電容器保護原理及功能

   兩段式相間過電流元件 ， 保護電容器組與斷路器之間的引線、絕緣子、套管間的相間短路故障，同時也可作為電容器內(nèi)部故障的后備保護。

   電容器組回路一般不裝設電流速斷保護，因為速斷保護要考慮躲過電容器組合閘沖擊電流及對外放電電流的影響，其保護范圍和效果不能充分利用。

   過電壓保護原理及功能   由于系統(tǒng)負荷變化等原因，系統(tǒng)電壓也經(jīng)常變化。電容器輸出的無功功率和內(nèi)部有功功率損耗與兩端電壓的平方成正比，即Qc=ωCU2 P=ωCU2tgδ。當運行電壓過高時，箱殼內(nèi)的有功損失增加的很快，使電容器內(nèi)部產(chǎn)生的熱量超過電容器冷卻作用所能散到周圍空氣中的熱量時，熱平衡就被破壞，溫度升高，游離增大，使介質(zhì)老化，壽命降低。除造成電容器外殼膨脹外，由于熱擊穿發(fā)展，造成局部地方擊穿，易引起電容器爆炸。故電容器需裝設較完善的工頻過電壓保護，確保電容器在不超過最高允許電壓下和規(guī)定的時間范圍內(nèi)運行。

   國家標準規(guī)定，電容器允許的工頻過電壓最大持續(xù)時間為：在1.1倍額定電壓下，可長期運行；在1.15倍額定電壓時，每24小時可運行30min；在1.2倍額定電壓時，為5min；在1.3倍額定電壓時，為1min。

為保證瞬時出現(xiàn)過電壓后，過電壓元件能可靠返回，過電壓元件宜有較高的返回系數(shù)，可取0.95(>0.98)。

過電壓元件電壓取自母線PT。為避免在母線單相接地時過電壓保護誤動，電壓采用線電壓。

由于電壓取自母線PT，為防止電容器未投入運行時，母線電壓過高誤切電容器，過電壓元件中加有斷路器合位判據(jù)。   

低電壓保護原理及功能

   從電容器本身特點看，運行中的電容器如果突然失去電壓，對電容器本身并無損害。但可能產(chǎn)生以下后果：①當變電站電源側斷開、事故跳閘或電壓急劇下降時，如果電容器還接于母線上，則當電源重合閘或備用電源自投后，母線電壓很快恢復，在電容器的殘壓還未降到0.1倍的額定電壓的情況下，就有可能使電容器承受高于1.1倍的額定電壓而損壞。②當變電站斷電恢復時，若變壓器帶電容器合閘，可能產(chǎn)生諧振過電壓，使電容器損壞。③變電站斷電恢復的初期，若變壓器還未帶上負荷或負荷較少，母線電壓較高，也可能引起電容器過電壓。故加設低電壓保護，且其動作時限應小于上級電源進線重合閘或BZT的動作時限（變壓器保護或其它保護跳開母線進線斷路器時，應同時聯(lián)跳電容器，但若加設低電壓保護，且其動作時限整定適當，可不聯(lián)跳電容器）。

   低電壓保護電壓取自母線PT，為防止電容器未投入運行時，母線電壓過低誤切電容器，低電壓元件中加有斷路器合位判據(jù)。為避免在PT斷線時低電壓保護誤動，電壓采用線電壓，由軟件計算得出；且可通過控制字選擇是否經(jīng)有流閉鎖。

過負荷保護.  

   電容器組的過負荷是由系統(tǒng)過電壓及高次諧波引起，按照國標規(guī)定，電容器應能在有效值為1.3倍額定電流下長期運行，對于電容量具有最大偏差的電容器，過電流值允許達到1.43倍額定電流。

   由于按規(guī)定電容器組必須裝設反映母線電壓穩(wěn)態(tài)升高的過電壓保護，又由于大容量電容器組一般需裝設抑制高次諧波的串聯(lián)電抗器，故可以不裝設過負荷保護。僅當該系統(tǒng)高次諧波含量較高；或電容器組投運后經(jīng)實測，在其回路中的電流超過允許值時，才裝設過負荷保護，保護帶時限動作于信號。為與電容器的過載特性相配合，宜采用反時限特性。

單相接地保護原理和功能

   并聯(lián)電容器組是否要裝設單相接地保護，要根據(jù)電容器組所在電網(wǎng)的接地方式來確定。對不接地系統(tǒng)，電容器組中性點又不直接接地，不管電容器組放在絕緣支架上還是放在地上，都不是網(wǎng)絡自然電容的組成部分，故可不再裝設單相接地保護。目前我國在中性點非直接接地系統(tǒng)中，并聯(lián)電容器裝置的接線常為Y接線或雙Y接線。高壓和超高壓和超高壓中性點直接接地系統(tǒng)中或直流輸電系統(tǒng)交流側的并聯(lián)電容器裝置，一般采用Y0接線。

反映電容器組內(nèi)部故障的不平衡保護

    大容量的并聯(lián)電容器組，是由許多單臺電容器串、并聯(lián)（一般為先并后串）組成。一臺電容器故障，由其專用的熔斷器切除，而對整個電容器組無甚大影響，因為電容器具有一定的過載能力，且在設計中進行設備選擇時，一般均留有適當裕度。但當多臺電容器故障并切除后，就可能使留下來繼續(xù)運行的電容器嚴重過載或過電壓（電容器切除后，故障段容抗增大，端電壓隨之升高可能>1.1額定電壓）而受損害，故需考慮保護措施，常用不平衡保護。保護的原理是反應一組電容器中健全部分與故障部分之間的差異（電流或電壓）。電容器組的接線方式（三角形、星形和雙星形）不同，構成不平衡保護的方式也不同。常用的保護方式有：零序電壓保護（開口三角電壓保護）、中性點不平衡電壓或電流保護、電壓差動保護、電橋差電流保護。所謂電容器組的零序電流平衡保護，就是在星形接線的兩組電容器的中性點連線上安裝零序電流互感器和零序電流繼電器。這樣，當某一相的電容器在運行中出現(xiàn)故障時，由于中性點上產(chǎn)生零序電流，零序電流互感器就會起動零序電流繼電器，使開關跳閘，從而可以斷開電容器組，防止故障繼續(xù)擴大。)

   放電線圈適用于35kV及以下電力系統(tǒng)中, 與高壓并聯(lián)電容器組并聯(lián)連接,使電容器從電力系統(tǒng)中切除后的剩余電荷迅速泄放,電容器的剩余電壓在規(guī)定時間內(nèi)達到要求值.帶有二次線圈,可供線路監(jiān)控.

   放電線圈是電容柜常用的放電元件，有時放電線圈會用放電PT代替，電容器放電采用放電線圈還是電壓互感器主要看電容器的容量，一般小容量電容放電用電壓互感器即可，大容量電容肯定要用放電線圈。

在電容器停電時，放電線圈作為一個放電負荷快速泄放電容器兩端的殘余電荷，標準上高壓好象是要求退出的電容器在5秒之內(nèi)要使其端電壓小于50V。

   在運行時放電線圈作為一個電壓互感器使用，其二次繞組常接成開口三角，從而對電容器組的內(nèi)部故障提供保護（不能用母線上的PT）。我們常說電容器組的開口三角形保護、不平衡電壓保護，零序不平衡保護實際就是這種保護。而此種保護大量地用在10KV的單Y接線的電容器組中。