三星形接線電容器組電容量測量異常分析及對策

柯于剛，顧文雯，田 棟

（1.江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 無錫 214101；2.無錫供電公司，江蘇 無錫 214061）

三星形接線電容器組電容量測量異常分析及對策

柯于剛1，顧文雯2，田 棟1

（1.江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 無錫 214101；2.無錫供電公司，江蘇 無錫 214061）

對一起35kV三星形接線方式電容器組電容量測量異常情況進行分析，指出對現場接線復雜、電容器數量較多的電容器組測量電容量時，應充分理解電容器組的接線方式、保護方式及數字電容表的測量原理，防止測量時帶入其他支路的等效電容，并結合實例給出處理辦法，解決了測量時容易出現的數據異常問題，有效提高了該類型接線方式下電容器組電容量試驗數據的準確性及電容量測量工作的效率。

電容器組；接線方式；差動保護；電容量測量

電容量是電容器的主要技術參數，當電容器內部元件擊穿或內部連線、內熔絲斷開，電容量會發生顯著變化，此時通過電容量的測量可以判斷電容器有無缺陷。另外，如果電容器組其中單個或幾個電容器因損壞更換后，需要根據電容器組所采用的保護接線方式進行段間或相間電容量測量，若出現段間或相間電容量的不平衡，還需對電容器組進行平衡配置，保證正常運行時電容器組保護不動作。

1 某變電站主變壓器35kV電容組配置情況

某500kV變電站3號主變壓器（以下簡稱主變）3號電容器組于2007年1月投運，單個電容器型號為BAMar11/2-334-1W，電容量為34.59 μF。該電容器組有180臺電容器，采用三星形方式接線。單個星形接線的每相有20臺電容器，采用5并4串的接線方式，分為上下兩段，段間采用電壓差動保護，具體配置如圖1所示（電壓差動保護只畫出了星形Y1的A相，星形Y2、星形Y3各相未畫出，其中C0是由10個電容器采用5并2串連接所組成的電容器組的等效電容）。

2 單星形單相電容器組段間電容量測量

由于電容器組A相第一個星形Y1中4個電容器（編號為A22，A23，A58，A59）、B相中2個電容器（編號為B21，B16）以及C相中3個電容器（編號為C48，C34，C35）出現滲漏油，現場調換后需進行段間電容量的測量，以便進行電容器組間電容量的平衡配置，滿足電壓差動保護的要求。

圖1 35kV電容組三星形接線電壓差動保護

2.1 測量方法

通常對于電容器組中電容器數量不多的情況，采用拆除電容器引線后逐臺測量，然后按照電容器串并聯接線方式對段間總電容量的進行手工計算。但本次測試的電容器多達180臺，計算起來耗時、繁瑣且精度低；另外，框架式電容器組采用分層安裝，最頂層的電容器離地高度達3.5 m，采用逐臺測量時高空墜落風險顯著加大，且試驗儀器測試線長度有限。

鑒于上述測量困難，考慮到電容器組現場采用的是串段間電壓差動保護接線方式，可以進行串段間總電容量的測量。根據DL/T604-2009《高壓并聯電容器裝置使用技術條件》相關規定：30 Mvar以上電容器偏差在0%～5%，且任意兩線端的最大電容量與最小電容量比值不超過1.02。當測量結果不滿足上述要求時，應逐臺測量。

2.2 測量步驟

采用數字電容表進行現場測量時，需拉開母線側進線刀閘和中性點Y1，Y2，Y3的接地刀閘，脫開放電線圈的引線（圖1中H，F，G點）。測量星形Y1的A相上段電容量時，數字電容表測試線的兩端夾接在H和F處；測量星形Y1的A相下段電容量時，數字電容表測試線的兩端夾接在F和G處。測量星形Y2和Y3的段間電容量方法類似，現場實物圖見圖2。

圖2 35kV電容組Y1星形接線A相段間電容量測量

2.3 測量結果分析

用AY1上表示星形Y1的A相上段電容量，AY1下表示星形Y1的A相下段電容量；AY2上表示星形Y2的A相上段電容量；AY2下表示星形Y2的A相下段電容量；AY3上表示星形Y3的A相上段電容量；AY3下表示星形Y3的A相下段電容量。其他相段間電容量標記方法同理類推。

3號電容器組A相電容量分段測得的數據見表1。由于段間電容器組是5并2串連接，而單個電容量是34.59 μF，根據電容器組的串并聯關系進行理論計算，得出段間電容量AY1上=34.59×5/2，即86.475 μF，比數字電容表測量數據111.3 μF小。

表1 3號電容器組A相電容量分段測量數據

對于單星形或相對簡單接線方式下的電容器組電容量的測量，在拆掉放電線圈引線的同時，拉開單星形接線的中性點接地刀閘就可正確測量串段間電容量。但是對于該變電站三星形接線方式電容器組，僅拆掉放電線圈3個套管引線并拉開3個星形中性點接地刀閘，然后用數字電容表進行測量所得數據并不準確，原因是測量Y1段間電容量時，電流回路通過母排并入了星形Y2和Y3其他支路的電容量，導致星形Y1的A相上段等效電容量偏大。三星形接線方式現場布置比較復雜，測量時較易出錯，需特別注意。目前無錫地區僅500kV梅里變電容器組采用此種接線方式。

