DL∕T 1415-2015 高压并联电容器装置保护导则

2015-04-02发布2015-09-01实施国家能源局发布 Ⅱ 12规范性引用文件 13术语和定义 14电容器分类及元件连接方式 25电容器装置的继电保护 36电容器组不平衡保护 47延时电流速断保护和过电流保护 8.过电压保护和低电压保护 9其他保护 附录A(资料性附录)电容器内部接线 附录B(规范性附录)电容器组不平衡保护计算公式 附录C(资料性附录)不平衡保护计算实例 附录D(资料性附录)电容器装置继电保护整定值汇总表 附录E(资料性附录)电容器组爆破能量计算 2桥式电路中的四个电容器回路(如图1b)中的2],或中性线不平衡电流保护一相中分属两个星形的电容器回路称作电容器臂(如图1a)中的2]。电容器臂中，由多台电容器先并联后串联连接的回路称作电容器支路(如图1中的1)。不平衡保护(电容器组的)unbalanceprotection(ofacapacitorbank)利用对电容器组内某两部分之间的电流差或电压差电容器组每相电压的设计值(方均根值)。3e)有相同容量的6个臂(三相共箱),或2个臂(单相),每臂中内单台先并联后串联，内单台中f)内部的电容器接成桥式接线，电容器装置的继电保护主要分为下列5类(示45例如100V。66.2.6单星形桥式差电流保护单星形桥式差电流保护的原理接线如图6所示。每个桥的电容器分成4个臂，电流互感器二次侧接电流继电器(LJ)。单星形桥式差电流保护原理：当某一个臂的电容器出现故障时，电桥不再不平衡电流，通过监测这个不平衡电流值实现对电容器组的保护。设4个臂的电容值分别为C₁、C₂、C₃和C₄,忽略电阻分量的影响，则电桥平衡的条件是C₁·C₄=C₂·C₃。当电容器发生贯穿性短路且短路电流达到8倍以上熔断器额定电流时，熔断器为主保护，不平衡保护为后备保护；当短路电流小于8倍熔断器额定电流或电容器元件逐段击穿而未发生贯穿性短路时，熔a)单个元件故障，内熔丝动作切除并隔离故障元件。当元件发生击穿，内熔丝不能可靠熔断且燃弧时间大于不平衡保护动作跳闸整定时间(例如0.2s),不平衡保护就会动作，切除故障电容b)多个元件故障，熔丝动作，使得完好元件过电压超过允许值，不平衡保护动作，切除故障电容78为满足电容器组的爆破能量必须小于单台电容器外壳耐爆能量(如全膜电容器组的爆破能量≤组，每臂分为2并联2串联和3并联2串联两个支路，此时爆破能量可用障臂(如图8所示)电容器Ma并；每臂分为多个支路，器所在臂(下桥臂)电容器N₂串。内熔丝96.5.2保护定值的灵敏系数为了继电器能可靠动作，计算整定值必须考虑一个安全裕度，即定值设系数KLM,整定值比不平衡保护输出值小一些，要求KLm>1。不平衡保护整定需考虑初始不平衡输出的影响，由电容器装置参数允的因素主要有：相间电容偏差、串段间电容偏差、臂间电容偏差和测量设备的误差等。臂间电容偏差对中性线不平衡电流保护和桥式差电流不平衡保护有影响；测量设备的误差对四种不平衡保护均有影响。a)电容偏差引起的初始不平衡输出。对于四种不平衡保护接线方式，由电容偏差引起的初始不平衡输出值的估算公式见表1。该值是近似计算值，一般可满足工程设计的要求。构架式电容器b)测量设备的误差引起的初始不平衡输出。测量设备的误差引起的初始不平衡输出取决于测量设电容偏差初始不平衡输出1开口三角电压保护aU₂N或aUNUN。为电容器组额定(相)电压；U²N为放电线圈的额定二次电压2电压差动保护段间电容偏差率ξ(二分之一分压)ξU₂N或UN/23中性线不平衡电流保护臂间电容偏差率(等容方式)IN为电容器组额定电流4桥式差电流保护臂间电容偏差率(等容方式)运行条件变化，如三相电源不对称或运行电压、电流的波动，会影响初始不现场实测初始不平衡输出值应与电容器装置参数偏差引起的初始不平衡输实测初始不平衡输出值明显超出计算值时，应分析原因并复核其与保护整定值之间的配合。6.5.4可靠系数为防止不平衡保护误动作，考虑保护整定值与初始不平衡输出配合时，靠系数(Kk),可靠系数一般不小于1.5。a)方法1。对于采用内熔丝的电容器组，保护整定值可以取第n根和第n-1根熔丝动作时输出值的平均值，第n根熔丝动作时不平衡保护动作b)方法2。不平衡保护整定值可由式(1)和式(2)计算。