10kV并联电抗器合闸过电压的计算与分析 (3)
一起10kV电抗器故障分析及防范措施
一起10kV电抗器故障分析及防范措施电抗器是电力系统中常用的无功补偿设备，其作用是通过调节无功功率来维持电力系统的电压稳定。
电抗器也会发生故障，导致电力系统不稳定甚至发生故障。
本文将就10kV 电抗器的故障原因进行分析，并提出防范措施。
一、故障原因分析1. 过电流故障：过电流故障是电抗器故障的主要原因之一。
主要包括内部故障和外部故障两种情况。
内部故障主要是电抗器内部元件损坏，如电容器短路、绕组断线等。
外部故障主要是由于电力系统的瞬态电压或瞬态电流过大造成的。
2. 过电压故障：过电压故障是电抗器故障的另一主要原因。
当电力系统发生短路、放电等事故时，会产生过电压，导致电抗器的电压超过额定值，造成电抗器故障。
二、防范措施1. 定期检查维护：对电抗器进行定期检查，及时发现故障隐患，采取相应的维修措施，确保电抗器正常运行。
2. 使用保护装置：为电抗器安装过电流、过电压等保护装置，当电抗器发生故障时，及时切除电抗器，避免故障扩大。
3. 提高电抗器的质量：在选购电抗器时要选择质量好、可靠性高的产品，并严格按照产品要求进行安装和使用，避免因产品质量问题造成故障。
4. 加强运行管理：建立健全的运行管理制度，加强对电抗器的运行状态进行监测和检测，及时发现故障迹象，并采取相应的措施进行处理。
5. 进行故障分析：对发生故障的电抗器进行仔细的故障分析，找出故障原因，并针对性地制定修复方案。
电抗器故障对电力系统的稳定运行有很大影响，需要加强对电抗器的管理和维护，及时发现故障隐患，并采取相应措施进行处理，以保证电力系统的安全稳定运行。
在使用过程中要严格按照产品要求进行操作，确保电抗器的质量和可靠性。
10KV继电保护整定计算
继电保护整定计算一、10KV 母线短路电抗已知10母线短路参数：最大运行方式时，短路容量为MVA S d 157)3((max)1.=，短路电流为KA U S I e d d 0647.91031573)3((max)1.)3((max)1.=⨯=⋅=，最小运行方式时，短路容量为MVA S d 134)3((min)1.=，短路电流为KA U S I e d d 7367.71031343)3((min)1.)3((min)1.=⨯=⋅=，则KA I I d d 77367.7866.0866.0)3((min)1.)2((min)1.=⨯==。
取全系统的基准功率为MVA S j 100=，10KV 基准电压KV U j 5.101.=，基准电流为KA U S I j jj 4986.55.10310031.1.=⨯=⋅=；380V 的基准电压KV U j 4.02.=，基准电流是KA U S I j jj 3418.1444.0310032.2.=⨯=⋅=二、1600KV A 动力变压器的整定计算（1#变压器， 2#变压器）已知动力变压器量MVA S e 6.1=，KV 4.010，高压侧额定电流A U S I He eH e 38.9210316003..=⨯=⋅=，低压侧额定电流 A U S I L e eL e 47.23094.0316003..=⨯=⋅=，变压器短路电压百分比%5.4%=s V ，电流CT 变比305150==l n ，低压零序电流CT 变比0n 。
变压器高压侧首端最小运行方式下两相断路电流为KA I d 38.6)2((min)2.=1、最小运行方式下低压侧两相短路时流过高压的短路电流折算到高压侧A I d 1300)`2((min)3.=2、最大运行方式下低压侧三相短路时流过高压的短路电流折算到高压侧A I d 1500)`3((max)3.=3、高压侧电流速断保护电流速断保护按躲过系统最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流来整定，保护动作电流 A n I K K I l d jxk j dz 6530150013.1)`3((max)3..=⨯⨯== 对应值75A 保护一次动作电流 KA K n I I jx l j dz dz 95.113065.=⨯== 电流速断保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流校验227.395.138.6)2((min)2.>===dz d lm I I K 电流速断保护动作时限取0秒。
