電容器保護(hù)原理及功能

   兩段式相間過電流元件 ， 保護(hù)電容器組與斷路器之間的引線、絕緣子、套管間的相間短路故障，同時(shí)也可作為電容器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。

   電容器組回路一般不裝設(shè)電流速斷保護(hù)，因?yàn)樗贁啾Ｗo(hù)要考慮躲過電容器組合閘沖擊電流及對外放電電流的影響，其保護(hù)范圍和效果不能充分利用。

   過電壓保護(hù)原理及功能   由于系統(tǒng)負(fù)荷變化等原因，系統(tǒng)電壓也經(jīng)常變化。電容器輸出的無功功率和內(nèi)部有功功率損耗與兩端電壓的平方成正比，即Qc=ωCU2 P=ωCU2tgδ。當(dāng)運(yùn)行電壓過高時(shí)，箱殼內(nèi)的有功損失增加的很快，使電容器內(nèi)部產(chǎn)生的熱量超過電容器冷卻作用所能散到周圍空氣中的熱量時(shí)，熱平衡就被破壞，溫度升高，游離增大，使介質(zhì)老化，壽命降低。除造成電容器外殼膨脹外，由于熱擊穿發(fā)展，造成局部地方擊穿，易引起電容器爆炸。故電容器需裝設(shè)較完善的工頻過電壓保護(hù)，確保電容器在不超過最高允許電壓下和規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)運(yùn)行。

   國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電容器允許的工頻過電壓最大持續(xù)時(shí)間為：在1.1倍額定電壓下，可長期運(yùn)行；在1.15倍額定電壓時(shí)，每24小時(shí)可運(yùn)行30min；在1.2倍額定電壓時(shí)，為5min；在1.3倍額定電壓時(shí)，為1min。

為保證瞬時(shí)出現(xiàn)過電壓后，過電壓元件能可靠返回，過電壓元件宜有較高的返回系數(shù)，可取0.95(>0.98)。

過電壓元件電壓取自母線PT。為避免在母線單相接地時(shí)過電壓保護(hù)誤動，電壓采用線電壓。

由于電壓取自母線PT，為防止電容器未投入運(yùn)行時(shí)，母線電壓過高誤切電容器，過電壓元件中加有斷路器合位判據(jù)。   

低電壓保護(hù)原理及功能

   從電容器本身特點(diǎn)看，運(yùn)行中的電容器如果突然失去電壓，對電容器本身并無損害。但可能產(chǎn)生以下后果：①當(dāng)變電站電源側(cè)斷開、事故跳閘或電壓急劇下降時(shí)，如果電容器還接于母線上，則當(dāng)電源重合閘或備用電源自投后，母線電壓很快恢復(fù)，在電容器的殘壓還未降到0.1倍的額定電壓的情況下，就有可能使電容器承受高于1.1倍的額定電壓而損壞。②當(dāng)變電站斷電恢復(fù)時(shí)，若變壓器帶電容器合閘，可能產(chǎn)生諧振過電壓，使電容器損壞。③變電站斷電恢復(fù)的初期，若變壓器還未帶上負(fù)荷或負(fù)荷較少，母線電壓較高，也可能引起電容器過電壓。故加設(shè)低電壓保護(hù)，且其動作時(shí)限應(yīng)小于上級電源進(jìn)線重合閘或BZT的動作時(shí)限（變壓器保護(hù)或其它保護(hù)跳開母線進(jìn)線斷路器時(shí)，應(yīng)同時(shí)聯(lián)跳電容器，但若加設(shè)低電壓保護(hù)，且其動作時(shí)限整定適當(dāng)，可不聯(lián)跳電容器）。

   低電壓保護(hù)電壓取自母線PT，為防止電容器未投入運(yùn)行時(shí)，母線電壓過低誤切電容器，低電壓元件中加有斷路器合位判據(jù)。為避免在PT斷線時(shí)低電壓保護(hù)誤動，電壓采用線電壓，由軟件計(jì)算得出；且可通過控制字選擇是否經(jīng)有流閉鎖。

過負(fù)荷保護(hù).  

