开口三角电压保护整定值计算.doc

什么是开口三角形
开口三角形是指中性点不接地系统中电压互感器三相的三个二次绕组的接法，三相二次绕组按三角形接线连接，但最后有一点不连上，即构成开口三角。
此处没法作图，说一下：就是对电压互感器三相的三个二次绕组“a-x”、“b-x”、“c-x”，开口三角就是“a-x”的x与“b-x”的b相连，“b-x”中的x与“c-x”的c相连，从“a-x”的a与“c-x”x引出电压；这个没有完全闭合的三角形就是开口三角形，从这开口三角形引出的电压Ua-x，就是开口三角电压。
正常情况下，开口三角上没有电压，当发生系统单相接地时，电压互感器一次绕组就会有一相上无电压，造成对应的二次绕组上也无电压，则开口三角上就会出现电压。通过检测开口三角上的电压，就可以知道高压系统是否有接地现象，这在系统上被称为“接地监察”
本装置电容器组按招标数据单要求，必须具备不平衡电流保护（或不平衡电压保护）功能。根据电容器组单台中性点不接地单星接线方式，本设备采用了“开口三角电压保护”实现不平衡电压保护。开口三角形即将电压互感器一次侧与单星接线的每相电容器并联，将互感器的二次线圈接成三角形，但将三角形的最后一个“角”不联接，构成从原理图上看即构成一个开口的三角形。正常情况下，三角开口上没有电压，而当发电容器发生故障时，将引起相间电压的不平衡，从而在三角的开口上形成电压输出，该电压也称为“零序电压”，该电压可做为电容器的保护动作信号。这种方式的优点是不受系统接地故障和系统电压不平衡的影响，也不受三次谐波的影响，灵敏度高，安装简单，可检测到单台电容器故障并实现保护，是电容器组经常与熔断器配合使用的不平衡保护方式之一。
1.1. 设计要点
在正常情况下，由于电机三相绕组、三相电容客观存在的不平衡，以及电网电压的不对称，开口三角存在着不平衡零序电压。为防止保护系统发生误动作，必须对开口三角电压保护整定值（只有一台电容器因故障切除时的开口电压输出值）进行计算、验证，确保其与正常不平衡零序电压之比不小于预定的可靠系数。
1.1.1. 开口三角电压保护整定值计算
开口三角电压公式如下：
式中：
Udz－动作电压（V）；
Ny－电压互感器变比，12/√3kV规格装置为12/√3/0.1/√3，7.2/√3kV规格装置为7.2/√3/0.1/√3；
Klm－灵敏系数，一般为1.25~1.5，此处取1.5；
Uch－差电压（V）；
Uex－电容器组的额定相电压（V）；
K－因故障而切除的电容器台数，求取整定值时取1；
N－每相电容器的串联段数，本次投标设备均为1；
M－每相各串联段电容器并联台数，本次投标设备均为1；
经计算，三种规格装置的开口三角电压保护整定值Udz值如下表：
输油泵电机额定功率(kW)
PN
1870
385
1355
电机母线额定电压(kV)
UL
10
10
6
电机额定电压(kV)
UL
10
10
6
电压互感器型号

FDG2-12/√3-1
FDG2-12/√3-1
FDG2-7.2/√3-1
电压互感器变比
Ny
12/√3/0.1/√3
12/√3/0.1/√3
7.2/√3/0.1/√3
灵敏系数
Klm
1.5
1.5
1.5
电容器组的额定电压(V)
Uex
6928
6928
4157
因故障而切除的电容器台数
K
1
1
1
每相电容器的串联段数
N
1
1
1
每相各串联段电容器并联台数
M
1
1
1
差电压(V)
Uch
10392
10392
6235
开口三角电压保护整定值(V)
Udz
57.74
57.74
57.74
1.1.2. 校验
开口三角正常时存在的不平衡零序电压Uobp，一般取17V，可靠系数Kk一般在1.2~1.3范围，此处取1.3，二者的乘积Udx视为保证开口三角保护方式不受不平衡零序电压干扰的下限值，即开口三角输出的电压保护整定值应为不平衡零序电压Uobp的Kk倍以上，即：
Udz≥Udx＝Kk×Uobp
安装地点

日照首站
日照首站
兖州分输站
输油泵电机额定功率(kW)
PN
1870
385
1355
电机母线额定电压(kV)
UL
10
10
6
电机额定电压(kV)
UL
10
10
6
电压互感器型号

FDG2-12/√3-1
FDG2-12/√3-1
FDG2-7.2/√3-1
开口三角电压保护整定值(V)
Udz
57.74
57.74
57.74
可靠系数
KK
1.3
1.3
1.3
正常不平衡零序电压
Uobp
17
17
17
保护动作电压下限值
Udx
22.1
22.1
22.1
开口三角电压保护整定值余量

161%
161%
161%
可见开口三角电压保护整定值至少高出保护动作电压下限值1.6倍以上，可靠性很高，不会引起误保护动作。