10KV配电系统继电保护常用方案及整定计算
10KV配电系统继电保护常用方案及整定计算常用的10KV配电系统继电保护方案包括：1.过电流保护：过电流保护用于检测系统中的短路故障，当故障发生时，继电器会发送信号切断电流，以保护设备的安全运行。
过电流保护可分为短路过电流保护和过负荷过电流保护两种方式。
短路过电流保护是通过检测电流的大小和时间来确定是否存在短路故障，常用的短路过电流保护方案有：-电流互感器继电器保护方案；-电流互感器和保护自动重合闸方案。
过负荷过电流保护是通过检测负载电流的大小和时间来确定是否存在过负荷故障，常用的过负荷过电流保护方案有：-时间-电流保护方案；-倍数-时间保护方案。
2.过电压保护：过电压保护用于检测系统中的过电压故障，当电压超过设定值时，继电器会触发保护措施，以避免设备受损。
常用的过电压保护方案有：-欠功率保护；-欠电流保护；-欠频保护。
3.功率方向保护：功率方向保护用于检测电力系统中的功率流向，并判断是否存在逆功率流问题。
常用的功率方向保护方案有：-电压方向保护；-电流方向保护。
整定计算是为了确定继电保护装置的参数，使其能够准确地检测并排除系统故障。
整定计算主要包括以下几个步骤：1.确定故障电流和故障电压：通过计算或测量确定系统故障电流和故障电压的大小。
2.确定保护装置的故障区间：根据故障电流和故障电压的大小，确定保护装置的故障区间，即保护装置能够检测到的故障电流和故障电压的范围。
3.确定保护装置的动作时间：根据保护装置的灵敏度和系统的可靠性要求，确定保护装置的动作时间。
动作时间应能够及时切除故障电流，同时避免误动作。
4.确定保护装置的保护范围：根据系统的性能要求和可靠性要求，确定保护装置的保护范围，即保护装置对于故障的检测范围。
5.确定保护装置的整定参数：根据以上步骤的结果，确定保护装置的整定参数，包括动作电流、动作时间等参数。
综上所述，10KV配电系统继电保护常用方案包括过电流保护、过电压保护和功率方向保护等。
并联电抗器操作过电压分析及处理措施
并联电抗器操作过电压分析及处理措施摘要：近年来浙江220kV变电站发生了多起低压并联电抗器投切时引起操作过电压，导致设备绝缘损坏的事件。
本文通过探究低压并联电抗器投切时产生操作过电压的机理，分析了各种抑制措施的效果，并对改造和运维提出建议。
关键词：并联电抗器；操作过电压；0.引言近年来浙江变电站投切并联电抗器回路操作过程中发生多起过电压，造成如开关柜炸裂、所用变烧毁、主变出口短路等事故，并引起母线失电、全站交流失电等更加严重的扩大事故。
因此投切电抗器回路时引起的操作过电压对设备绝缘的事故已经是一个不能忽视的问题。
开断并联电抗器过电压机理分析经过多年的探索，国内外学者对于断路器分断小感性电流负载操作过电压的过程、机理、成因已达成一些基本共识，即：断路器分断感性负载时会产生三种形式的操作过电压：截流过电压、多次重燃过电压以及三相同时开断过电压（虚拟截流过电压）。
断路器首开相的复燃对负载侧能量是补充而不是释放，产生电压级升效应，导致复燃连续发生首开相复燃。
暂态电流叠加到后两相电流上，引起后两相电流出现高频过零熄弧，引发等效截流，引发猛烈过电压（对电抗器是截流，对于开关是高频电流过零熄弧）。
等效截流时电抗器电流均在100A以上，引发极其猛烈的过电压，理论峰值可超700kV，由于避雷器及断口击穿限制，实际过电压强度：并抗侧相对地过电压：100kV（避雷器操作波水平）；并抗侧相间过电压：200kV左右（2倍相对地过电压）；电抗器匝间过电压：150kV左右。
