煤矿继电保护整定培训电容器保护)

1、煤矿继电保护整定培训煤矿继电保护整定培训第七讲第七讲 电容器保护电容器保护及整定及整定主要内容主要内容电力电容器简介电力电容器简介电容器电容器常见故障常见故障及保护配置及保护配置电容器的保护原理及整定电容器的保护原理及整定中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所2主要内容主要内容电力电容器简介电力电容器简介电容器电容器常见故障常见故障及保护配置及保护配置电容器的保护原理及整定电容器的保护原理及整定中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所3一、电力电容器简介电力电容器电力电容器l 无功补偿装置无功补偿装置 提高功率因数提高功率因数 改善电压质量改善电压质量 减少网络传输的电能损耗减少网络

2、传输的电能损耗 l 特点：特点： 简单经济、方便灵活简单经济、方便灵活 并联电容器是电网中用得最多的一种无功功率补偿并联电容器是电网中用得最多的一种无功功率补偿设备，目前国内外电力系统中设备，目前国内外电力系统中90%90%的无功补偿设备是的无功补偿设备是并联电容器。并联电容器。 中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所4一、电力电容器简介电容器间隔主接线电容器间隔主接线l 串联电抗器串联电抗器 限制电容器组的合闸涌流限制电容器组的合闸涌流 抑制高次谐波抑制高次谐波 串联电串联电抗器抗器放电放电线圈线圈熔断器熔断器中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所5一、电力电容器简介电力电容器组

3、的分类电力电容器组的分类 通过先串后并或者先并后串通过先串后并或者先并后串的模式接成电容器组。的模式接成电容器组。先并后串：先并后串：先串后并：先串后并：l 框架式框架式l 集合式集合式 中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所6一、电力电容器简介l 框架式框架式 由单台小容量电容器通过串并联组成 中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所7一、电力电容器简介l 集合式集合式 集合式电容器组由大量带内熔丝的小单元集中装在大箱壳内组成。中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所8一、电力电容器简介电容器的接线方式电容器的接线方式 l 星型接线星型接线l 双星型接线双星型接线l 三角型接线

4、三角型接线l 双三角型接线双三角型接线l H H型接线型接线 中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所9一、电力电容器简介三角型接线和星型接线相比三角型接线和星型接线相比 优点：能够消除优点：能够消除3 3的倍数次谐波；的倍数次谐波； 缺点：缺点： 1 1、对电容器要求高；、对电容器要求高； 2 2、短路电流大；、短路电流大； 3 3、对电抗器及避雷器要求高；、对电抗器及避雷器要求高； 中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所10电力电容器简介电力电容器简介电容器电容器常见故障常见故障及保护配置及保护配置电容器的保护原理及整定电容器的保护原理及整定V2011-6-20中国矿业大学信电学

5、院电气安全与智能电器研究所11二、电容器常见故障及保护配置35kV35kV及以下系统中电容器组需考虑的故障情况：及以下系统中电容器组需考虑的故障情况： 1 1、电容器组与断路器之间连线的短路；、电容器组与断路器之间连线的短路； 2 2、单台电容器内部极间短路；、单台电容器内部极间短路； 3 3、电容器组多台电容器故障；、电容器组多台电容器故障； 4 4、母线电压升高；、母线电压升高； 5 5、电容器组失压；、电容器组失压； 6 6、电容器组过负荷。、电容器组过负荷。中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所12 1. 1.电容器与断路器之间连线的短路电容器与断路器之间连线的短路 保护方式：保

6、护方式：400kVar400kVar以上电容器组装设速断保护；以上电容器组装设速断保护；400 400 kVarkVar及以下采用带熔断器的负荷开关进行控制及以下采用带熔断器的负荷开关进行控制和保护和保护 2.2.单台电容器内部极间短路单台电容器内部极间短路 保护方式：设置专用的熔断器保护保护方式：设置专用的熔断器保护 中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所13二、电容器常见故障及保护配置高压电容器常见不正常工作状态及保护高压电容器常见不正常工作状态及保护 1.1.电容器组过负荷电容器组过负荷 保护方式：一般可不设保护，需要时装设反时限过电流保护方式：一般可不设保护，需要时装设反时限过电

7、流保护作为过负荷保护，延时动作于信号。保护作为过负荷保护，延时动作于信号。 2. 2.母线电压升高母线电压升高 保护方式：当母线电压超过保护方式：当母线电压超过110%110%额定电压时，装设过电额定电压时，装设过电压保护，延时动作于信号或跳闸。压保护，延时动作于信号或跳闸。 3. 3.单相接地保护单相接地保护 保护方式：当电容器组所接电网接地电容电流大于保护方式：当电容器组所接电网接地电容电流大于10A10A时时，装设单相接地保护，原理同小接地电流系统中线路的单，装设单相接地保护，原理同小接地电流系统中线路的单相接地保护。相接地保护。中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所14二、电容器

