分散式保護(hù)測(cè)控裝置集保護(hù)、測(cè)量、控制等功能于一體，體積小而經(jīng)濟(jì)。近年來在35kv及以下電壓等級(jí)得到了廣泛應(yīng)用。本文探討了110kv變電所中并聯(lián)電容器組的保護(hù)測(cè)控裝置配置方案。
1、并聯(lián)電容器組的接線
并聯(lián)電容器組通常根據(jù)電壓和容量的要求由多臺(tái)電容器串并聯(lián)組成。國(guó)內(nèi)高壓并聯(lián)電容器組主要采用單星形接線或雙星形接線兩種方式，中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中星形中性點(diǎn)均不接地。限制涌流和抑止諧波用的串聯(lián)電抗器安裝位置由技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較確定。
江蘇電網(wǎng)近年來為進(jìn)一步滿足電網(wǎng)電壓調(diào)整的要求，有了半容量投切電容器組的需求，從而新出現(xiàn)了圖1所示的組合接線。
圖1（a）中兩組半容量電容器共用一個(gè)斷路器，運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)需要投入半容量或全容量。與以往工程的接線相比，該接線在實(shí)際應(yīng)用中更適應(yīng)變電所無供補(bǔ)償容量，進(jìn)一步滿足了電網(wǎng)電壓調(diào)整要求；與每組半容量電容器單獨(dú)使用一個(gè)斷路器的接線相比，該接線節(jié)省了投資和占地。
圖1（a）接線的缺點(diǎn)是，變電所的電容器組無法做到運(yùn)行中的半容量投切，必須在全部斷開兩組半容量后，通過每組電容器本身的隔離開關(guān)合分操作，才能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)半容量投切。這樣會(huì)短時(shí)出現(xiàn)母線電壓的較大波動(dòng)，若對(duì)無功補(bǔ)償有苛刻要求的變電所而言難以接受。圖1（c）接線投資較大，但運(yùn)行方式上最具有靈活性，半容量電容器組本身設(shè)有斷路器，適合就地或遠(yuǎn)方遙控操作，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過程中的半容量投切。
圖1（b）接線半容量電容器組僅設(shè)負(fù)荷開關(guān)，少數(shù)情況下也可以通過操作負(fù)荷開關(guān)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行中的投切，投資費(fèi)用和占地均少于圖1（c）接線，但可靠性劣于后者。負(fù)荷開關(guān)選擇必須滿足分合大容性電流的要求。
以上組合接線除適用于有半容量需求的變電所外，在變電所擴(kuò)建工程中，尤其是低壓側(cè)缺少備用間隔的情況下，將兩組電容器合用一個(gè)間隔也能起到效果，但有關(guān)設(shè)備參數(shù)需要核算。
2、并聯(lián)電容器組的保護(hù)配置
電容器擊穿乃至爆裂的事故時(shí)有發(fā)生，因而需要分析電容器的故障類型，進(jìn)而配置合理的保護(hù)。
電力系統(tǒng)并聯(lián)電容器組的故障可大致分為兩類：一是電網(wǎng)異常運(yùn)行工況對(duì)電容器組造成危害；二是電容器組的內(nèi)部故障。針對(duì)上述故障需要配置相應(yīng)的保護(hù)。電網(wǎng)異常工況的電容器保護(hù)配置主要有過電壓保護(hù)、失壓保護(hù)、引線短路保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、單相接地故障保護(hù)等；并聯(lián)電容器組內(nèi)部故障保護(hù)配置主要有不平衡電壓保護(hù)（單星形）、分相差壓保護(hù)、中性點(diǎn)不平衡保護(hù)（雙星形）。江蘇電網(wǎng)中單星形接線方式的大量并聯(lián)電容器組使用了分相差壓保護(hù)，雙星形接線方式的并聯(lián)電容器組廣泛應(yīng)用了中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)。