母线侧（空母线）相对地过电压：100kV 左右，相间过电压在200kV左右。
最主要威胁是空母线系统母线侧相间过电压（200kV，对外绝缘最薄弱的35kV环氧浇铸干式所变构成严重威胁）。
220kV变电站35kV并联电抗器现场投切试验通过实测空母线前置真空断路器开断、空母线前置SF6断路器开断（35kV）、空母线前置SF6断路器（110kV）、空母线中性点断路器开断，母线带出线情况下原位置真空断路器开断、母线带出线情况下原位置相控真空断路器开断、电抗器侧加装相间避雷器等系统配置方式下的过电压情况，可以验证各种过电压抑制手段的实际效果。
10kV干式空心并联电抗器技术规范
10kV干式空心并联电抗器通用技术规范1本规范对应的专用技术规范目录210kV干式空心并联电抗器采购标准技术规范使用说明1、本标准技术规范分为通用部分、专用部分。
2、项目单位根据需求选择所需设备的技术规范，技术规范通用部分条款及专用部分固化的参数原则上不能更改。
3、项目单位应按实际要求填写“项目需求部分”。
如确实需要改动以下部分，项目单位应填写专用部分的表6“项目单位技术差异表”并加盖该网、省公司物资部（招投标管理中心）公章，与辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会：①改动通用部分条款及专用部分固化的参数；②项目单位要求值超出标准技术参数值；③需要修正污秽、温度、海拔等条件。
经标书审查会同意后，对专用部分的修改形成“项目单位技术差异表”，放入专用部分中，随招标文件同时发出并视为有效，否则将视为无差异。
4、对扩建工程，项目单位应在专用部分提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。
5、技术规范的页面、标题、标准参数值等均为统一格式，不得随意更改。
6、投标人逐项响应技术规范专用部分中“1 标准技术参数表”、“2 项目需求部分”和“3 投标人响应部分”三部分相应内容。
填写投标人响应部分，应严格按招标文件技术规范专用部分的“招标人要求值”一栏填写相应的招标文件投标人响应部分的表格。
投标人填写技术参数和性能要求响应表时，如有偏差除填写表7“技术偏差表”外，必要时应提供相应试验报告。
7、专用技术规范中表1“标准技术参数表”中的“标准参数值”栏是标准化参数（对应于正常的使用条件），不允许项目单位和投标人改动。
项目单位不能在表1中对参数做任何修改（包括里面有“项目单位填写“字样）；表1中若有“项目单位填写“项，项目单位应在表7中给出；投标人应在表1中“投标人保证值”一栏逐项填写且应在表7中填写相应的响应值。
3目录1 总则 (1)1.1 一般规定 (1)1.2 投标人应提供的资质文件 (1)1.3 投标人应提供的技术文件 (1)1.4 标准与规范 (3)2结构及其他要求 (3)2.1结构、材料要求 (3)2.2铭牌 (4)2.3电气一次接口 (4)2.4 电气二次接口 (6)2.5 土建接口 (6)3 试验 (1)3.1 例行试验 (1)3.2 型式试验 (1)3.3 特殊试验 (1)3.4 现场试验 (1)4 安装要求 (1)41 总则1.1 一般规定1.1.1投标人应具备招标公告所要求的资质，具体资质要求详见招标文件的商务部分。
电抗器计算公式和步骤
