6kV电容器不平衡电压保护误动现象的分析 刘勇
6kV电机低电压保护误动原因分析及改进
ｋ Ｖ Ｉ Ｉ Ａ段送风机 、 一次风机高压开关综合保护装置 及 控制 回路 断 电进 行 清扫 检 查 时 ， 凝 结 水 泵及 循 环 水 泵 高压开 关 突然跳 闸 ， 综合保 护装 置故 障灯亮 ， 查
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—１ ２— ２ ６ ； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ４— ０ ５— ２ ５
压整定值 ４ ０ Ｖ时 ， 断线闭锁条件不成立 ， 低电压 保护投入并经延时 ９ ｓ 正确动作跳闸。重新加入三 相正常电压 ， 每相 ６ Ｏ Ｖ ， 相角依然互差 １ ２ ０ 。 ， 断路器
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ ４ ５ １ 文献标志码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ４—１ ９ ５ １ （ ２ ０ １ ４） ０ ８— ０ ０ ４ ９— ０ ３
１ 电厂概况
宁夏 中宁发 电有 限 责任 公 司 （ 以下 简 称 中宁公
司） 总 装 机 容 量 为 ２×３ ３ ０ Ｍ Ｗ， 发 电机 出 口主 母 线
延 时跳 闸 。母 线 二 次 回路 一 级 空 气 开 关 （ 以下 简称 空 开 ） 采 用 ３个 单 联 空 开 ， 综 合 保 护 装 置 电压 采集 不设 二 级空 开 ， 直 接 由屏 顶 电压小 母 线 经 端 子
排 接人 ， 母线 Ｐ Ｔ二 次负载 配 置如 图 ２所 示 。
２ 事故经过
２ ０ １ ３— ０ ７— １ ０ ， 中宁公司 ２ 机组停机大修 ， 厂
用 工作 电源 Ｉ Ｉ Ａ段 由启 备 变 公 用 Ａ段 供 电 ， 电源 进 线 开关 ６ ２ ０ ２ Ａ分 ， ６ ２ ０ ９ Ａ合 。检 修 人员 在 对 厂 用 ６
探析大功率6kV电动机差动保护防误动措施
197中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.05 （下）电动机在实际运行过程中可能会出现问题，这将对电厂的整体发电造成不良影响。
在发电厂具体运行过程中，为了确保发电的稳定性，为人们提供稳定的电能，要对电动机进行差动保护，同时为了避免出现误动作，还要做好差动防误动，从而保证发电厂中电动机在实际运行过程中不会出现问题。
1 电动机电动机是一种将电能合理转换为机械能的一种合理设备。
在实际运行过程中，通过对通电线圈产生旋转磁场，并且将该磁场作用于转子，从而产生电动力扭矩。
依据应用的电源的差异，可以将其分为交流电机和直流电机2种，电力系统中的电动机以交流电机为主。
电动机在发电厂中应用时，受多方面因素影响，经常会出现问题，为了避免这些问题对发电厂的运行造成不良影响，要采取合理的措施对电动进行差动保护，目前差动保护会出现误动，这将对发电厂的整体运行造成不良影响，因此要从实际情况入手，做好电动机保护防误动作措施分析。
2 电动机差动保护误动作现象差动保护的制作依据“电路中流人节点电流总和等于零”。
正常状况下，流进的电流大小和流出电流的大小相等，此时，差动电流大小应当为零。
理论上在运行正常以及外部出现故障时，差动回路电流的大小应当为零。
但因为两侧电流互感器的具体特性受到外界因素限制，有可能会存在一定差异，因此电动机在正常运行和外部发生短路时，差动回路中将会出现不平衡电流过大现象，致使电动机在运行过程中出现保护误动。
特别是一些功率较大的厂用电切换时，在重启电机或抢合电机期间，差动保护无法实现可靠启动。
由此可见，应从实际情况出发，做好对电动机差动保护误动作发生原因的合理分析，并且要在该过程中，找到引起误动作的主要原因，及时找到相应的位置，对存在的问题加以解决，从而保证电动机运行的稳定性与合理性。
3 造成差动保护误动作的原因分析在保护电动机过程中，采用的差动保护用的互感器需要满足的条件如表1所示。
电容器组不平衡保护动作原因分析
