10kV无功补偿电容器组频繁跳闸保护的故障研究

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采用高压并联电容器进行无功补偿的方法是当前最简便、最经济的无功补偿形式,电网的安全稳定与可靠性与无功补偿电容器质量相关。然而,电容器故障发生率高,引起电容器故障的因素复杂,造成电容器故障原因分析困难。因此,对电容器不平衡保护进行分析,如何合理计算配置电容器保护,具有重要的理论意义和实用价值。  本文从实际配置出发,以现场分析、理论研究、仿真计算相结合方式,对高压并联电容器组中的不平衡保护频繁跳闸情况进行了研究,结合变电站实验对电容器故障进行了分析,发现整定值偏低和初始不平衡过大是引起保护跳闸的最可能因素。同时获得了保护的计算方法和不同故障状态下电容元件过电压的变化规律。本论文取得了如下成果:  ①针对电容器组不平衡保护频繁跳闸的情况,对重庆市某城区的电容器组进行归类统计,以具有代表性的电容器组为对象,经过仿真和实验发现整定值偏低和初始不平衡值过大是引起某城区并联电容器组跳闸的最可能原因。同时对故障电容器进行耐压试验和解剖,分析电容器内部构造和故障情况。  ②分析了10kV电容器的多种接线结构,对熔丝接线情况进行了对比。对两种常用的保护接线方式分别进行详细的理论推导,给出通用计算公式,同时对初始不平衡值进行了估算。  ③基于PSCAD/EMTDC软件建立仿真模型,仿真发现故障串段并联元件的过电压倍数和故障单元的过电压倍数均随熔丝断裂数目的增大而增大,相与相之间容差的不平衡会对初始不平衡值产生重大影响。将仿真值与理论值进行对比,验证了理论计算的正确性。  研究结论为电容器故障检测提供了新的思路,完善了并联电容器组不平衡保护的计算,解释了初始不平衡的影响因素。对电容器组的保护具有一定参考价值。
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