SEL-351A在电力电容器继电保护整定的研究和应用(修订版)

郑 威

（云南三环中化化肥有限公司，云南 昆明 650113）

摘 要： 电力系统中并联电容补偿由多个电容器元件串并联组成，在实际运行中，若出现故障需要及时切除，因此必须采取可靠的保护技术措施。本文介绍了SEL-351A在3～10kV电力电容器继电保护整定的计算方案？以及SELogic控制方程的编写。

关键词：并联电容补偿；电容器；继电保护

中图分类号： TM774文献标识码：A 文章编号：1672-4801(2012)04

电力电容器主要用于补偿电力系统感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压品质，降低线路损耗。当电力电容器出现故障时，SEL-351A利用现代微机保护装置的原理和功能并启用SELogic控制方程发出跳闸命令，及时切断故障点，保证了电力系统的安全性和完好性。

1 SEL-351A继电保护装置

SEL-351A继电器是一种集保护、测量、监视、控制、逻辑编程、故障测距功能于一体的通用型综合保护测控装置。它包括各种保护元件，可实现过电流、低电压、过电压、低频率、过频率、功率方向保护，其相、接地、中性点保护元件可以完全整定。SEL-351A继电器的通用性基础是其具有强大的可编程逻辑控制功能，可以实现复杂的保护及控制功能，也可以作为的BZT控制装置使用。它采用相、负序、零序以及中性点接地的过电流、电压元件及其它继电器元件组合起来用于保护电容器、馈线及其它设备，并且还可采用方向元件构成方向保护，其继电器保护元件实现保护功能如图1所示。

图1 SEL-351A功能结构框图

SELogic控制方程使SEL-351A继电器的逻辑灵活，控制方程可以方便设置SEL-351A继电器输入和继电器输出，任何继电器字位表中的元件都可被用于控制方程中。事件报告和顺序事件记录（SER）可用于简化故障后分析，并且可了解简单和复杂保护方案动作情况。对于每一个事件触发报告都包含电压、电流、频率、元件状态、逻辑方案以及系统状态。

2 电力电容器保护装置的配置

为了避免电力电容器各种故障及不正常状态给电力系统带来的影响，根据《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062-2008)的规定，电力电容器一般应配置以下保护功能：

1) 电容器内部故障及其引出线短路保护

按照常规对电容器分别装设专用的熔断器，熔丝的额定电流为电容器额定电流的1.5～2Ie；

2) 电容器组和断路器之间连接线短路保护，即带短时限的速断和过流保护（可设置II段过电流保护）

带短时限的速断保护动作电流3∼5Ie，保护装置动作时间一般设为0.1∼0.2s。过电流保护动作电流1.5∼2Ie，保护装置动作时间一般设为0.3∼1 s。一般不设置速断保护，因速断保护要考虑躲过电容器组合合闸冲击电流对放电电流的影响，其保护范围及保护效果不能充分体现；

3) 电容器组中某一故障电容器切除后所引起的剩余电容器的过电压和电容器组本身过电压保护

电容器具有一定的过载能力，但是当多台电容器发生故障切除后，其余的电容器将继续运行，并严重过载或过电压，过电压后的电容器功耗和发热增加，元件寿命减弱，因此设置过电压保护，一般设置过电压为额定电压的110%Ue，时限小于60 s； 4) 电容器组的单相接地故障保护

此项保护一般通过零序电流互感器来进行保护整定，一般设置的动作电流小于0.5A，保护装置动作时间设为0 s； 5) 电容器组所连接的母线失压保护

运行中的电容器如果失压，残余电压还没有来的及放电，电容器承就可能受高电压造成损坏，变压器失电后恢复送电，电容器不能切除，造成变压器带电容器合闸，产生谐波的过电压可能损坏变压器，电压恢复后，变压器还没有带负荷，母线电压较高，也可能使电容器过电压。一般设置欠电压为额定电压的60%Ue，时限小于0.3～0.5 s； 6) 中性点不接地的电容器组，各相对中性点的单相短路保护。