薹 蘩 糍 疆 ； 叶 ： 新能源 、电能质量管理 Ｔ ｈ ｅ Ｎ ｅ ｗ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ， Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｑ ｕ ａ Ｌ ｉ ｔ ｙ Ｍ ａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ
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电容补偿装置不平衡保护频繁误动原因分析及解决办法
电容补偿装置不平衡保护频繁误动原因分析及解决办法一、误动原因分析1、电容器组内部故障造成电容量不平衡三相电容量严重不平衡造成电压不平衡保护动作。
究其原因大致有两类：第一类是由于电容器组本身制造工艺、产品质量以及长时间运行绝缘下降的原因导致电容量超标；第二类是由于电容器组单元内部的内熔丝熔断切断故障元件导致电容量不平衡。
不管是集合式还是组架式电容补偿结构，电容器单元里的单个元件都带有内熔丝，虽然单个元件故障时被隔离所引起电压、电流的变化很小，但造成其他运行元件承受的电压加大。
当遇到电网波动或暂态不平衡时故障元件扩大，同时，故障元件被内熔丝不断隔离，电容量不平衡不断加大，最终超出定值。
2、不平衡保护整定值偏低一般情况下，电容器组不平衡保护动作原因有：1)电容器一次接线错误。
当系统电压出现波动和不平衡时，中性点电位偏移，而使零序电压增大；2)电压定值选择不合理。
定值整定太低，不能躲过正常运行的不平衡电压；3)保护出口时间整定太短。
躲不过电容器组投入时产生的不平衡电压时间。
根据DL／T 584-2007《3～110kV电网继电保护装置运行整定规程》中的不平衡保护的计算公式，每相装设单台集合式电容器、电容器内部小元件按先并后串且有熔丝连接的电容器组，三相差压的计算按下式进行。
其中，K为因故障切除的同一并联段中的电容器小元件数；m为单台集合式电容器内部各串联段并联的电容器小元件数；n为单台集合式电容器内部的串联段数；Uex为电容器组的额定相电压(一次值)；Kv为过压系数；Klm为灵敏系数；Uch为开口三角零序电压(一次值)；Kpt为放电线圈的PT变比；Udx为保护整定值。
根据整定值的计算公式可以看出，变量主要是Kpt、Kv 和Klm。
Kpt选小了，对设备的安全运行不利，选大了，保护容易误动。
Kpt选错是影响定值低的原因之一。
同时在规程范围内过压系数Kv取值不同，灵敏系数Klm的取值不同，会使得保护动作定值相差很大。
6KV线路零序保护误动的简要分析
浅析6KV线路零序保护误动原因摘要：针对热电厂6KV不接地系统共配出17条线路，零序保护多次出现误动现象。
从零序互感器接线、零序电流保护定值计算、不接地系统发生单相接地电容电流分布情况三个方面进行了详细论述，提出解决措施，提高了供电线路的可靠性和稳定。
关键词：零序保护接地电流单相接地电容电流引言：北方铜业热电厂6KV供电系统为中性点不接地系统，共配出17回出线，4回厂用系统。
线路至用户处供电支路多、地形复杂、途中跨越铁路、树林、山峰，在雷雨季节、大风等恶劣天气时，单相接地故障发生率很高，在金属性实接地时其接地电流很小，不会破坏系统的对称性，一般允许其带故障继续运行1~2小时。
但也存在着较严重的缺点若发生间歇电弧接地时，在此暂态过程中非故障相电压会升高3.5倍U ph甚至更高的弧光接地过电压，很容易造成非故障相绝缘薄弱环节绝缘击穿，形成异相接地短路，损坏电缆、瓷瓶等供电设备，严重威胁配电线路的正常运行。
因此，零序保护动作的准确率尤为重要。
北方铜业热电厂零序电流保护是利用故障线路的零序电流比非故障线路零序电流大的特点来实现选择性的保护。
就是在每条线路的出线侧安装零序CT，配以零序电流继电器使用。
发生单相接地时，零序继电器动作于信号光字，选出故障线路。
但热电厂多年来一直都存在这样一种现象，一旦有一条线路发生单相接地后，会多条线路零序继电器动作，且不能恢复。
只能采取将所有出现光字信号的线路逐次拉断，当零电压消失时，该线路为故障线路。
这样的选线方式，在两条线路同时出现接地时根本无法选出，曾发生一起这种故障现象，只能同时拉断多条线路，严重降低了供电可靠性，保证不了用户的正常生产，给用户造成很大的损失。