3、分散式保護(hù)測(cè)控裝置
2002年以來，江蘇電網(wǎng)新建220kv變電所按無人值班設(shè)計(jì)，采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制、測(cè)量和遠(yuǎn)動(dòng)等功能?！督K省35~220kv變電所設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》中推薦變電所35/10kv側(cè)保護(hù)和測(cè)控裝置合一，因而集保護(hù)、控制、測(cè)量、遙信、以及與監(jiān)控后臺(tái)通信等功能于一體的分散式保護(hù)測(cè)控裝置，開始在江蘇電網(wǎng)35kv及以下電壓等級(jí)廣泛應(yīng)用。分散式保護(hù)測(cè)控裝置的另一優(yōu)點(diǎn)是可就地安裝于高壓開關(guān)柜上，節(jié)省變電所屏位的同時(shí)，也節(jié)省了大量的控制電纜，從而減小了電流電壓和跳閘回路的負(fù)載。
采用分散式保護(hù)測(cè)控合一裝置給我們帶來了經(jīng)濟(jì)性，但不能因此降低對(duì)這些裝置的技術(shù)要求。相反，由于運(yùn)行于與一次設(shè)備相鄰的高壓電磁環(huán)境，裝置的電磁兼容抗干擾性能和耐壓水平等必須提高到相當(dāng)水平。保護(hù)和測(cè)控合一必須做到有機(jī)結(jié)合，不能僅側(cè)重某方面而忽視了其它方面。保護(hù)功能與測(cè)量控制功能應(yīng)相對(duì)獨(dú)立，但通信功能和操作回路等可以一并考慮。例如保護(hù)裝置與監(jiān)控后臺(tái)通信不暢的情況，以及監(jiān)控裝置保護(hù)功能不健全的情況，這在江蘇電網(wǎng)少數(shù)變電所都出現(xiàn)過。
另外，分散式保護(hù)測(cè)控裝置屬于微電子產(chǎn)品，環(huán)境溫度對(duì)其工作影響較大，安裝于開關(guān)柜上宜使開關(guān)室溫度控制在0~40℃范圍，還應(yīng)避免大幅度的溫差變化（每小時(shí)不宜超過±5℃）。
對(duì)圖1（a）（b）（c）中的三種新的組合接線方式，保護(hù)測(cè)控配置的原理方法與常規(guī)的單星形或雙星形接線并聯(lián)電容器組相同，不再贅述。但由于接線方式、設(shè)備數(shù)量及安裝位置的不同，實(shí)際配置又有所差異。
對(duì)圖1（a）（b）兩種組合接線，無論反映電網(wǎng)異常工況的保護(hù)，還是反映分回路電容器內(nèi)部故障的保護(hù)，均應(yīng)動(dòng)作于總回路斷路器跳閘。反映過電壓或欠電壓的電壓取自母線tv，反映過電流的保護(hù)或選線電流取自總回路，這與常規(guī)接線的處理基本相同。但是電容器內(nèi)部故障的保護(hù)應(yīng)按照兩個(gè)分回路分別處理，類似于兩組電容器的保護(hù)。
對(duì)兩個(gè)分回路均采用不平衡電壓或電流的接線而言，幾個(gè)主要廠家的分散式保護(hù)測(cè)控裝置模擬采集量滿足要求，只要在軟件中對(duì)程序略做修改即可實(shí)現(xiàn)分回路兩組電容器的保護(hù)，因而仍可以僅配置一套裝置安裝于開關(guān)柜上。
但對(duì)兩個(gè)分回路均采用分相差壓的接線而言，所有廠家的分散式電容器保護(hù)測(cè)控裝置均不能在一套裝置中實(shí)現(xiàn)（采集量不滿足要求），因而必須配置兩套裝置，均安裝于高壓開關(guān)柜上。接線和使用中必須注重，過電壓、欠電壓，以及引線短路等保護(hù)應(yīng)當(dāng)僅使用一套裝置的功能，而內(nèi)部故障保護(hù)則應(yīng)當(dāng)分別起用。
