胡晓妍 闫成林 山西晋中地区电业局(榆次 030600)
所谓相电压差动保护,即是每相由两节电压相等的电容器串联后所组成的电容器组,每相设置一台一次线圈带中间抽头,并带两个二次线圈的专用放电线圈,其次线圈按差电压方式接线,此后接一个电压继电器,构成了相电压差动保护。 如图1的单星形接线,电容器组每相由M台小电容器并联成段,而由N段串联而成,每台小容器又由m个元件并联,每个元件都有单独的熔丝,当某一元件故障时,由其本身的熔丝熔断,将该元件切除,而完好的元件仍继续运行,由于正常运行时,各段电容量相等,两放电线圈的二次出现差电压,当一段中断开k个元件后而使运行元件的端电压超过其允许值时,即由相差动保护将电容器组切除,以保证电容器组的安全运行。 1 中性点零序电压 正常时电容器组各相电压和电源电压存在以下关系即:
式中: A、B、C为电源电压(故障前相电压) a、b、c为相电压降(故障后相电压) N为中性点电位。
图1 电容器组的单星形接线(以A相为例)
各相电容器电流
由于电容器为星形接线,中性点不接地三相电流向量和为零,即:
因此得到:
于是求得:
①
2 切除k个元件后,故障相故障节的电压 以A相为例,切除k个元件后 故障相阻抗为: 式中-jxc为一元件电抗 健全相阻抗为 设Za=Zg Zb=Zc=Ze 由式①并假定电源电压三相对称,即: 所以中性点零序电压 于是得到故障相电压为 而故障相故障节切除k个元件后电容器电压 故障前每节电容器的正常电压为 于是得到故障电压与正常电压的比 将前述的Zg及Ze代入上式得到
②
再将代入上式中于是得到故障切除k个元件后故障节健全电容器上的电压为 3 以A相故障N=2为例求故障相的 故障节与正常节的电压差计算
所以出现差电压
4 一段中允许切除的元件数k值计算 设 代入②得 求得 ③ 5 继电器动作值的整定 保护整定值按故障切除k个元件后出现的差电压值整定,并有一定的灵敏度 即:
④
式中:klm—灵敏系数取1.5~2.0 ny—放电线圈变比 ΔU—故障相出现的差电压 k—按式③计算出的k加1取整数 算例:其厂生产的BFF11/-1000-3W型集合式并联电容器,电容器组一次接线为星形接线,中性点侧无电抗器,每相由1台小电容器并联成段,然后由4段串联,而每台小电容器又由30个元件并联,两段为一节,每节并一放电线圈,放电线圈的变比为3175/100,两放电线圈按差电压方式接线后接入一电压继电器,以构成相电压差动保护,计算步骤如下: (1)求允许断开的元件数k 按厂家说明书的说明,该电容器健全元件过电压允许1.1倍,然后按照式②计算得
(2)继电器的动作电压
(3)动作时间的整定 为了躲开关不同期合闸取0.5s。
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