专利名称：一种双桥差电力电容器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力系统技术领域，涉及一种电容器装置，特别 涉及一种双桥差电力电容器装置。
背景技术：
随着750和1000千伏高压工程的快速发展，电容器装置呈现出电 压等级越来越高(66kV 110kV)、单组容量越来越大(150Mvar 210Mvar)的特点，不但在数量级上不断刷新记录，而且在技术上考量 着大型电容器组应用水平的高低。
单组总容量大了，电容器台数(可达400 500多)就多，电容器 元件就更多(可达2 3万个)。对于内熔丝电容器组，保护装置要在 2 3万个元件中分辨出1 2个元件故障，分辩率是否能满足保护可靠 性的要求将决定电容器组是否能建立起防止事故蔓延的安全防线。如 何建立大型内熔丝电容器组高灵敏度、高可靠性的不平衡保护，是大 型电容器组必须解决的安全问题之一。
外熔断器是单台并联电容器内部故障保护常用的措施之一。由于 其灭弧结构简单、运行稳定性差、寿命短等方面的不安全因素，在500kV 变电站等大型电容器组中已经停止使用。为了保证运行的高度安全， 显然在大型电容器组中不可能采用外熔断器的保护方案。
无熔丝电容器通常要求内部元件串联数较多，额定电压往往要大 于20kV。在整组和单台电容器容量都不变的条件下，单台电容器的额 定电压越高，则电容器组中电容器的串联台数就越少，每串段并联台 数需要大大增加，甚至大大超过允许的并联台数。由此而产生了每串 段并联台数超过耐爆破能量允许极限的安全隐患，也与大型电容器组 的安全要求相冲突。
内熔丝电容器由于内熔丝开断的需要，单台电容器内部元件并联
数要求较多，元件串联段数要求较少，自然电容器的额定电压较低， 通常可取到5 6kV。在整组和单台电容器容量都不变的条件下，单台 电容器的额定电压越低，则电容器组中电容器的串联台数就越多，每 串段并联台数可以大为减少。内熔丝电容器既摆脱了外熔丝的困扰， 又避开了无熔丝电容器内部元件串联数要求大的特殊要求，是大型电 容器组的最佳选择。
开口三角不平衡电压保护和相差不平衡电压保护由于高倍数的变 比与内熔丝电容器组高倍数的分辩率形成巨大的反差，从理论上就己 经列入不合理或不可取的方案之中。由于放电线圈没有制造、使用的 经验和验证，实际上会给特大型电容器组增加安全的不确定因素。因 此单星形开口三角接线和单星形差压接线都不应成为大型电容器组的 接线方式。
双星形不平衡电流保护和单桥差不平衡电流保护虽然都摆脱了放 电线圈的困扰，但对于相同的故障状态，后者能检测到的故障信号为 前者的约一倍，单桥差不平衡电流保护的灵敏度要比双星不平衡电流 保护高一倍。此外，在初始不平衡值的影响下，双星不平衡电流保护 更容易误动。正是由于上述原因，双星不平衡电流接线方式在低电压
等级电容器组中广泛应用，而目前在500kV变电站等大型电容器组中 己经停止使用。有鉴于此，在电容器组中单星形单桥差接线在以往各 种接线方式中灵敏度是最高的。
所谓单星形单桥差(单H型)接线电容器组就是任何一相电容器 组按一个电桥的要求布置成四个电容器C桥臂，使得电容器组在正常 状态下流过电流互感器TA的平衡电流趋于零(如图l所示)。
对于大型内熔丝电容器组，电容器单元数很多，在对称位置出现 故障的概率不可忽略。通过加大电容检查频次的措施不但费时费力、 消极被动，而且已与高压特大容量内熔丝电容器组的安全要求不相适 应。按照IEEE C37.99-2000《IEEE并联电容器组保护导则》的观点， 两段式保护的要求就是在跳闸之前增设一级报警， 一旦确定有内熔丝 动作则动作于报警，以便安排计划检修。两段式保护不仅从根本上杜 绝了在对称位置上出现故障的现象，堵住了不平衡保护天生的"漏洞"，
而且使安全防范措施变消极被动为积极主动。两段式不平衡保护目前 在超高压直流工程换流站的大型电容器组中普遍采用。
初始不平衡值主要与电容器的制造偏差和电容器的温度特性有 关。电容器的制造偏差虽然可以通过在电容器组内部的配平得到改善， 但最终会受到测量精度的限制。由电容器温度特性产生的电容偏差主 要取决于电容器组温度场的分布与变化。当整定值无法躲过初始不平 衡值时，就意味着不平衡变化会频繁误动、减少电容器组的有效运行 时间、增加维护成本，甚至会严重影响电容器组的正常运行。
