张永熙陈世炯雷晨昊于一三
（国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐830011）
摘要：现如今，人们的生活质量在不断的提高，对于电力的需求在不断的加大，在电力系统及用户变电所随着负荷自然变化，并联电容器成为投切最频繁的无功补偿。由于无功补偿装置设计、制造、安装、运行、维护不当，保护措施不完善，必将造成电容器损坏和人员伤亡，造成整个变电所全停电。为预防这类事故，应提高产品质量，合理进行电容器无功补偿装置的设计选型、安装、试验，完善保护措施，保证电力系统平稳运行及操作维护人员安全。
关键词：完善；高压电容器；无功补偿装置；安全性能
引言
高压6/10kV电容器无功补偿装置用于补偿电网的无功功率，提高电压质量，节约电能减少损耗的重要措施。在运行管理中技术防护措施不当，必将造成电容器损坏和人员伤亡，影响着电力系统稳定运行和输油的安全生产工作。针对这一现状采取措施，保证操作人员在正常情况下打开装置柜门时，保证柜内无高压及高压系统失电三分钟内禁止给高压电容器无功补偿装置合闸送电，充分地体现了对人和设备的安全保护。
1目前现状
（1）隔离开关合闸到位后才能合闸真空开关。①防止带电荷合隔离刀闸和带负荷拉隔离刀闸。为防止带电荷合隔离刀闸，厂家的设计是先合刀闸后再合其真空开关。具体是DL（高压真空开关）与QS（高压隔离开关）之间安装带接地开关的隔离开关。当电容器投入运行前隔离刀闸应在合闸位置。当真空开关断开，断开隔离刀闸后接地刀闸应合上，对电容器进行三相短路且对地放电，使再次投入运行时不带电荷合闸（图1）。
图16/10kV高压隔离开关原理图
说明：QS：GN型高压隔离开关；DXX：JN接地开关。②在刀闸手柄处装有一联动的行程开关，利用一对常开触头与其进线真空开关的合闸线圈串联。原理如图2，只有当隔离刀闸合上行程开关触头闭合，其真空开关才能合闸。否则就不能合闸（故障时人为强行除外）。当正常情况下真空开关合不了闸，可能是刀闸没有合上或合的不到位或其真空开关合闸回路不通。必须进行检查正常后才允许合真空开关。不得强行合闸否则就会有隐患造成事故。
图2防止带电荷合隔离刀闸和带负荷拉隔离刀闸原理图
说明：HQ：真空开关的合闸线圈；SB：合闸按钮；DL：真空开关的辅助触点；SQ：刀闸手柄的行程开关；FU：直流回路保险；+-：操作电源的正负极。（2）真空开关跳闸后才能拉开隔离开关为了防止带负荷拉刀闸，在刀闸手柄处装有电磁锁。原理如图3，当电容器投入运行时DL常闭断开，电磁锁失电锁住刀闸手柄，使其不能在带负荷的情况下拉刀闸。当真空开关跳闸后DL常闭复位再按下电磁锁的开关就可以打开电磁锁操作刀闸手柄。说明：YL：隔离开关手柄电磁锁；SB：电磁锁按钮；
图3真空开关跳闸后才能拉开隔离开关原理图
DL：真空开关的辅助触点；QS：隔离开关；FU：直流回路保险；+—：操作电源的正负极。（3）高压电容器柜门都装有电磁锁为防止在高压带电情况下（即电容器投入运行时）打开柜门，在柜体与柜门间装有一电磁锁。原理如图4，当柜内带有高压电时，通过真空开关的一对常闭触点闭锁断开，使电磁锁回路不通，进而达到柜内带有高压电时不能打开柜门，不会误入带电间隔触电的危险。
图4柜门安装电磁锁防止误入带电间隔原理图