8、常见故障及保护配置电力电容器简介电力电容器简介电容器电容器常见故障及保护配置常见故障及保护配置电容器的保护原理及整定电容器的保护原理及整定中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所15三、电容器的保护原理及整定 35kV35kV及以下系统中电容器组常用的保护及以下系统中电容器组常用的保护 1 1、熔丝保护（单台内部故障）、熔丝保护（单台内部故障） 2 2、不平衡保护（多台故障）、不平衡保护（多台故障） 3 3、过流保护（相间短路故障）、过流保护（相间短路故障） 4 4、过压保护（外部过压）、过压保护（外部过压） 5 5、低压保护（外部低压）、低压保护（外部低压） 中国矿业大学信电学院电气安全

9、与智能电器研究所16三、电容器的保护原理及整定电容器组内部故障的专用保护电容器组内部故障的专用保护 电容器组是由许多单台电容器串联组成，电容器组是由许多单台电容器串联组成，个别电容器故障由其相应的熔断器切除，对个别电容器故障由其相应的熔断器切除，对整个电容器组无多大影响。但是当电容器组整个电容器组无多大影响。但是当电容器组中多台电容器故障被熔断器切除后，就可能中多台电容器故障被熔断器切除后，就可能使继续运行的剩余电容器严重过载或过电压使继续运行的剩余电容器严重过载或过电压，因此必须考虑如下专用的保护措施。，因此必须考虑如下专用的保护措施。 中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所17三、电

10、容器的保护原理及整定熔丝保护熔丝保护 熔丝保护是电容器内部故障的主保护。熔丝保护是电容器内部故障的主保护。 分为外熔丝保护和内熔丝保护。分为外熔丝保护和内熔丝保护。 熔丝保护应满足的要求熔丝保护应满足的要求: : 熔丝的额定电流应大于电容器的长期熔丝的额定电流应大于电容器的长期允许工作电流允许工作电流; ; 熔丝的安秒特性应和电容器外壳的爆熔丝的安秒特性应和电容器外壳的爆裂概率曲线相配合裂概率曲线相配合; ; 在电容器的充电涌流作用下在电容器的充电涌流作用下, , 熔丝不熔丝不应熔断。应熔断。中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所181 1、单、单Y Y形接线的电容器组的零序电压保护形接

11、线的电容器组的零序电压保护 单单Y Y形接线的电容器组见图（形接线的电容器组见图（a a）所示，一般采用零序电压保）所示，一般采用零序电压保护。保护采用电压互感器的开口三角形电压以形成不平衡电压。护。保护采用电压互感器的开口三角形电压以形成不平衡电压。三、电容器的保护原理及整定 电压互感器的一次电压互感器的一次绕组兼作电容器放电线圈绕组兼作电容器放电线圈，可防止母线失压后再次，可防止母线失压后再次送电时因剩余电荷造成的送电时因剩余电荷造成的电容器过电压电容器过电压 。不平衡保护不平衡保护三、电容器的保护原理及整定2 2、单、单Y Y形接线的电容器组的不平衡电压保护形接线的电容器组的不平衡电压保

12、护 去保护装置去保护装置中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所20 电压定值按部分单台电容器切除或击穿后，故障相其余单台电容器电压定值按部分单台电容器切除或击穿后，故障相其余单台电容器所承受的电压不长期超过所承受的电压不长期超过1.11.1倍额定电压的原则整定。倍额定电压的原则整定。三、电容器的保护原理及整定 每个电容器单元内的并联元件数为每个电容器单元内的并联元件数为m m，每个串联段的电容器，每个串联段的电容器单元并联数为单元并联数为M, M, 每相串联段数为每相串联段数为N N的电容器组。当有的电容器组。当有K K只电只电容器的熔丝熔断后，中性点的电压：容器的熔丝熔断后，中性点的电

13、压： 根据求得的中性点电压，可得到故障电压与正常电压之比：根据求得的中性点电压，可得到故障电压与正常电压之比： 中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所21三、电容器的保护原理及整定 系统单相接地时，不平衡电压保护不会误动作。系统单相接地时，不平衡电压保护不会误动作。中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所22三、电容器的保护原理及整定3 3 双双Y Y形接线的不平衡保护形接线的不平衡保护 横差保护横差保护 双星型接线的电容器组保护可采用不双星型接线的电容器组保护可采用不平衡电流或电压保护方式。平衡电流或电压保护方式。 电压定值按部分单台电容器切除或击穿电压定值按部分单台电容器切除或击