当对大型内熔丝电容器组按常规桥差进行两段式保护整定计算时 不难发现即使把电容偏差降至最低，保护整定值仍无法通过初始不 平衡校验。
在分析影响整定值大小的各种因素中，提高元件允许过电压倍数 固然可以使输出信号增大，但这是以牺牲电容器更多的安全裕度为代 价作交换的，实质上是让内熔丝电容器组在更严酷的状态下继续运行。 对于大型内熔丝电容器组显然不能去冒如此安全风险。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中单桥差电容器 组存在的上述不足，提供一种可有效提高电容器不平衡保护整定值， 从而提高电容器的可靠性的双桥差电力电容器装置。
解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该双桥差电力电 容器装置，包括分相布置的多个电容器组，每相的电容器组采用两个 桥差接线，即每相的电容器组按两个电桥的要求布置，每个电桥有四 个电容器桥臂，在每个电桥的中间电位处连接有电流互感器，电容器 组在正常状态下流过各电流互感器的平衡电流趋于零。
所述两个电桥串联或并联在电源进线端L与中性点N之间；优
选的是两个电桥为单星形双桥差(即双H型)结构。 进一步优选的是电容器组为内熔丝电容器组。 所述的两个电桥布置在底座支柱绝缘子上。 所述底座支柱绝缘子上设有钢台架，电容器布置在钢台架上。
所述电流互感器布置在钢台架外部，从而使得整个装置结构简 洁、布置清晰、且维护方便。
单星形双桥差(双H型)电容器组就是将任何一相电容器组按 两个电桥(纵向或横向)的要求各自布置成四个电容器桥臂，使得电 容器组在正常状态下流过电流互感器的平衡电流趋于零，这样，本实 用新型在保持元件允许过电压倍数不变的情况下，通过把电容器组的
一相一分为二，由原来的一个桥形(单H型)接线改成两个桥(双H 型)，通过有效减少一个桥形接线中的元件总数使整定值成倍提高， 或者说是使初始不平衡值成倍减小。显然，通过縮小监控范围不但有 效提高了不平衡保护的整定值，从而使不平衡保护的可靠性得到显著 提高。
两个单星形双桥差(即双H型)采用串联结构时，为纵向的双 桥差结构，两个单星形双桥差(即双H型)采用并联结构时，为横向 的双桥差结构。纵向双桥差能提高整定值；横向双桥差能减小初始不 平衡值。
当电容器组的规模足够大时，也可以把每相的电容器组分为更多 的电桥。
图1为现有技术中单桥差(单H型)接线电容器组的单相原理
图
图2为本实用新型双桥差(双H型)接线电容器组(纵向双桥 差)的单相原理图
图3为本实用新型双桥差(双H型)接线电容器组(横向双桥 差)的单相原理图
图4为图2中纵向双桥差(双H型)接线电容器组的单相结构
图
图5为图4的左侧视图
图6为图3中纵向双桥差(双H型)接线电容器组的单相结构
图
图7为图6的左侧视图
图中l一内熔丝电容器 2 —母线 3 —底座支柱绝缘子 4一 连接导线 5—接地端子 6—电流互感器 7—层间支柱绝缘子 8 一钢支架 C一电容器 TA—电流互感器 L一电源进线端 N—中 性点或参考电位端 C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8—电容器组 TA1、 TA2—电流互感器
具体实施方式
以下结合实施例和附图，对本实用新型作进一步详细描述。 下面实施例为本实用新型的非限定性实施例。
实施例1:
图4、 5所示的是TBB110-216500/501-AQW型电容器装置中的一 相电容器组的视图，该相电容器组对应于图2中纵向双桥差(双H 型)接线电容器组的单相原理图，其可以通过下面的方式实施。
本实施例中电容器组采用内熔丝电容器组。
该相电容器组分为两个电桥布置，形成两塔，即前塔和后塔， 每塔上布置一个电桥，塔上支撑有底座支柱绝缘子3,所述电桥布置 在底座支柱绝缘子3上。
如图2所示，两个电桥串联在电源进线端L与中性点N之间， 每个电桥包括电容器组构成的四个桥臂，即电容器组C1 、 C2、 C3、 C4构成一个电桥，电容器组C5、 C6、 C7、 C8构成另一个电桥。在每 个电桥的中间电位处连接有电流互感器，电容器组在正常状态下流过 各电流互感器的平衡电流趋于零。