3 SEL-351A电力电容器二次线路设计

现以三环中化化肥有限公司磷铵装置6kV电容器为例，主回路装设TA1、TA2二组电流互感器作为测量和保护元件，变比CTR为20，OTA零序互感器，变比CTRN为50，TV电压互感器和放电电容器PT，变比为100。用于保护的互感器TA2分别接至SEL-351A IA、IB、IC接口（Z01-Z06），OTA零序互感器接至IN（Z07-Z08）,电压互感器L1、L2、L3接至U630、V630、W630、N600接口（Z09-Z12），电容器放电PT接至L601、N601（Z13-Z14）。在跳闸回路中，I段过电流接至OUT1(A01-A02)出口，II段过电流接至OUT2(A03-A04)出口，过电压保护接至OUT3(A05-A06)出口，失压保护接至OUT4(A07-A08)出口，断路器位置接至IN01(A17-A18)。

4 SEL-351A电力电容器保护参数整定及SELogic逻辑控制方程的编写

云南三环中化化肥有限公司磷铵厂I段6kV电容器组参数如下：额定容量 S=450kVA，相数：P=3，额定频率：f=50Hz，额定电压Ue=11/Ie=3=6.3kV，额定电流：

SUe34.1 整定的技术参数

1) I段过电流：动作电流 3Ie/CTR=6.30A，动作时间：0.2 s； 2) II段过电流：动作电流 1.5Ie/CTR=3.15A，动作时间：0.5 s； 3) 过压保护：1.1Ue/PTR，动作时间：3 s； 4) 欠压保护：0.6Ue/PTR，动作时间：0.5 s； 5) 单相接地故障保护：0.5A，动作时间：0 s。 4.2 AcSELerator QuickSet逻辑编程及参数整定 Group1 Set1

General Setting

RID,\"SEL-351A\

Phase Overcurrent Elements

E50P,\"2\

Neutral Ground Overcurrent

E50N,\"1\Voltage Elements

27PP,\"60.00\

SELogic Variable Timers

SV1PU,\"25.00\";SV1DO,\"5.00\";SV2PU,\"9000.00\";SV2DO,\"5.00\";

Logic1

Trip Logic

TR,\"67P1T+67P2T+SV1T+SV2T\";ULTR,\"!(67P1T+67P2T+SV1T+SV2T)\"q

Close Logic Equations

52A,\"IN101\";ULCL,\"!TRIP\";

SELogic Variable Timer Inputs

SV1,\"27AB*27BC*27CA\";SV2,\"59AB+59BC+59CA\";

Output Contacts

OUT101,\"67P1T\";OUT102,\"67P2T\";OUT103,\"SV2T\";OUT104,\"SV1T\";

Other Equations

ER,\"/50P1+/50P2\";FAULT,\"50P1+50P2\";

Global

General

PTCONN,\"WYE\";VSCONN,\"VS\";TGR,\"0.00\";NFREQ,\"50\";PHROT,\"ABC\";DATE_F,\"MDY\";

SER

SER1,\"50P1,67P1T,50P2,67P2T,27AB,27BC,27CA,59AB,59BC,59CA,LOP,ALARM\"

SER2,\"IN101,IN102,IN103,IN104,IN105,IN106,OUT101,OUT102,OUT103,OUT104,59S1\" SER3,\"SV10T,SV11T,SV12T,SV13T,SV14T,SV15T,SV16T,OUT105,OUT106,OUT107\" 备注：其余整定参数省略，默认即可。

=41.24≈42.00A。

5 结束语

SEL-351A是一种通用型综合保护测控装置，它具有故障动作迅速、灵敏度高等特点，其保护参数参数整定及SELogic逻辑控制方程的编写比较简单，有较强的故障录波分析，有助于维护方便和故障的查找。

参考文献：

[1] 郑威,陈建军,陈世全.SEL-749M继电保护装置对高压三相异步电动机保护的研究和应用[J].电工技

术,2011(4)：1-3.

[2] 郑威.SEL-551C继电保护装置在6/0.4KV变压器保护中的研究和应用[J].机电信息,2012(9):52-. [3] 陈一红.3-10KV电力电容器继电保护整定计算[J].宁夏石油化工,2001，20（C00）：47-49. [4] 曹华.浅谈微机保护装置的应用[J].电气自动化,2003(4):32-34.

郑威（1984—），男，山西忻州人，电气工程师，云南三环中化化肥有限公司电气专业技术带头人，昆明理工大学在职硕士研究生，主要从事电气工程自动化和控制工程设计维护工作。