为此，经过多方面查找，存在有以下几种缺陷，影响了保护的可靠性。
一、线路在正常运行及停电情况下，零序光字保护误动的原因分析。
热电厂扩建后加设了4条线路，其中2两条线路频繁出现上述现象。
为查找原因，我们从二次接线、继电器、一次接线查起。
电力电容器组不平衡电压保护动作原因分析及故障诊断
电力电容器组不平衡电压保护动作原因分析及故障诊断摘要：在变电站中,电容器组三相电容量变化不一致,是导致电容器组不平衡电压保护动作最重要的原因之一,也是最常见的原因。
当电容器组发生跳闸,不应进行重合闸,必须查明确切的原因,排除故障。
另外,运行人员也应加强对电容器的红外检测,及时发现潜在隐患,减少电力事故的发生。
关键词：电力电容器组；不平衡电压；保护动作；原因；故障诊断1电容器结构及其对应保护三相单星型不接地型式的电容器组一般配置有两段式过流保护、低电压保护、过电压保护和不平衡电压保护，以应对不同的故障。
220kV甲变电站的10kV母线接线方式如图1所示，2台主变分别通过甲101与甲102带10kV西母线和10kV东母线，10kV母联分位运行。
甲容1开关柜内的电流互感器共引出2组电流绕组，一组是保护级别，另一组是测量级别。
同时，电容器保护逻辑中的过电压保护和低电压保护所用三相电压采用甲10西表转换后经过屏顶小母线传输的母线电压。
图1甲变电站10kV运行方式10kV电容器的差压保护接线如图2所示，C1、C2分别为单相电容器组的上、下节电容；L为电容器组的电抗器；n为放电线圈的变比；Um为系统一次电压；Ucy为单相电容器的差压二次值。
差压保护接线共有3组，每组2根信号线经过放电线圈至端子排，再连接到保护装置。
图210kV电容器差压保护接线示意图2电容器组不平衡电压保护动作原因2.1三相放电线圈性能不一致放电线圈是并联在系统中,其一次侧与电容器的抽头相连接,用于测量某一部分电容器的电压。
当放电线圈一次或者二次线圈发生断线或者短路的情况下,其变比会发生变化,此时放电线圈的二次电压也会发生变化,当三相放电线圈的二次电压变化不一致时,便会产生不平衡电压,引起保护动作。
2.2电容器组三相电容量不平衡中性点不接地的星型接线电容器组,当三相电容器组电容值不平衡时,运行中会产生电压分布不均的情况。
电容值小的一相或承受较高的电压,并随着电容值不平衡加大,电压分布不均的情况也随之加大。
浅析6KV线路零序保护误动原因
现象：每当有一条故障线路接地时 ，均会有多 条线路零序保护动作。运行人员将所有 出现不 能恢 复 的光字信 号 的线 路逐 次拉 断，当 零 电 压消 失时 ，判断 线路 为故 障线 路。这 样 的选 线方式，在多条线路同时出现单相接地时根本 无法选 出。严重降低了供 电可靠性 ，很难保证 用户的正常生产，给用户造成很大 的损失 。将
决。
ＫＭ 。架 空 线 共 长 ９ ６ ． ２ ＫＭ ，共 １ ． ９ ２ Ａ。 两 台 发
电机各 用 ４根 ＹＪ ｖｌ ８ ５电缆 ，总长 １ ． ６ ＫＭ， 电 容 电流 为 １ ． ６ １ ． ３ ＝ ２ ． ０ ８ Ａ。６ ＫＶ 电缆 与 架 空线 电容 电流之和 为 ２ ３ ． ０ ７ ＋ ２ ． ０ ８ ＋１ ． ９ ２ ＝ ２ ７ ． ０ ７ Ａ。 电 力设备所 引起 的电容 电流增值为 电缆和架空线 路 电容 电流 之和 的 ｌ ８ ％。即 ６ ＫＶ系 统单相 接 地时总 的电容 电流 Ｉ 为 １ ． １ ８ ＊ ２ ７ ． ０ ７ ＝ ３ １ ． ９ ４ Ａ。 （ １ ）线路零序 电流保护装置 一次动 作 电 流应躲过线路本身 的电容 电流 。
出 现 接 地 时 间 ２ ０ １ ３年 ６月 ２ ８日
接 地 光 字 动 作 线 路 名 称 ５ ０ １ 、５ ０ ９ 、５ １ ５ 、５ ０ ４ 、５ ｌ ８ 、５ ３ ３ 、５ ３ ６
接 地 相 故障 线 路名 称 Ｂ 相 ５ ３ ６
２ ０ １ ３年 ７月 １ ８日 ２ ０ １ ３年 ８月 １日 ２ ０ １ ３年 ８月 ２日