3 故障原因分析及處理

初步分析，導致串段間電容量偏大的可能原因是：以Y1星形A相上段測量為例，數字電容表的2根測試線夾在圖3的H和F處，此時所取電壓信號量是正確的，但所取電流不僅僅是流過C0的電流I0，可能還包括電流I1，該電流流經星形Y2和Y3中性點，再經由B相和C相回到星形Y1中性點，最后通過等效電容C1回到F處，即I1=I2+I3，因此導致所取電流偏大，進而導致所測電容量偏大。

圖3 測量電容器組段間電容量時電流流向示意

基于上述分析，根據電流的流通方式可以得到用數字電容表測量AY1上段電容量的等值電容量，如圖4所示。其中：AY1，BY1，CY1分別表示星形Y1中A相、B相、C相的等效電容量；AY1與AY2，AY3，BY2，BY3，CY2，CY3，CY1，BY1等效電容量基本相等，均為43.2375 μF，C0和C1均為86.475 μF。

圖4 數字電容表測量AY1上的等值電容量

按照圖4中等效電容量間的連接方式進行星形/三角形等效變換，并根據等值電容量原理及電容器之間的串并聯關系，可計算得到H和F點之間的等值電容CHF為111.18 μF。經比較，計算所得數據與表1基本一致（因每個電容器電容量不完全相同，所得估算數據也與實測數據不完全相同），這也說明了之前測試異常時確實并入了其他支路的等效電容量。

通過上述對測試電流回路的分析可知，為得到正確測量數據，需要斷開相應相下段電容器組尾端與中性點（如Y1，Y2，Y3）的連接排（見圖1中 K處），以避免測量時測試回路帶入其他電容。調整方法后，重新測量A相，得出的上下段電容量數據平衡，測量數據見表2。

表2 3號電容器組A相電容量分段測量數據

4 結論

對于電容器組中電容器數量較多、現場接線比較復雜的現場測量，需要充分理解電容器接線方式、保護方式以及數字電容表的測量原理。采用正確的測量方法和步驟，并注意以下事項：

（1）為準確測量電容量，應斷開放電線圈的與電容器的連接線，同時脫開與電容器組連接串聯電抗器。

（2）對于單星形接線或相對簡單接線方式下的電容器組電容量測量，拆掉放電線圈引線的同時拉開單星形接線的中性點接地刀閘就可進行串段間電容量。如果采用數字電容表進行三星形接線方式電容器組電容量測量時，必須將相應星形串段電容器尾端與中性點的連接排拆開，防止測量時帶入其他支路的等效電容。

（3）如果已經配備了不拆引線電容量測試儀，可以較方便地進行測量，但應正確理解鉗型電流表夾接的不同位置所對應的等值電流回路。其中鉗形電流表可緊挨著等效電容器的尾端進行夾接，即夾接位置應在放電線圈引線與電容器尾端連接點的內側，不可跨過連接點，方可得到正確的數據。

[1]DL/T604-2009高壓并聯電容器裝置使用技術條件[S].北京：中國電力出版社，2009.

[2]楊昌興，華水榮.高壓并聯電容器組單雙星形接線方式的選擇[J].電工技術雜志，2003，（11）:59-62.

[3]王雪梅.兩星臂電容量不相等的雙星形中性點不平衡電流保護計算[J].電力電容器與無功補償，2001，31（3）:1-2，17.

[4]吳義華，林浩.適用于現場電容器組電容量測量方法[J].高電壓技術，2002，28（2）:45-47.

[5]陳化綱.電氣設備預防性試驗技術問答[M].北京：水利電力出版社，1998.

（本文編輯：方明霞）

Abnormality Analysis on Capacitance Measurement of Capacitor Group in Three Stars Style Connection Mode and the Countermeasures

KE Yugang1，GU Wenwen2，TIAN Dong1
（1.Maintenance Branch of Jiangsu Electric Power Company，Wuxi Jiangsu214101，China；2.Wuxi Power Supply Company，Wuxi Jiangsu214061，China）

In this paper，an abnormality case of capacitance measurement of35kV voltage grade capacitor group in three stars style connection mode is analyzed.The paper indicates that the connection mode and protection mode of capacitor group as well as the measurement principle of digital capacitance meter must be fully comprehended during capacitance measurement of capacitor group with complex connection mode and multiple capacitors so as not to bring other equivalent capacitors from other branch circuits.Besides，the paper presents a solution in accordance to practical cases to eliminate data abnormity that frequently occurs in the measurement and improve the data accuracy of capacitance test of capacitor group under the connection mode as well as efficiency of capacitance measurement.

capacitor group；connection mode；differential protection；capacitance measurement

TM531

：B

：1007-1881（2016）09-0032-03

2016-06-17

柯于剛（1979），男，高級工程師，從事高壓電氣試驗工作。