變電站無功補償裝置過電壓保護探討

莊稼

摘 要：當(dāng)前，我國變電站電容保護裝置存在一些急需解決的問題。對此，深入研究了變電站無功補償裝置過電壓保護，針對電壓保護可靠性差、電容器投入率低等問題進行了分析，并提出解決問題的思路和方法，從根本上提高電容保護的集成度和無功補償裝置電壓保護的安全可靠度。

關(guān)鍵詞：變電站；無功補償；裝置；過電壓；保護

中圖分類號：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0001-02

無功補償對電力系統(tǒng)的運行效率至關(guān)重要，一方面，可以很好地解決電力系統(tǒng)電源容量不足的問題；另一方面，可以提高功率因素和居民用電質(zhì)量，在一定程度上降低電路線纜的耗損。我國當(dāng)前使用最為廣泛的是并聯(lián)電容無功補償裝置，但在使用過程中由于維護和保養(yǎng)不合理，大多數(shù)無功補償裝置存在可靠性差和電容器投入率低等問題。本文將運用科學(xué)的指導(dǎo)方法，針對變電站無功補償裝置過電壓保護中存在的問題，進行詳細(xì)的探討和分析。

1 變電站無功補償裝置中存在的問題

1.1 電容器過電壓保護裝置存在的問題

電容器經(jīng)常發(fā)生的故障有：容器極板絕緣局部短路、單組或多組電容被擊穿、電容器過熱而引起的損壞、電容器組與斷路器之間的引線損壞、絕緣子與套管間發(fā)生短路和電容器失壓重新啟動后造成的故障等。

過壓繼電器的2個并聯(lián)開關(guān)與母線電壓互感器相連，這種連接方式的缺點在于當(dāng)母線電壓過高時，過電繼電器的2個并聯(lián)開關(guān)相繼開啟，時間繼電器也隨之開啟。在這種情況下，即使母線的電壓峰值降低，也難以達(dá)到電壓繼電器的返回值，短時帶電元器件的繼電器會處于動作狀態(tài)，并且極有可能造成繼電器損壞。

1.2 過電壓繼電器容易出現(xiàn)的問題

過電壓繼電器的電壓經(jīng)常會出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，當(dāng)變電站的整定刻度接近繼電器的一般刻度時，會造成繼電器的動作狀態(tài)不穩(wěn)定，還會造成過電壓繼電器的返回系數(shù)偏小、電容器的投入率偏低。在一般情況下，160 V電磁型過電壓繼電器的返回系數(shù)低于1，而當(dāng)電壓繼電器達(dá)到115 V時，電壓繼電器的返回數(shù)據(jù)為0.85，即便在系統(tǒng)電壓恢復(fù)正常時，繼電器電壓仍然不完全返回。架空電容器，會造成電容器的投入率較低、電網(wǎng)運行效率低。

2 科學(xué)的變電站無功補償裝置保護措施

2.1 使用靜態(tài)繼電器

當(dāng)前，我國大多數(shù)變電站使用的是電磁型電壓繼電器，這種繼電器返回數(shù)值較低，長時間使用可能會燒壞。使用靜態(tài)繼電器的返回數(shù)值要求在0.9～0.95之間，這樣即使是長時間使用，也可以確保較高的安全可靠性。

2.2 將時間繼電器串聯(lián)接入電阻

將時間繼電器串聯(lián)接入電阻，可以在一定程度上提高繼電器的熱穩(wěn)定性。時間繼電器與電阻串聯(lián)，分擔(dān)了一部分電流，增加了電阻。這種方法的施工操作簡單、投入少，具有實用性。

2.3 增加過電壓繼電器的啟動開關(guān)

在繼電器的啟動回路中串入開關(guān)，幫助過電壓繼電器進行更好的連接。當(dāng)繼電器啟動時，過電壓繼電器的啟動開關(guān)會自動斷開，時間繼電器就會停止運行，這樣可以避免時間繼電器因長時間帶電運行而遭到損壞。這種方法同樣具有操作簡單、投入較少的優(yōu)點。

2.4 在電壓回路中接入電壓互感器

在電壓回路中接入一種放電電壓互感器，可以提高無功補償裝置的安全可靠性，解決電容投入率過低的問題。改變過電壓保護交流回路的方式，將母線電壓分?jǐn)偢慕拥椒烹婋妷夯ジ衅髦?，這樣可以解決電容器失電時繼電器仍帶電的情況。當(dāng)開關(guān)的放電電壓互感器與母線電壓互感器的電壓相同時，過電壓處于保護動作，開關(guān)斷開，放電電壓的互感器就會失電。這種方法從根本上解決了過電壓繼電器返回系數(shù)不高、電容器投入率低的問題。此外，該方法還可以促使電路的高度集成，提高電壓保護的就地化。

電容器的保護在很大程度上來自放電電壓互感器，電容器的保護電壓回路會因為故障而引起母線電壓互感器電壓回路發(fā)生故障。隨著變電站的自動化程度逐漸提高，各個電路模板之間的聯(lián)系將會減少，安全可靠性也就隨之提高。交流回路介質(zhì)放電電壓互感器，有利變電站無功補償裝置過電壓保護的集成化和就地化。因此，這種方法值得推廣。

2.5 加強電容器的絕緣程度

電容器的絕緣狀態(tài)與變電站無功補償工作息息相關(guān)，加強電容器的絕緣程度，需要考慮變電站現(xiàn)場的運行情況和施工條件。在滿足條件的情況下，合理設(shè)計絕緣工作場，防止電容器在高場強環(huán)境下老化而導(dǎo)致絕緣程度降低。電容器裝置通常由幾個電容器用串聯(lián)或者并聯(lián)的方式構(gòu)成，電容器內(nèi)部又由許多電容元器件構(gòu)成。因此，電容器的容量通常與變電站工作電壓的平方成正比。加強電容器的絕緣程度，確保變電站平穩(wěn)運行。電容器的保護工作包括調(diào)整不平衡的電流動作值，避免因強電流而導(dǎo)致故障的范圍擴大。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著人民生活水平的提高，對用電質(zhì)量提出了越來越高的要求。本文結(jié)合實際變電站運行情況，對變電站電容保護裝置存在的電壓保護可靠性差、電容器投入率低等問題進行了詳細(xì)的分析，并提出科學(xué)的變電站無功補償裝置保護措施——使用靜態(tài)繼電器、將時間繼電器串聯(lián)接入電阻、增加過電壓繼電器的啟動開關(guān)、在電壓回路中接入電壓互感器、加強電容器的絕緣程度，這些措施可以極大提高變電站無功補償裝置過電保護的性能。

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〔編輯：李玨〕