热 电厂 采 取 的 是 无 时 限 告警 ， 取 ４ 。 （ ２ ） 按 保 证 零 序 保 护 灵 敏 系 数 大 于 ２选 取 时 ， 该 动 作 电流 即Ｉ ｏ Ｐ ｓ（ Ｉ ｃ ∑ 一 Ｉ ｃ ｘ ）／ ２ （ 公式二 ） Ｉ Ｃ Ｅ： 电 网 的总 单 相 接 地 电容 电流 Ａ 如 表 ２所 示 零 序 动 作 电 流 在 公 式 满 足 公 式 一 ， 必 须 大 于 表 格 倒 数 第 二 行 数 值 ，而 实 际 运行 中 ５ ０ １ 线 路 零 序 保 护 定值 一 次 设 为 Ｉ Ｏ Ａ。 若 其 它 线 路 发 生 单 相 接 地 ，其 本 身 电容 电 流 己
电容器不平衡保护动作情况浅析
电容器不平衡保护动作情况浅析发表时间：2015-12-22T11:34:24.313Z 来源：《电力设备》2015年5期供稿作者：杨志学杨楠[导读] 国网天津电力城南供电分公司变电站内的电容器故障频繁发生，影响电网运行的安全稳定性，也增加了相关检修人员的工作量。
杨志学杨楠（国网天津电力城南供电分公司天津 300201）摘要：电容器不平衡保护是电容器组故障的主要保护，介绍了电容器组不平衡保护的作用与方式，列举出了不平衡保护的几种典型动作原因，说明了安装质量与实际故障设备对电容器不平衡保护的影响，为处理电容器组故障提供了依据。
关键词：电力电容器；不平衡保护；动作引言变电站内的电容器故障频繁发生，影响电网运行的安全稳定性，也增加了相关检修人员的工作量。
并联电容器的故障与其制造水平、使用条件以及控制保护装置工作的可靠性等有关，正确分析电容器的故障情况，对提高电网可靠性及电力企业和社会的经济效益都有很大的作用。
1 电容器组不平衡保护电容器发生故障后，将引起电容器组内部相关的两部分之间的电容量不平衡，利用这种不平衡形成的电流差或电压差就构成了电容器组不平衡保护[1]。
电容器组故障最显著的特点是电容器电压升高，一旦超过允许值不平衡保护将动作，切除整组电容器，达到将故障隔离从保护电容器的目的。
对于常用的单台电容器内熔丝与继电保护配合的保护方式，电容器不平衡保护的整定值通常按故障电容器内部正常元件的过电压不超过1.1倍允许值来确定。
不平衡保护主要作用如下：（1）熔断器将故障电容器切除后，余下的电容器上的过电压值只要不超过整定值，电容器组就可以在缺台的条件下继续运行；否则跳开开关，切除整组电容器。
（2）当故障电容器未被熔断器切除时，不平衡保护将作为后备保护使整组电容器退出运行。
根据电容器组不同的接线方式，不平衡保护也有不同的类型。
2 不平衡保护的方式不平衡保护方式[2]有：单星形接线的电容器组可以采用开口三角电压保护；串联段数在两段及以上的单星形电容器组可以采用相电压差动保护；每相能接成四个桥臂的单星形电容器组可以采用桥式差电流保护；双星形接线电容器组可以采用中性点不平衡电流保护。
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6kV电容器不平衡电压保护误动现象的分析刘勇
发表时间：2018-05-30T10:02:58.647Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：刘勇
[导读] 摘要针对最近两年我厂35/6kV变电所电容器频繁出现不平衡电压跳闸现象，根据故障现象、SOE报文、故障录波等数据，对不平衡跳闸原因进行分析和探讨，得出由于放电线圈铁磁饱和所造成，并通过试验和测量给出了整改措施。
（大庆油田有限责任公司第二采油厂黑龙江大庆 163000）
摘要针对最近两年我厂35/6kV变电所电容器频繁出现不平衡电压跳闸现象，根据故障现象、SOE报文、故障录波等数据，对不平衡跳闸原因进行分析和探讨，得出由于放电线圈铁磁饱和所造成，并通过试验和测量给出了整改措施。
关键词：电容器；不平衡电压；放电线圈；铁磁饱和；分析
一、前言
因电网容量增加和老区改造的需要，我厂对17座35/6kV变电所的放电线圈进行了更换。
但是，自更换以来，先后出现了19次电容器组不平衡电压跳闸的现象，我们对各变电所的电容器组进行了长期的跟踪分析后认为，电容器组差动保护用放电线圈的故障是引起电容器组不能正常投运的主要原因之一。
二、电容器组的不平衡电压保护
电容器发生故障后，由于熔断器熔断，将故障电容器切除，从而引起电容器组三相电容值不平衡而产生电压不平衡，经放电线圈变换后，放电线圈二次侧的开口三角产生不平衡电压信号，动作于开关跳闸。