   電容器組的過負(fù)荷是由系統(tǒng)過電壓及高次諧波引起，按照國標(biāo)規(guī)定，電容器應(yīng)能在有效值為1.3倍額定電流下長期運(yùn)行，對于電容量具有最大偏差的電容器，過電流值允許達(dá)到1.43倍額定電流。

   由于按規(guī)定電容器組必須裝設(shè)反映母線電壓穩(wěn)態(tài)升高的過電壓保護(hù)，又由于大容量電容器組一般需裝設(shè)抑制高次諧波的串聯(lián)電抗器，故可以不裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。僅當(dāng)該系統(tǒng)高次諧波含量較高；或電容器組投運(yùn)后經(jīng)實(shí)測，在其回路中的電流超過允許值時(shí)，才裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，保護(hù)帶時(shí)限動作于信號。為與電容器的過載特性相配合，宜采用反時(shí)限特性。

單相接地保護(hù)原理和功能

   并聯(lián)電容器組是否要裝設(shè)單相接地保護(hù)，要根據(jù)電容器組所在電網(wǎng)的接地方式來確定。對不接地系統(tǒng)，電容器組中性點(diǎn)又不直接接地，不管電容器組放在絕緣支架上還是放在地上，都不是網(wǎng)絡(luò)自然電容的組成部分，故可不再裝設(shè)單相接地保護(hù)。目前我國在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，并聯(lián)電容器裝置的接線常為Y接線或雙Y接線。高壓和超高壓和超高壓中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或直流輸電系統(tǒng)交流側(cè)的并聯(lián)電容器裝置，一般采用Y0接線。

反映電容器組內(nèi)部故障的不平衡保護(hù)

    大容量的并聯(lián)電容器組，是由許多單臺電容器串、并聯(lián)（一般為先并后串）組成。一臺電容器故障，由其專用的熔斷器切除，而對整個電容器組無甚大影響，因?yàn)殡娙萜骶哂幸欢ǖ倪^載能力，且在設(shè)計(jì)中進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，一般均留有適當(dāng)裕度。但當(dāng)多臺電容器故障并切除后，就可能使留下來繼續(xù)運(yùn)行的電容器嚴(yán)重過載或過電壓（電容器切除后，故障段容抗增大，端電壓隨之升高可能>1.1額定電壓）而受損害，故需考慮保護(hù)措施，常用不平衡保護(hù)。保護(hù)的原理是反應(yīng)一組電容器中健全部分與故障部分之間的差異（電流或電壓）。電容器組的接線方式（三角形、星形和雙星形）不同，構(gòu)成不平衡保護(hù)的方式也不同。常用的保護(hù)方式有：零序電壓保護(hù)（開口三角電壓保護(hù)）、中性點(diǎn)不平衡電壓或電流保護(hù)、電壓差動保護(hù)、電橋差電流保護(hù)。所謂電容器組的零序電流平衡保護(hù)，就是在星形接線的兩組電容器的中性點(diǎn)連線上安裝零序電流互感器和零序電流繼電器。這樣，當(dāng)某一相的電容器在運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，由于中性點(diǎn)上產(chǎn)生零序電流，零序電流互感器就會起動零序電流繼電器，使開關(guān)跳閘，從而可以斷開電容器組，防止故障繼續(xù)擴(kuò)大。)

   放電線圈適用于35kV及以下電力系統(tǒng)中, 與高壓并聯(lián)電容器組并聯(lián)連接,使電容器從電力系統(tǒng)中切除后的剩余電荷迅速泄放,電容器的剩余電壓在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到要求值.帶有二次線圈,可供線路監(jiān)控.

   放電線圈是電容柜常用的放電元件，有時(shí)放電線圈會用放電PT代替，電容器放電采用放電線圈還是電壓互感器主要看電容器的容量，一般小容量電容放電用電壓互感器即可，大容量電容肯定要用放電線圈。

在電容器停電時(shí)，放電線圈作為一個放電負(fù)荷快速泄放電容器兩端的殘余電荷，標(biāo)準(zhǔn)上高壓好象是要求退出的電容器在5秒之內(nèi)要使其端電壓小于50V。

   在運(yùn)行時(shí)放電線圈作為一個電壓互感器使用，其二次繞組常接成開口三角，從而對電容器組的內(nèi)部故障提供保護(hù)（不能用母線上的PT）。我們常說電容器組的開口三角形保護(hù)、不平衡電壓保護(hù)，零序不平衡保護(hù)實(shí)際就是這種保護(hù)。而此種保護(hù)大量地用在10KV的單Y接線的電容器組中。