电抗器计算公式和步骤S=*U*I4%X=4/S*91.铁芯直径DD=K PZcmK—50~58PZ-每柱容量kVA2.估算每匝电压ETET= f B SP X 10-4 VB —芯柱磁密~1 TSP-芯柱有效截面cm 23.线圈匝数W=U KM /(ET X 100)KM-主电抗占总电抗的百分数U—总电抗电压V4.每匝电压及铁芯磁密ET=U KM /(W 100)VBM=E T 104/ ( f SP )T5.主电抗计算选择单个气隙尺寸8 =~3 cm计算行射宽度EE=8 / n In ((H+ 8 ) / 8 )cmH—铁饼高度，一般5 cm计算行射面积SESE=2氐(AM+BM+2E)cm 2AM-叠片总厚度cmBM-最大片宽cm计算气隙处总有效截面积SM=SF / KF +SEcm 2SF-铁芯截面KF-叠片系数计算气隙个数n= f W2 SM )/(XN S KM K 106)XN-电抗Q计算主电抗XM= f W2 SM )/(n SX 108)如果X际XN KM/10(则往下进行，否则重新选择单个气隙长度, 重复上述计算。
6.漏电抗计算Xd= f W2 Sd p ) / (H X 108)QSd=2兀/3 F RF + n Rn2 - SF / KFp =1-2 X( RW-RO / (nX H)式中：F —线圈幅向尺寸cmRF-线圈平均半径cmRr—线圈内半径cmRV—线圈外半径cmRO—铁芯半径cmH—线圈高度cm总电抗XNXN =XM + XdQ附：串联电抗器参数与计算一基本技术参数1额定电压UN（电力系统的额定电压kV）额定电流113额定频率f4相数单相三相5电抗器额定端电压U1当电抗器流过额定电流时一相绕组二端的电压6电抗器额定容量P单相P=U1 11三相P=3 U1 117额定电抗XNXN二U1/I18额定电抗率XN%XN%二m 100 / (U1N并联电容器的额定电压U1N X n)二p x 100 / PN式中：U1N—并联电容器的额定电压kV n—并联电容器每相串联的台数PN—并联电容器的额定容量kVAR串联电抗器额定电抗率和额定端电压系电抗器额定端电压KV统额定 1 561电% % % %电压% % % 2% 压V36 V3V3V311/1V312/V31 3%111219620 23229稳态过电压：串联电抗器能在3V 2UN （峰值）下正常运行。
一起10kV电抗器故障分析及防范措施
一起10kV电抗器故障分析及防范措施10kV电抗器是电力系统中常见的电气设备，它主要用于电力系统中的无功补偿和电流限制。
在使用过程中，电抗器也会出现故障，影响电力系统的正常运行。
对10kV电抗器的故障进行分析，并采取相应的防范措施，对确保电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
一、10kV电抗器的故障类型1、绝缘故障电力系统中的10kV电抗器通常处于恶劣的工作环境中，长期受到高电压和高温的影响，会导致绝缘老化，绝缘强度下降，从而出现绝缘故障。
绝缘故障主要表现为漏电流增加、局部放电、绝缘阻抗下降等现象。
2、过载故障由于10kV电抗器在电力系统中的作用，可能会出现过载故障。
过载会导致电抗器过热，引起绕组短路、绝缘老化等故障。
3、外部损坏故障10kV电抗器在使用过程中，容易受到外部物理损害，比如机械振动、冲击、灰尘侵入等，会引起电抗器元件的断裂、破损等故障。
1、运行数据分析在对10kV电抗器进行故障分析时，首先要对电抗器的运行数据进行分析。
包括电抗器的额定电压、额定电流、温度上升情况等参数。
通过对运行数据的分析，可以初步推断出电抗器的故障类型和可能的原因。
2、现场检测与分析针对10kV电抗器发生故障的情况，需要进行现场检测与分析。
包括对电抗器的外部环境、绝缘状况、绕组温度、局部放电情况等进行检测和分析，以确定故障的具体位置和原因。
3、故障模式诊断针对不同类型的故障，需要采用相应的诊断方法。
比如针对绝缘故障，可以通过绝缘电阻测试、局部放电测试等手段进行诊断；针对过载故障，可以通过测量电抗器的温升情况来确定是否发生过载故障。
4、故障原因分析在确定了10kV电抗器的故障类型和具体位置后，需要进一步分析故障的原因。
可能的原因包括绝缘老化、过载运行、外部损坏等。
通过分析故障原因，可以为后续的防范措施提供参考。
1、加强绝缘监测针对10kV电抗器的绝缘老化故障，可以加强绝缘监测。
定期对电抗器进行绝缘电阻测试、局部放电测试等，及时发现绝缘问题，并进行绝缘处理或更换。
