摘要：不平衡保护动作是电容器组故障的主要保护，介绍了电容量不平衡保护的方式，分析了110kV变电站10kV电容器组发生故障原因，并提出建议改进措施，该方案可以防止电容器发生断线故障时保护出现拒
动现象。
关键词：变电站；继电保护；电容器组
中图分类号：U224 文献标识码：A
1 电容量不平衡保护
电容器组中电容量不平衡保护主要用于保护电容器内部故障。当电容器内部故障，使电容装置的任一个电容器发生击穿或熔断器熔断时，引起的过电压及过电流幅值一般都不大，不会引起电压保护和电流保护动作跳闸，但是引起的电压变化会使电容器组某一串联段上电容器的运行电压超过1.1倍的额定电压，而超过1.1倍额定电压是不允许长期运行的，所以需要电容量不平衡保护来跳开断路器，从而达到保护电容器，隔离故障点的作用。电容量不平衡保护方式分别有：开口三角电压保护（用于单星形接线的电容器组）、相电压差动保护（用于串联段数为两段及以上的单星形电容器组）、桥式差电流保护（用于每相能接成四个桥臂的单星形电容器组）、中性点不平衡电流保护（用于双星形接线电容器组）。
电容器故障类型有两大类：一类是不正常的运行工况，可能对电容器的安全造成危害：另一类是电容器装置内部故障。电容器保护是根据电容器内部及外部故障的特点而设，主要有过电流保护、不平衡电压保护、失电压保护、过电压保护和零序电压（电流）保护等。这些电容器故障保护方式对保护电容器起到了良好的效果。然而在一起电容器断线的特殊故障时电容器保护却发生"拒动".也未发出任何异常信号。本文就此次电容器断线故障保护"拒动"行为予以分析.提出改进建议和措施。
1 故障现象
运行人员巡视某110kV变电站时。发现10kV IV段电容器940电容器组本体A相一次电缆与电抗器连接处有烧焦痕迹且已经断线。随后检查保护装置无任何保护报文和异常信号.进入装置采样菜单查看：三相母线电压大小正常。不平衡电压基本为0；A相电流显示基本为0。B、C两相电流大小正常。
2 故障分析
该110kV变电站10kV电容器组接线方式为单星形不接地，其保护为PSC一641保护装置。配有过电流保护、零序过流保护、不平衡电压保护、低电压保护和过电压保护。由于电容器组为单星形不接地方式，故零序过流保护退出。其余保护均投入。为什么电容器组发生单相断线故障.不平衡电压保护未动作，也未有其他动作呢？
不平衡电压保护原理接线图如图1所示。电容器正常运行时，三相容抗对称，3U0几乎为零。当任一相电容器组内部元件发生故时。由于电容器三相容抗不平衡，中性点将发生位移.并出现不平衡电压3U0。当不平衡电压3U0大于整定值时.不平衡电压保护动作切除电容器组。
3 建议改进措施
通过上面分析可知单星形不接地接线的电容器组发生断线故障，不平衡电压保护不能动作。因此有必要设置一种新的保护，在电容器断线故障时跳闸或发出信号。从上面的分析可见断线故障发生时，对于单星形不接地的电容器组.不会有零序电压及零序电流。但是，由于断线故障时中性点电压出现位移，电容器将出现负序电流。可以利用负序电流构成断线故障保护。
由故障分析可知：单相断线时，
（假设A相断线），则负序电流 ：两相断线时，负序电流 。其中， 为电容器额定电流。
因此.负序过流保护定值可按躲过正常运行时的不平衡电流整定。一般为（0.1～0.2）1；灵敏度按两相断线故障校验时可满足要求。时间按躲过电容器合闸涌流时间整定.一般整定为0.5s。对于微机保护而言.增加负序电流保护不增加硬件开销，只要增加一段程序即可，实现简单易行：当然，负序电流保护仅针对单星形不接地的电容器组的断线故障。对于单星形接地或双星形接线的电容器组断线故障.可由零序过流保护或不平衡电压保护实现。
结语
电容器断线故障比较少见.也不会对电容器造成损坏.但一旦发生又没有保护及时将其切除.其产生的负序电流会对反应负序分量的继电保护产生影响：当负序电流流过发电机时，会造成转子过热和绝缘损坏，影响发电机出力。况且在没有保护的情况下只能靠人工发现是不满足实际运行要求的。当电容器发生断线故障时.要求应有保护将其切除。目前国内保护厂家还未有针对单星形不接地电容器组断线故障的保护。建议增加负序电流保护.以防止此类事故的发生。
参考文献
[1]曾锦松.电容器组单相断线故障继电保护拒动行为分析[J].
[2]许跃进.电容器组的容差分析与保护设计[J].2001.