[科普中国]-不平衡电流

不平衡电流是指同步发电机定子三相绕组输出数值或相角不相等的电流1。并联电容器不平衡电流保护是通过检测电容器组三相不平衡电流来判断电容器组内部是否发生故障，从而给出报警信号或者跳闸信号使电容器组退出运行。不平衡电流保护不能够识别故障相、不能够对三相平衡故障保护以及在多相同时发生故障时会发生误操作。为了克服这些缺陷，对电容器不平衡电流保护进行了改进方法的研究。

简介并联电容器组通常是根据所需要的额定电压和额定容量将许多电容器元件(或简称元件)按照一定的方式进行串、并联组成的。电容器组内部电容器元件因故障退出运行后，母线电压将在剩余的电容器元件或单元(由一个或多个电容器元件组装于单个外壳中并有引出端子的组装体)上重新分配而造成内部过电压。因此，电容器组继电保护装置需要检测出电容器组内部过电压的大小，从而决定是发出告警信号还是将整个电容器组退出运行。对于中性点接地的星形电容器组的内部过电压保护，不平衡电流保护是一种常用的方法。

不平衡电流保护及其缺陷并联电容器的外部过电压和过电流继电保护对电容器内部元件损坏引起的过电压和过电流是起不到监测和保护作用的。因为装在母线上的电压互感器对电容器组内部元件或单元过电压是无法检测到的，内部故障造成的电流变化也不会使过流保护启动。电容器组内部过电压通常采用不平衡保护，通过采用不同的电容器组接线和继电保护方式，可测量到电压或电流的不平衡量，并用作保护。不平衡保护的主要目的是当邻近故障电容器l单元少的完好电容器上的过电压过大时发出警报，或断开整个电容器组。当电容器组内部发生故障时，三相电流不再平衡，通过电流互感器将获得3倍的零序电流。这种接线对系统电压本身的不平衡敏感，灵敏度有可能降低。谐波电流将流过互感器，需要滤波器2。

不平衡电流改进方法上面分析了不平衡电流保护具有自身难以克服的缺陷，保护装置在某些情况下拒动或误动。微机继电保护装置通常是将电容器组过电压保护、过电流保护和不平衡保护结合在一起的。利用微机保护的特点，在不平衡保护的判断中增加对相电流的变化进行判断。这种改进方法可以克服不平衡保护的缺陷，相电流利用过流保护的三相电流互感器获得，而无须额外增加电流互感器。

总结关于中性点接地的并联电容器组内部过电压保护，检测不平衡电流是一种经济而有效的方法，但它本身存在难以克服的缺陷。利用微机继电保护的优势，对采样的电压、电流序列进行重复利用。在不平衡电流检测的基础上，借助对相电流的变化进行判断，就很容易判别出三相平衡故障、两组对称故障及不平衡故障以及对故障相的识别2。

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徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学