说明：YL：高压电容器柜门电磁锁；SB：电磁锁按钮；DL：真空开关的辅助触点；FU：直流回路保险；+—：操作电源的正负极。（4）柜门打开时真空开关仍然能合闸。只利用了真空开关的一对常闭触头控制高压电容器柜门上的电磁锁。当柜内带有高压电时，通过真空开关的一对常闭触点断开使电磁锁回路不通，在柜内带有高压电时不能打开柜门，不会误入带电间隔触电的可能。然而柜门的开和关却没有电气元件控制，不满足柜门开时跳闸，也不满足只有柜门关时才可能合闸。（5）柜内带有高压时用钥匙就能打开电磁锁打开高压柜门。有高压时可以通过电磁锁本身的机械钥匙，打开电磁锁打开高压柜门必定有触电的可能。（尽管对于电磁锁钥匙，电力工作规程有明确而严格的规定不准随意使用。钥匙存在就有误操作的可能）。目前具备：在电容器投入运行前先合刀闸再合真空开关。但在人为强行用钥匙打开电磁锁，仍能操作刀闸手柄造成带负荷拉闸事故的可能，造成人身伤亡和设备损坏。致使人员误入带电范围、碰触或接近带电部分的可能，进而发生人身触电事故。
2采取措施完善
（1）高压柜门与柜体间安装行程开关在在高压电容器无功补偿装置各柜门与柜体之间安装一个行程开关（微动开关）。利用行程开关的一对常闭触头和一对常开触头完善高压电容器无功补偿装置的安全性能。具体如下：①利用其常开触点与合闸回路的线圈与合闸按钮串联。
图5只有在刀闸合到位且各柜门全都关闭锁住，才能合闸的原理图
说明：HQ：真空开关的合闸线圈；SB：合闸按钮；DL：真空开关的辅助触点；SQ1-1：刀闸手柄处行程开关；SQ2-1：柜门1行程开关；SQ3-1柜门2行程开关；SQ4-1：柜门3行程开关；FU：直流回路保险；+—：操作电源的正负极。完善的功能：只有在刀闸合到位并且各柜门全都关闭锁住，才能有合闸的可能，否则就不能合闸，同时也才能完成真空开关在试验位置时的合跳闸试验，才能进一步操作真空开关，以保证人身和设备安全。常开SQ1-1~SQ4-1，在柜门开时为断开状态，当柜门关时则为闭合状态。②利用其常闭触点与DL常开串联后再与跳闸按钮并联。高压6kV电容器无功补偿装置在投入运行中，操作刀闸手柄或打开任一柜门时接通跳闸回路使真空开关跳闸。不会出现带负荷拉闸事故和带电开柜门造成人身触电事故。如图6所示。完善的功能：在人为强行用钥匙打开电磁锁开柜门后，行程开关常闭复位接通跳闸回路，DL跳闸①具有不带负荷拉闸，可安全操作刀闸；②具有打开柜门后柜内无高压，可安全工作。常闭SQ1-2-SQ4-2，在柜门开时为闭合状态，当柜门关时为断开状态。
图6防止带负荷拉刀闸及高压柜门开门跳闸的原理图
说明：TQ：真空开关的跳闸线圈；SB：分闸按钮；DL：真空开关的辅助触点；SQ1-2：刀闸手柄处行程开关；SQ2-2：柜门1行程开关；SQ3-2柜门2行程开关；SQ4-2：柜门3行程开关；FU：直流回路保险；+—：操作电源的正负极。至此保证了高压带电不能拉刀闸、不能开柜门，保证人员工作安全。柜门开时不能合闸及不会出现先带电后合刀闸。真空开关在试验位，且隔离刀闸合到位和各个柜门都关好情况下，即可试验完善后的功能，成为安全保护的又一道防线。（2）利用高压带电显示器实现电容器失电“三分钟内禁止合闸”的功能。采取措施防止高压系统突然失电且DL不跳闸，当系统3min内突然来电使高压电容器过电压损坏甚至发生爆炸的恶性事故。目的：系统失压时DL本身（微机保护失灵）不动作时，使DL跳闸且保证高压电容器至少来电3min后才有可能投入运行。
结语
本文主要是从继电保护方面着手考虑的，未设计到微机保护方面。微机保护将各个方面保护综合在一起，可以监视电力运行参数、故障记录、事故追忆等等功能。通过计算机及通讯信号输送给微机保护设备，达到控制高压设备开关动作的目的。其运行可靠便于维护人员查找故障，大大减少了停电时间和范围。必须沿着这个方向考虑问题，逐步完善，保证电力运行既安全又平稳
参考文献：
[1]中国质检出版社.电力安全工作规程[M].中国标准出版社，2012.
[2]中华人民共和国水利电力部浙江省基本建设委员会.电气装置安装工程施工及验收规范[M].中国建筑工业出版社，1982.