变电站无功补偿装置过电压保护探讨

庄稼

摘 要：当前，我国变电站电容保护装置存在一些急需解决的问题。对此，深入研究了变电站无功补偿装置过电压保护，针对电压保护可靠性差、电容器投入率低等问题进行了分析，并提出解决问题的思路和方法，从根本上提高电容保护的集成度和无功补偿装置电压保护的安全可靠度。

关键词：变电站；无功补偿；装置；过电压；保护

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）11-0001-02

无功补偿对电力系统的运行效率至关重要，一方面，可以很好地解决电力系统电源容量不足的问题；另一方面，可以提高功率因素和居民用电质量，在一定程度上降低电路线缆的耗损。我国当前使用最为广泛的是并联电容无功补偿装置，但在使用过程中由于维护和保养不合理，大多数无功补偿装置存在可靠性差和电容器投入率低等问题。本文将运用科学的指导方法，针对变电站无功补偿装置过电压保护中存在的问题，进行详细的探讨和分析。

1 变电站无功补偿装置中存在的问题

1.1 电容器过电压保护装置存在的问题

电容器经常发生的故障有：容器极板绝缘局部短路、单组或多组电容被击穿、电容器过热而引起的损坏、电容器组与断路器之间的引线损坏、绝缘子与套管间发生短路和电容器失压重新启动后造成的故障等。

过压继电器的2个并联开关与母线电压互感器相连，这种连接方式的缺点在于当母线电压过高时，过电继电器的2个并联开关相继开启，时间继电器也随之开启。在这种情况下，即使母线的电压峰值降低，也难以达到电压继电器的返回值，短时带电元器件的继电器会处于动作状态，并且极有可能造成继电器损坏。

1.2 过电压继电器容易出现的问题

过电压继电器的电压经常会出现不稳定的情况，当变电站的整定刻度接近继电器的一般刻度时，会造成继电器的动作状态不稳定，还会造成过电压继电器的返回系数偏小、电容器的投入率偏低。在一般情况下，160 V电磁型过电压继电器的返回系数低于1，而当电压继电器达到115 V时，电压继电器的返回数据为0.85，即便在系统电压恢复正常时，继电器电压仍然不完全返回。架空电容器，会造成电容器的投入率较低、电网运行效率低。

2 科学的变电站无功补偿装置保护措施

2.1 使用静态继电器

当前，我国大多数变电站使用的是电磁型电压继电器，这种继电器返回数值较低，长时间使用可能会烧坏。使用静态继电器的返回数值要求在0.9～0.95之间，这样即使是长时间使用，也可以确保较高的安全可靠性。

2.2 将时间继电器串联接入电阻

将时间继电器串联接入电阻，可以在一定程度上提高继电器的热稳定性。时间继电器与电阻串联，分担了一部分电流，增加了电阻。这种方法的施工操作简单、投入少，具有实用性。

2.3 增加过电压继电器的启动开关

在继电器的启动回路中串入开关，帮助过电压继电器进行更好的连接。当继电器启动时，过电压继电器的启动开关会自动断开，时间继电器就会停止运行，这样可以避免时间继电器因长时间带电运行而遭到损坏。这种方法同样具有操作简单、投入较少的优点。

2.4 在电压回路中接入电压互感器

在电压回路中接入一种放电电压互感器，可以提高无功补偿装置的安全可靠性，解决电容投入率过低的问题。改变过电压保护交流回路的方式，将母线电压分摊改接到放电电压互感器中，这样可以解决电容器失电时继电器仍带电的情况。当开关的放电电压互感器与母线电压互感器的电压相同时，过电压处于保护动作，开关断开，放电电压的互感器就会失电。这种方法从根本上解决了过电压继电器返回系数不高、电容器投入率低的问题。此外，该方法还可以促使电路的高度集成，提高电压保护的就地化。

电容器的保护在很大程度上来自放电电压互感器，电容器的保护电压回路会因为故障而引起母线电压互感器电压回路发生故障。随着变电站的自动化程度逐渐提高，各个电路模板之间的联系将会减少，安全可靠性也就随之提高。交流回路介质放电电压互感器，有利变电站无功补偿装置过电压保护的集成化和就地化。因此，这种方法值得推广。

2.5 加强电容器的绝缘程度

电容器的绝缘状态与变电站无功补偿工作息息相关，加强电容器的绝缘程度，需要考虑变电站现场的运行情况和施工条件。在满足条件的情况下，合理设计绝缘工作场，防止电容器在高场强环境下老化而导致绝缘程度降低。电容器装置通常由几个电容器用串联或者并联的方式构成，电容器内部又由许多电容元器件构成。因此，电容器的容量通常与变电站工作电压的平方成正比。加强电容器的绝缘程度，确保变电站平稳运行。电容器的保护工作包括调整不平衡的电流动作值，避免因强电流而导致故障的范围扩大。

3 结束语

综上所述，随着人民生活水平的提高，对用电质量提出了越来越高的要求。本文结合实际变电站运行情况，对变电站电容保护装置存在的电压保护可靠性差、电容器投入率低等问题进行了详细的分析，并提出科学的变电站无功补偿装置保护措施——使用静态继电器、将时间继电器串联接入电阻、增加过电压继电器的启动开关、在电压回路中接入电压互感器、加强电容器的绝缘程度，这些措施可以极大提高变电站无功补偿装置过电保护的性能。

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〔编辑：李珏〕