原理图如图1所示，放电线圈一次绕组与电容器并联作为放电线圈，二次线圈中的一组接成开口三角。
在正常运行时，三相电压平衡，开口三角电压值为零，当某相电容器因故障切除后，三相容值不平衡导致电压不平衡，开口处出现电压差，利用这个电压差来启动保护装置，动作于开关跳闸。
图1电容器组的不平衡电压保护
三、频繁不平衡电压动作原因分析
我们对不能正常投运的电容器组进行故障分析统计。
所有的不平衡电压跳闸中：电容器损坏引起的不平衡电压动作占10.5%；放电线圈内部有短路，一次侧直流电阻超差占21%，常规试验项目数据正常，但差动保护仍误动作68.5%。
由此可见不明确故障率很高，由于差动保护直接接于放电线圈二次侧，因此我们把研究的重点放在放电线圈上。
经过分析，原因有如下三点：
1、一、二次线圈间的电压比误差偏大
线圈L1、L2上的电压，在运行中一般是相等的。
但如果两个线圈的一、二次侧的电压比出现了差异，相应会引起二次侧电压差值偏大。
2、铁芯在运行电压下饱和，引起线圈伏安特性的非线性化
设备在6kV电压下长期运行，有可能会给铁芯造成剩磁，使铁芯饱和，引起线圈伏安特性的非线性化，继而导致线圈一、二次侧感应电压的严重不相等，引起二次侧电压差值的增大。
3、放电线圈间的角差引起差动电压偏大
放电线圈二次侧电压的相角取决于一、二次线圈之间的耦合系数。
在放电线圈的内部构造中，特别是有两个独立铁芯的，因为线圈位置的不同，线圈间的电磁耦合系数也各有不同。
即使二次侧的感应电压在数值上完全相等，但它们的相角差却有可能不为零。
二次侧电压角差引起的二次压差如图2所示。
图2二次电压角差引起的二次压差
这里，我们可以排除1、3原因，因为在68.5%不明原因跳闸的不平衡电压动作电容器中，再次合闸送电后80%可以继续投入运行，但是，过一段时间又会出现不平衡电压跳闸。
如果是放电线圈存在一、二次线圈变比误差或角差，那么会在4.2S（不平衡定值时间）内跳
闸，而这些放电线圈都可以运行一段时间再跳闸，所以可以判断可能是放电线圈铁芯饱和引起伏安特性非线性化造成。
为了验证我们的判断，我们对放电线圈做了如下三个试验项目：
1、用变比电桥测量其一、二次间线圈电压比；
2、空载电流和伏安特性试验项目；
3、用示波器测量此角误差。
通过以上三个试验我们发现，放电线圈的一、二次线圈变比误差和二次角差均在允许范围以内，而测得的伏安特性曲线如图.3所示。
为此，我们采用了在放电线圈的一次侧加模拟运行电压，在二次侧按差动继电器结线原理，接上电压表，直接进行读数的测量方法。
在试验中，发现了所有放电线圈，二次侧电压差值超过了保护整定值4.2V。
在更换了一只差压值为3V的放电线圈后，电容器组投运成功。
图3铁芯非线性化引起的二次压差
四、应对措施
根据1998年发布实施的电力系统行业标准，DL/T653－1998《高压并联电容器用放电线圈订货技术条件》中规定，对设备验收，试验人员一般只需进行绕组绝缘电阻和直流电阻的测量。
而这种伏安特性非线性化的情况，根据绝缘电阻和直流电阻无法判断其好坏，投运后便会出现上述不平衡电压误动的情况，所以，在以后的工作中，当我们的电容器频繁出现不明原因不平衡电压动作时，需要同时进行比差值测量（标准规定不超过±0.5％或±1％），空载电流及励磁特性测量等试验项目。
这些参数，可能会因为设备的运输颠波造成线圈松动、长期满负荷运行引起铁芯有剩磁、各种过电压冲击造成内部短路等原因，而发生变化，相应的，就可能引起线圈二次侧差压值超标，而导致不平衡电压保护误动。
五、结束语
在油田6kV电网中，所有变电所均安装有电容器集中补偿装置，此类现象的出现，对供电可靠性、电压质量、节约电能都产生了一定的影响。
并且故障原因不易发现，上面是针对我厂出现的不平衡电压误动现象的分析和探讨，希望能给大家带来一些启示。
参考文献
[1]华北电业管理局.变电运行技术问答[M].中国电力出版社，1997.
[2]中华共和国能源部.进网作业电工培训教材[M].辽宁科技出版社，1992.
[3]李建明朱康.高压电气设备试验方法[M].中国电力出版社，2000.
作者简介
刘勇，男，1985年1月出生，大学本科，工程师，大庆油田第二采油厂从事6kV油田电网检修、维护工作。