對(duì)圖1（c）組合接線，宜配置三套保護(hù)測(cè)控裝置，在總回路和分回路斷路器均適合開斷短路電流的情況下，分回路保護(hù)動(dòng)作于跳分?jǐn)嗦菲鳎偦芈繁Ｗo(hù)動(dòng)作于跳總回路斷路器。當(dāng)然，若分回路斷路器不適合開斷短路電流則必須動(dòng)作于總回路斷路器跳閘；若分回路串聯(lián)電抗器設(shè)在中性點(diǎn)側(cè)則短路保護(hù)也應(yīng)動(dòng)作于總回路斷路器跳閘。該接線總回路保護(hù)可以不配置內(nèi)部故障保護(hù)，其它總回路和分回路的各保護(hù)均應(yīng)按要求完整配置。由于該接線方式下分回路通常也設(shè)有開關(guān)柜（如蘇州金橋變），因而將每套保護(hù)測(cè)控裝置安裝于相應(yīng)開關(guān)柜即可。
圖1（a）（b）兩種組合接線中，斷路器操作回路僅需要設(shè)置一套，供保護(hù)跳閘和電容器投切用；圖1（c）組合接線的操作回路應(yīng)當(dāng)按斷路器分別設(shè)置。除圖1（a）（b）兩個(gè)分回路均采用分相差壓接線的情況外，其它情況下操作回路的設(shè)置均與上述保護(hù)配置方案一致。對(duì)兩個(gè)分回路均采用分相差壓接線而配置了兩套保護(hù)的非凡情況，由于僅有一臺(tái)斷路器，必須僅使用一套操作回路。建議采用過電壓和短路保護(hù)投用的那套裝置的操作回路，另一套裝置的操作回路必須停用并拆除有關(guān)接線以免產(chǎn)生衍生回路。
對(duì)采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控的變電所來說，無論哪套分散式測(cè)控裝置采集的模擬量和遙信量均能有效送至后臺(tái)，因而要害是看總的模擬量和遙信量數(shù)量是否滿足要求。圖1（a）（b）接線的位置遙信量多于常規(guī)接線，圖1（c）接線模擬量和遙信量均多于常規(guī)接線，但僅有（a）（b）接線中僅配一套保護(hù)測(cè)控裝置的情況可能存在遙信量不足的問題，因?yàn)槠渌闆r均有兩套以上裝置采集。對(duì)這種遙信量不足的情況，建議不必另外增配裝置，可以把個(gè)別遙信量改到有關(guān)公用單元采集，在后臺(tái)設(shè)置時(shí)注重將其歸為本電容器單元即可。
新建變電所中運(yùn)行電容器的投切一般通過遠(yuǎn)方遙控?cái)嗦菲鲗?shí)現(xiàn)。圖1（b）的接線還存在通過負(fù)荷開關(guān)控制的情況。圖1（a）接線運(yùn)行電容器的投切與常規(guī)接線相同，由后臺(tái)發(fā)遙控命令至分散式電容器保護(hù)測(cè)控裝置通過操作回路實(shí)現(xiàn)。江蘇變電所一般不考慮對(duì)負(fù)荷開關(guān)的遙控，為可靠起見，建議圖1（b）接線運(yùn)行電容器也宜通過總回路斷路器投切，負(fù)荷開關(guān)僅供非凡情況使用。對(duì)圖1（c）的接線，上述的保護(hù)測(cè)控配置方案雖然能夠?qū)崿F(xiàn)每臺(tái)斷路器分別遙控的功能，但實(shí)際使用時(shí)建議重點(diǎn)考慮一次設(shè)備因素。電容器“分”時(shí)可能引起重燃過電壓，“合”時(shí)可能引起高頻涌流，都會(huì)導(dǎo)致電容器和其它設(shè)備的絕緣損壞；真空斷路器操作壽命稍長(zhǎng)，而sf6斷路器重燃概率低，因此應(yīng)根據(jù)斷路器的情況選擇適合頻繁操作的遙控對(duì)象，避免發(fā)生以往某工程出現(xiàn)的設(shè)備爆炸事故。
4、結(jié)束語
電力系統(tǒng)新需求和新技術(shù)的出現(xiàn)給我們工程帶來了一些新的挑戰(zhàn)和應(yīng)用方式。文中介紹的并聯(lián)電容器組的分散式保護(hù)測(cè)控應(yīng)用技術(shù)今后將逐步成熟；提供的部分并聯(lián)電容器組合接線以及保護(hù)測(cè)控配置方案在江蘇電網(wǎng)某些變電所已開始采用。對(duì)這些接線和配置方案進(jìn)行歸納和探討，有助于今后實(shí)際工程選擇合理的并聯(lián)電容器接線方式及二次設(shè)備配置方案。