14、穿后，故障相其余单台电容器所承受的电压后，故障相其余单台电容器所承受的电压不长期超过不长期超过1.11.1倍额定电压的原则整定。倍额定电压的原则整定。036()5EMKIIN MKK为中性点间流过的不平衡电流为中性点间流过的不平衡电流0IEI为单台电容器额定电流为单台电容器额定电流中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所23三、电容器的保护原理及整定 桥差电压保护桥差电压保护 用于单星型接线用于单星型接线 进入保护装置的电压是在放电进入保护装置的电压是在放电PTPT二次侧合成后的电压。二次侧合成后的电压。 电压定值按部分单台电容器切除或击穿后，故障相其电压定值按部分单台电容器切除或击穿后，

15、故障相其余单台电容器所承受的电压不长期超过余单台电容器所承受的电压不长期超过1.11.1倍额定电压倍额定电压的原则整定。的原则整定。去保护装置去保护装置33()2EXCKUUN MKK为故障相的故障段与非故障段的差压为故障相的故障段与非故障段的差压 CU中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所25三、电容器的保护原理及整定 桥差电流保护桥差电流保护 用于单星型接线用于单星型接线 电压定值按部分单台电容器切除或电压定值按部分单台电容器切除或击穿后，故障相其余单台电容器所承击穿后，故障相其余单台电容器所承受的电压不长期超过受的电压不长期超过1.11.1倍额定电压倍额定电压的原则整定。的原则整定

16、。中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所26三、电容器的保护原理及整定 过流保护过流保护 限时电流速断保护限时电流速断保护 反映断路器和电容器组之间的连线短路，采用两相不完全星形接反映断路器和电容器组之间的连线短路，采用两相不完全星形接线，保护装置动作电流按躲过电容器投入时的冲击电流整定。线，保护装置动作电流按躲过电容器投入时的冲击电流整定。中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所27DZKEIK IKK可靠系数，一般取值可靠系数，一般取值2-32-3三、电容器的保护原理及整定(2)1min12SkopKII)(min21 kI电容器组端子处最小两相短路电流值电容器组端子处最小两相短

17、路电流值 灵敏度校验灵敏度校验 a. a.速断保护电流定值按电容器端部引线故障时有足够的灵敏系数整定，速断保护电流定值按电容器端部引线故障时有足够的灵敏系数整定，一般整定为一般整定为3 35 5倍额定电流。倍额定电流。 b.b.考虑电容器投入过渡过程的影响，速断保护动作时间一般整定为考虑电容器投入过渡过程的影响，速断保护动作时间一般整定为0.10.10.2s0.2s。 c.c.在电容器端部引出线发生故障时灵敏系数不小于在电容器端部引出线发生故障时灵敏系数不小于2 2。 过流保护过流保护 过电流保护过电流保护反映电容器内部极间短路及过负荷。反映电容器内部极间短路及过负荷。 DZKEIK IKK为

18、可靠系数，一般取值为可靠系数，一般取值1.5-21.5-2中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所28三、电容器的保护原理及整定 a. a.过电流保护应为三相式。过电流保护应为三相式。 b.b.过电流保护电流定值应可靠躲电容器组额定电流，一般整定过电流保护电流定值应可靠躲电容器组额定电流，一般整定为为1.51.52 2倍额定电流。倍额定电流。 c.c.保护动作时间一般整定为保护动作时间一般整定为0.30.31s1s。 过电压保护过电压保护 反映母线电压升高；电压取自母线反映母线电压升高；电压取自母线PTPT或放电或放电PTPT； 过压保护的整定：过压保护的整定：a.a.过电压保护定值应按电容器端电压不长时间超过过电压保护定值应按电容器端电压不长时间超过1.11.1倍电容器额定电压的原则整定。倍电容器额定电压的原则整定。b.b.过电压保护动作时间应在过电压保护动作时间应在1min1min以内。以内。 c.c.过电压保护可根据实际情况选择跳闸或发信号。过电压保护可根据实际情况选择跳闸或发信号。 d.d.过电压继电器宜有较高的返回系数。过电压继电器宜有较高的返回系数。 e.e.过电压继电器宜优先选用带有反时限特性的电压继电器。过电压继电器宜优先选用带有反时限特性的电压继电器。 中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所