[实用新型]电容器组保护与状态监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种并联电容器和并联电容器组保护，尤其是高压并联电容器组保护与状态监测装置。

背景技术

我国高压并联电容器内部故障的后备保护(当采用内或外熔丝作为主保护时)或主保护(无熔丝保护时)，长期依据和实施现行国家标准6B50227-95《并联电容器装置设计规范》关于电容器内部故障方式配置中的以下规定：

6.1.2电容器组应装设不平衡保护，并应符合下列规定

6.1.2.1单星形接线的电容器组，可采用开口三角电压保护。

6.1.2.2串联段数为二段及以上的单星形电容器组，可采用电压差动保护。

6.1.2.3每相能接成四个桥臂的单星形电容器组，可采用桥式差电流保护。

6.1.2.4双星型接线电容器组，可采用中性点不平衡电流保护。

当电容器内部某元件发生击穿短路，或则引起内熔丝熔断隔离故障元件(设有内熔丝保护)，或则引起电容器内部部分串联段短路直至故障发展成全部短路(无熔丝保护)，或电容器内部部分或全部串联段击穿短路过电流引起外熔丝熔断切除故障电容器(设有外熔丝保护)。上述故障状态会造成电容器三相电容量不平衡，及电容器组中性点电位漂移。这样，或在与电容器连接的三相放电线圈的二次侧接成开口三角处会出现零序电压U₀(当采用上述第一种保护方案时)；或造成某故障相中不同串联段之间电容器不平衡而产生电压差ΔU(当采用上述第二种保护方案时)；或者造成某故障相桥臂之间电容量不平衡，而产生差电流ΔI(当采用上述第三种保护方案时)；或者造成双星形两臂之间电容量不平衡，在中性点连接线中出现不平衡电流I₀(当采用上述第四种保护方案时)。当相应保护继电器检测到U₀、ΔU、ΔI、I₀超过保护整定值时，保护动作跳闸，撤除发生故障的电容器组，从而避免事故扩大。通常可根据电容器组的容量与电压等级选用上述接线与保护方式，国内外迄今沿袭应用。

不平衡保护配合整定原则，遵照GB50227-95标准中的相关规定，采用外熔丝保护的电容器组，其中不平衡保护应按单台电容器允许过电压值整定；采用内熔丝保护和无熔丝保护的电容器组，其中不平衡保护应按电容器内部元件过电压允许值整定。

在电容器组无故障情况下，由于初始电容的不均衡(或相间，或某相的串联段之间，或某相的各桥臂之间，或双星形的两臂之间)，以及由于三相电源电压不对称平衡、保护用传感器性能偏差等等原因，对各种不平衡保护会造成不同程度影响，使开口三角电压保护和相电压差动保护产生起始不平衡电压，使桥式差电流保护和双星形中性点不平衡电流保护产生起始不平衡电流。为了防止保护发生误动作，根据现行电力标准DL/T584-95《3～110kv电网继电保护装置运行整定规程》中的有关规定，不平衡保护的整定值必须大于或等于1.5倍起始不平衡值。

现有不平衡保护存在以下主要问题：

1.由于现有不平衡保护装置只能选择与外熔丝，内熔丝和无熔丝保护其中的一种方式进行配合整定，如果外熔丝或内熔丝保护失效，则不平衡保护将失去预期的保护作用，致使电容器内部故障继续发展，甚至引发严重事故；

2.起始不平衡电压或起始不平衡电流的存在，不仅使保护整定值加大，而且可能使保护实际动作值减小(当电容器故障时预期保护动作值与起始不平衡的相位夹角在90°～270°之间时)；

3.发生对称性故障，不平衡保护不起作用；

4.现有保护装置缺少对电容器运行状态的实时监测，以及缺乏对电容器组的投切过程和故障跳闸过程的录波功能，以致对电容器装置运行状态分析，尤其是对电容器装置发生事故原因分析研究缺少基础依据。

实用新型内容

鉴于上述原因，本实用新型的一个目的是提供一种保护装置，该保护装置不仅可克服现有保护装置的弊端而且对电容器组运行状态实施实时监测，保障安全可靠运行。

本实用新型的另一个目的是摒弃传统的不平衡保护的原理与形制，提出一种保护方法，该方法建立以电容器组每相的原始容抗为基准，将实时监测与其比较，如某相容抗变化率超过允许值则令保护动作跳闸。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电容器组保护与状态监测装置，包括由高压并联电容器组、电抗器和断路器组成的串联支路，其特征在于：

所述高压并联电容器组的两端接电压互感器，所述串联支路中连接电流互感器，所述电压互感器的输出和电流互感器的输出送至一个控制器的输入，该控制器的输出控制所述断路器的通断；