Upz——不平衡保护电压整定值(方均根值),V;△Uc——不平衡保护动作时输出电压值(方均根值),V,指开口三角电压保护或电压差动保护的不KLm——Ipz——不平衡保护电流整定值(方均根值),A;I₀——不平衡保护动作时输出电流值(方均根值),A,指中性线不平衡电流保护或桥式差电流保考虑保护整定值与初始不平衡输出配合时，应满足式(3)的要求，式中Ugp或Ip应为综合考虑各Upz(Ipz)——不平衡电压(电流)整定值(方均根值),V(A);UBp(Igp)——初始不平衡电压(电流)值(方均根值),V(A);应用中一般控制不平衡保护动作跳闸时的输出值与由电容偏差引起的初始不平衡输出值的比值不小于3。不平衡保护整定计算实例参见附录C。6.6.1放电线圈a)放电线圈的准确级应与保护定值及灵敏系数相配合，内熔丝电容器组一般可取0.5级，使用熔断器的无熔丝电容器组一般可取1级。b)开口三角电压保护的三台放电线圈的误差特性应一致。放电线圈除接保护负载以外电容器装置结构上不仅应满足保护整定的要求，还应保证电容器组在故障(资料性附录)电容器内部接线A.1单台电容器内熔丝电容器元件之间典型连接原理图见图A.1a)。无熔丝电容器元件之间连接原理图分别见图A.1b)和图A.1c)。A.2集合式电容器a)内单台先并联后串联，内单台中元件全并联连接，其原理接线如图A.2所示。oob)内单台先并联后串联，内单台中元件也先并联后串联连接，其原理接线如图A.3所示。c)每两台内单台先串联后再并联，内单台中元件全并联连接，其原理接线如图A.4所示。d)内单台全并联，内单台中元件先并联后串联连接，其原理接线如图A.5所示。图A.3内单台先并联后串联，内单台中元件先并联后串联的集合式电容器原理接线图图A.4每两台内单台先串联后再并联，内单台中元件全并联的集合式电容器原理接线图图A.5内单台全并联，内单台中元件先并联后串联的集合式电容器原理接线图e)有相同容量的6个臂(三相共箱),或2个臂(单相),每个臂中内单台先并联后串联，内单台中元件全并联连接，其原理接线如图A.6所示。图A.6有相同容量的6个臂，每个臂中内单台先并联后串联，内单台中元件全并联的集合式电容器原理接f)内单台接成桥式接线，每个桥臂先内单台2台并联后再2台串联和3台并联后再2台串联，然后相并联，内单台中元件先并联后串联，其原理接线如图A.7所示。(规范性附录)B.1电容器组不平衡保护计算公式见表B.1～表B.3。表B.1内熔丝电容器组不平衡保护计算公式保护1开口三角电压保护2电压差动保护称接线)(不对称接线)3中性线不保护不对称保护4电流保护1开口三角电压保护臂)和元件均先并联后串联的接线方式2电压差动保护3中性线不平衡电流保护4桥式差电流保护1开口三角电压保护流不平衡保护中的每臂)和元件均先并联后串联的接线方式2电压差动保护3中性线不平衡电流保护4桥式差电流保护保护接线单台电容器的接线元件接线计算实例1内熔丝和保护开口三角电压保护先并联后串联表C.2中例1-12电压差动保护先并联后串联表C.2中3中性线不保护联数相等先并联后串联表C.2中4容器并联数不相等先并联后串联表C.2中5电流保护并联后串联，四个臂中电容器的串、并联数相等先并联后串联表C.2中6先并联后串联表C.2中实例编号单台接线(每相)元件接线kU或I。/IBp电压电压1例1-133并1串4相间1.01285354见图7,M=6,M₁=35510并4串，每臂96见图8,N₂=45电压或电流整定值动作时间s说明1延时电流速断保护(3～5)倍电容器组额定电流2过电流保护(1.5～2)倍电容器组额定电流3过电压保护式中Ug为电容器组额定相间电压；XL为串联分路电抗器感抗；Xc为分路电容器组容抗。4(0.2～0.5)倍电容器组额定相间电压t'为要求配合的后备保护动作时间5不平衡保护(资料性附录)a)单一放电回路图E.1电容器组单一回路放电能量计算原理接线图对于单串段单台电容器全并联的回路，有一台电容器极间击穿，整个串段的电释放，见图E.1a)。置于绝缘台架上的电容器，电容器对壳击穿，则被短接的全部电容器的储能注入故障点，见图E.2b)。单一回路爆破能量计算公式见式(E.1)或(E.2)。b)串并联放电回路电路图见图E.2。C₂Uz=CzkUzK