如图4、 5所示，两塔上各布置有6层电容器组，每层电容器组 分两排侧卧布置在热镀锌型钢台架8上。前塔前侧的上3层电容器组 构成电容器组C1，前塔前侧的下3层电容器组构成电容器组C3;前 塔后侧的上3层电容器组构成电容器组C2,前塔后侧的下3层电容 器组构成电容器组C4。后塔前侧的上3层电容器组构成电容器组C7， 后塔前侧的下3层电容器组构成电容器组C5;后塔后侧的上3层电 容器组构成电容器组C8，后塔后侧的下3层电容器组构成电容器组C6。每2层电容器组的台架间设有层间支柱绝缘子7。
前塔顶端为电源进线端L，通过前后两侧的电容器组串并联形成 两个支路向下到达塔底，在两支路的中间电位处连接不平衡电流检测 用电流互感器ATI形成一个电桥。后塔同样通过前后两侧的电容器组 串并联形成两个支路向上到达塔顶连接成中性点N，在两支路的中间 电位处连接不平衡电流检测用的电流互感器AT2形成另一个电桥。
每个钢台架8的两侧各有一个检修时用的接地端子5。电流互感 器AT1、 AT2布置在每个塔的外侧。
实施例2:
图6、 7所示的是TBB110-216500/501-AQW型电容器装置中的一 相电容器组的视图，该相电容器组对应于图3中横向双桥差(双H 型)接线电容器组的单相原理图，其可以通过下面的方式实施。
本实施例中电容器组采用内熔丝电容器组。
该相电容器组分为两个电桥布置，形成两塔，即前塔和后塔， 每塔上布置一个电桥，塔上支撑有底座支柱绝缘子3，所述电桥布置 在底座支柱绝缘子3上。
如图2所示，两个电桥并联在电源进线端L与中性点M之间。 每个电桥包括电容器组构成的四个桥臂，即电容器组C1 、 C2、 C3、 C4构成一个电桥，电容器组C5、 C6、 C7、 C8构成另一个电桥。在每 个电桥的中间电位处连接有电流互感器，电容器组在正常状态下流过 各电流互感器的平衡电流趋于零。
如图两塔上各布置有6层电容器组，每层电容器组分两排侧卧 布置在热镀锌型钢台架8上。前塔前侧的上3层电容器组构成电容器 组C1，前他前侧的下3层电容器组构成电容器组C3;前塔后侧的上 3层电容器组构成电容器组C2，前塔后侧的下3层电容器组构成电容 器组C4。后塔前侧的上3层电容器组构成电容器组C5，后塔前侧的 下3层电容器组构成电容器组C7;后塔后侧的上3层电容器组构成 电容器组C6，后塔后侧的下3层电容器组构成电容器组C8。每2层 电容器组的台架间设有层间支柱绝缘子7。
前、后塔顶端为电源进线端L，通过前后两侧的电容器组串并联 形成两个支路向下到达塔底连接成中性点N，在两支路的中间电位处
分别连接不平衡电流检测用电流互感器AT1、 AT2形成两个电桥。
每个钢台架8的两侧各有一个检修时用的接地端子5。电流互感 器AT1、 AT2布置在每个塔的外侧。
权利要求1.一种双桥差电力电容器装置，包括分相布置的多个电容器组，其特征在于每相的电容器组采用两个桥差接线，即每相的电容器组按两个电桥的要求布置，每个电桥包括有四个电容器桥臂，在每个电桥的中间电位处连接有电流互感器，电容器组在正常状态下流过各电流互感器的平衡电流趋于零。
2. 根据权利要求l所述的双桥差电力电容器装置，其特征在于 所述两个电桥串联或并联在电源进线端与中性点之间。
3. 根据权利要求l所述的双桥差电力电容器装置，其特征在于 所述两个电桥采用双H型结构布置。
4. 根据权利要求2或3所述的双桥差电力电容器装置，其特征 在于所述两个电桥布置在底座支柱绝缘子上。
5. 根据权利要求4所述的双桥差电力电容器装置，其特征在于 所述底座支柱绝缘子上设有钢台架，电容器布置在钢台架上。
6. 根据权利要求5所述的双桥差电力电容器装置，其特征在于 所述电流互感器布置在钢台架外部。
专利摘要本实用新型公开了一种双桥差电力电容器装置，包括分相布置的多个电容器组，每相电容器组采用两个桥差接线，即每相电容器组按两个电桥的要求布置，每个电桥包括有四个电容器桥臂，在每个电桥的中间电位处连接有用于不平衡电流检测的电流互感器，并使电容器组在正常状态下流过各电流互感器的平衡电流趋于零。本实用新型在保持元件允许过电压倍数不变的情况下，通过把电容器组的一相一分为二，有效减少一个桥形接线中的元件总数使整定值成倍提高，从而使不平衡保护的可靠性得到显著提高。
文档编号H02H7/16GK201199631SQ200820111229
公开日2009年2月25日 申请日期2008年4月24日 优先权日2008年4月24日
发明者倪学锋, 刘建坤, 张宝财, 李东浩, 琮 梁, 秦华忠, 陈国强, 陈海波 申请人:国家电网公司;桂林电力电容器有限责任公司