容器带故障运行， 但不平衡保护不能代替短路保护。