10千伏电抗器的电流计算
10千伏电抗器的电流计算
10千伏电抗器是电力系统中常用的电力设备之一，其主要作用是抑制电力系统中的谐波和过电压。
对于10千伏电抗器的电流计算，需要考虑多方面因素。
首先，需要考虑电抗器的额定容量和额定电压。
一般来说，10千伏电抗器的额定容量为几百千伏安，额定电压为10千伏。
在计算电流时，需要根据实际使用情况确定电抗器的负载率和功率因数。
其次，需要考虑电抗器的谐波阻抗。
由于电力系统中存在着各种谐波，因此电抗器的谐波阻抗对于计算电流非常重要。
在计算电流时，需要根据实际使用情况确定电抗器的谐波阻抗，并将其纳入计算公式中。
最后，需要考虑电抗器的损耗。
在实际使用中，电抗器会产生一定的损耗，这些损耗会对电流计算产生一定的影响。
在计算电流时，需要将电抗器的损耗纳入考虑，并将其纳入计算公式中。
综上所述，10千伏电抗器的电流计算需要考虑多方面因素，包括额定容量、额定电压、负载率、功率因数、谐波阻抗和损
耗等。
只有在考虑全面的情况下，才能得出准确的电流计算结果。
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10kV并联电抗器合闸过电压的计算与分析
印 华
（重庆电力科学试验研究院）
摘要：针对某些变电站出现的对10kV并联电抗器进行合闸操作时开关柜发生爆炸的事故，本文分析了并联电抗器合闸过电压产生的原因，并用EMTP对合闸过电压进行了理论计算。
计算结果表明，真空开关合闸时发生弹跳是合闸过电压产生的主要原因，阻容吸收装置对该类过电压有较好的抑制作用。
关键词：并联电抗器；真空开关；弹跳
1 前言
并联电抗器作为电网的无功补偿设备，对于稳定电压、提高供电质量有着重要的意义。
并联电抗器的投切也是电网中较为频繁的操作。
在投切电抗器的时候通常研究的是分闸时真空开关发生截流、重燃产生的过电压，而对合闸时产生的过电压研究较少[1-3]。
但是在某些变电站，对并联电抗器进行合闸操作时，发生了开关柜爆炸的事故。
为此，笔者专门针对并联电抗器合闸时产生的过电压进行了计算分析。
2 并联电抗器合闸过电压产生原因分析
在对电抗器进行合闸操作时，如果断路器触头同期性差，非全相合闸会产生一个电磁振荡过程，在一定的参数情况下还会产生谐振过电压。
如图1所示，A、B、C三相合闸时，如果合闸时间不一致，回路中就会存在电磁振荡的过程，如果电容和电感的匹配，还会产生谐振过电压。
对于某些质量不好的真空开关，在合闸的过程中，开关触头发生弹跳（震动），也会产生过电压。
开关触头的弹跳是指开关的触头发生了一个合上以后又分开，然后又合上的过程，或者持续合上又分开直至完全合上不再分开的过程。
在这个过程中触头分开的距离不大，断口的电弧会发生重燃，截留现象，回路中会产生高频的电磁振荡，产生过电压。
图1 电抗器回路示意图
3 计算结果及分析
利用电磁暂态仿真程序（EMTP），进行了10kV真空开关对并联电抗器进行合闸操作产生过电压的理论计算。
计算原理如下图所示。
图2 计算模型
计算中的主要参数如下：断路器的截断电流为3A；电抗器电感为42.5mL，杂散电容取10PF，配变的入口电容100pF，配变的电感取10mL。
计算结果如下所列。
185
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图3 开关同期合闸不发生弹跳的电压波形
（b ）电抗器侧
图4 开关不同期合闸（三相触头相差1ms）
不发生弹跳的电压波形
（a ）母线侧 A 相峰值大约为：16kV
图5 开关A 相触头发生弹跳的过电压波形
从上面的计算结果可以看出，开关发生弹跳是导致合闸过电压产生的主要原因。
本次的计算模型中，A 相触头发生弹跳，导致A 相开关的母线侧过电压约为16kV ，电抗器侧约为29kV 。
采用RC 阻容吸收装置和MOA 均能抑制截流过电压、多次复燃(重燃) 过电压。
但由于MOA 不能抑制开关开断后断口间暂态恢复电压的上升速度，因而抑制高频过电压的效果远不如RC 阻容吸收装置好。
并联RC 阻容吸收装置可限制电弧熄灭后加在开关触头上的暂态恢复电压，从而可限制开关复燃(重燃) 的发生。
一旦复燃(重燃)发生，电阻可起到衰减高频暂态过程的作用，电容可降低高频过程的频率，两者的联合作用可起到良好的限制复燃(重燃) 高频过电压的作用。
本次计算，采用的阻容吸收装置中，电容0.4μF ，电阻40Ω。
计算原理和结果见图6和图7所示。
图6 加入阻容吸收装置后的计算模型
（a ）母线侧
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（b ）电抗器侧
图7 加入阻容装置后开关A 相触头发生弹跳的电压波形
根据上面的计算结果来看，阻容能够很好的抑制此类过电压。
母线侧和电抗器侧均无过电压出现。
4 RC 装置抑制开断电容器过电压的讨论
真空开关切除并联电容器时，由于开关发生重燃会产生较高的过电压，如3（一次重燃）、5（两次重燃）、7（三次重燃）倍，以次类推的过电压。
切除并联电容器产生的过电压经常会导致开关柜的爆炸，对此类过电压的限制也一直是电力系统关心的问题。
在常规的保护方面采用三星形或者四星形接法的避雷器，如果采用RC 装置去吸收此类过电压，并不会有什么效果，仅仅只是在并联电容器中多并了一个带电阻的电容器而已。
但是如果采用一个更为合理的方法，在切除电容器发生重燃过电压时将这个电阻接入，由于电阻的阻尼作用，会降低过电压的频率和幅值。
下图是采用这种阻尼装置的接线回路图。
其原理是用电阻器R 与间隙串联成过电压阻尼装置，该装置并联在电容器组的串联电抗器两端。
当接通上述电容器组或切除电容器组时断路器发生重燃，作用在上述串联电抗器的电压超过间隙的击穿电压，间隙放电，便将与其串联的电阻器R 接入回路（并联在电容器组的串联电抗器上），该电阻器能消耗电磁振荡能量，阻尼回路中的过度过程，能抑制并联电容器上的过电压和涌流。
在过度过程结束时，串联电抗器上的电压降至电容器组稳态电压的百分之几到十几，间隙电弧熄灭，将电阻器从回路中断开，以减少该电阻器的损耗。
图8 电容器组过电压阻尼装置示意图
阻尼装置中的阻尼电阻，在过电压发生时接入电路，对过电压和过电流产生阻尼作用，抑制过电压和过电流的发展。
当阻尼电阻过大时，它流过的电流很小，对回路的影响也很小，相当于未接入阻尼电阻，不能产生阻尼作用；当阻尼电阻过小时，又相当于将电感短路，也不能起到阻尼作用。
因此，在一定的回路条件下。
必定有一个最佳电阻值，在此阻值可将电容器组的过电压或过电流降到可能的最低值，确保系统的稳定正常运行。
国内的很多单位对这种带阻尼电阻的阻尼装置作了大量的工作。
上世纪80年代，浙江省电力试验研究所等单位在电抗率低于1%的并联电容器组中应用阻尼装置(称为阻尼式限流器)以限制合闸涌流，阻尼系统暂态过程。
法国电力公司也在上世纪90年代将一类似装置用于并联电容器组保护来限制危险的操作过电压和合闸涌流。
均收到了不错的效果。
5 结论
真空开关发生弹跳是并联电抗器合闸过程中过电压产生的主要原因。
根据本次计算采用的参数，真空开关发生弹跳时，母线侧过电压约16kV （相对地），电抗器侧过电压约39kV(相对地)。
阻容吸收装置能够很好的抑制该类过电压。
本次模拟计算，采用电容0.4μF ，电阻40Ω的阻容吸收装置，真空开关发生弹跳时，母线侧和电抗器侧均无过电压产生。
并联在电容器的串联电抗器两端的阻尼器能够较好的抑制电容器合闸时产生的涌流和分闸时开关重燃产生的过电压。
参考文献
[1]余乐，黄建华,林启文.真空开关操作过电压及其防护
江[J].苏电机工程 ,2002,1(21):5～8 [2]时燕新. 真空断路器投切并联电抗器过电压实例研
究[J].华北电力技术, 2005,6 :5～8
[3]陈西庚. 断路器切合并联电抗器爆炸原因分析[J].
电力建设, 2003,5(24):10～11
188。