4.1 接线方式

    (1)500kV及以上变电站采用自耦变压器，部分220kV变电站采用三绕组变压器，低压侧只接站用变压器和电容器组，属于第一种接线方式，即图4.1.1-1所示，这种接线方式比较常见。

    (2)在一条母线上既接有供电线路，又接有电容器组，在电力部门和电力用户的变电站、配电站(室)中相当多采用这种接线方式，属于第二种接线方式，即图4.1.1-2所示。

    (3)为了满足电网运行中不断变化的无功需求，通常需要电容器组频繁投切，若分组回路采用能开断母线短路电流的断路器，因断路器价格较贵会引起工程造价提高，为节约投资，设置电容器组专用母线，专用母线的总回路断路器按能开断母线短路电流选择，分组回路开关不考虑开断母线短路电流，采用价格便宜的真空开关，满足频繁投切要求。即图4.1.1-3所示方式，这种方式在35kV以上电压等级比较少见，但是，近期发展起来的10kV自动补偿柜采用的正是这种接线方式。需要说明，分组回路作电容器投切的开关设备不是断路器，而是价格便宜、可频繁投切的接触器。

    变电站中每台变压器均应配置一定容量的电容器以补偿其无功损耗，与主变一起投入运行。不考虑两台或多台主变压器下装设的并联电容器装置互相切换运行。如果采用切换方式，会造成电气接线和保护装置的复杂化，增加工程投资，而并未带来明显的技术经济效益。

    针对本条，本次修订将母线电压等级提高到了110kV。

4.1.2  本条规定了并联电容器组和每相或每个桥臂的接线方式，以及串联段并联容量的规定。

    据调查，二十世纪八十年代以前，并联电容器组接线有两类：三角形类(单三角形、双三角形)；星形类(单星形、双星形)。绝大多数并联电容器组的电压为6kV和10kV，接线方式为三角形，这种接线方式在技术上存在问题。可以说是当时电容器产品的额定电压造成了这种接线方式，如：电容器额定电压为6kV和10kV，正好接成三角形用于6kV和10kV电网。因为，当时电容器产品种类少，又没有设计标准可遵循，工矿企业中的并联电容器组大量采用三角形接线。单串联段的三角形接线并联电容器组，发生极间全击穿的机会是比较多的，极间全击穿相当于相间短路，注入故障点的能量，不仅有故障相健全电容器的涌放电流，还有其他两相电容器的涌放电流和系统的短路电流。这些电流的能量远远超过电容器油箱的耐爆能量，因而油箱爆炸事故较多。在当时，全国各地发生了不少三角形接线电容器组的爆炸起火事故，损失严重。而星形接线电容器组发生全击穿时，故障电流受到健全相容抗的限制，来自系统的工频电流大大降低，最大不超过电容器组额定电流的三倍，并且没有其他两相电容器的涌放电流，只有来自同相的健全电容器的涌放电流，这是星形接线电容器组油箱爆炸事故较少的技术原因之一。所以，本规范规定的并联电容器组接线方式是星形接线，全国都应遵循。

    根据我国目前的设备制造现状，电力系统和电力用户的并联电容器装置安装情况，750kV及以下变电站的并联电容器组的电压等级为66kV及以下，而66kV及以下电网为非有效接地系统，在建的特高压交流工程的110kV也是采用的非有效接地系统，所以，星形接线电容器组中性点均应不接地。

    电容器组接线方式选择，应根据电容器组容量和采用的保护方式综合考虑。常用电容器组接线和保护方式主要有4种：单星形接线采用开口三角电压保护；单星形接线采用相电压差动保护；双星形接线采用中性点不平衡电流保护；单星形接线采用桥式差电流保护。据浙江省电力试验研究院近期调查：10kV电容器组容量为7800kvar及以下，35kV电容器组容量为8400kvar及以下，采用单星形开口三角电压保护，分别占74.4％和43.9％；随着电容器组容量增大，采用这种接线方式的比例减少，尤其是35kV电容器组，容量在10Mvar～20Mvar时很少采用；35kV电容器组，容量为20Mvar及以下，采用单星形接线相电压差动保护的占57％，单组容量超过20Mvar者不采用；10kV电容器组，容量为8000kvar～10020kvar，采用双星形接线中性点不平衡电流保护较多，以前占总容量的24.7％，现在是43.2％；35kV电容器组，采用双星形接线中性点不平衡电流保护方式同样很多，但是，500kV变电站的大容量电容器组采用这种接线，由于保护灵敏度不够，安全性差，已有不少事故；以前，10kV和35kV电容器组，采用单星形接线桥式差电流保护的较少，绝大多数用在66kV电容器组，由于这种保护方式的灵敏度高，今后，将在35kV和66kV电容器组中大量采用。为了解决采用双星形接线中性点不平衡电流保护的灵敏度不够的问题，有少数500kV变电站的60Mvar电容器组，采用了在一套开关回路下将60Mvar电容器分成3个单星形接线的电容器组，每个组20Mvar，其目的是减少并联台数，提高安全性，其缺点是保护灵敏度并不理想，而且，使装置复杂化。在单星形、两星形、三星形接线中，由于采用的保护是按单星形设置，其实质仍是单星形，仅仅是接线方式上的新花样，并不是一种新的接线方式。单星形接线是电容器组的最基本的接线方式，其他接线方式都是由单星形演变来的。各种保护都有其自身的优缺点，选用时应根据工程条件，用其优点，避开缺点。

    并联电容器组的每相或每个桥臂，由多台电容器串并联组合连接时，当采用先并后串，一台电容器出现击穿故障，故障电流由两部分组成：一部分来自系统的工频故障电流；另一部分来自健全电容器的放电电流，由于故障电流大，能使外熔丝迅速熔断，从而把故障电容器迅速切除，这时健全电容器电压将会升高，只要不超过允许值，电容器组可继续运行。而采用先串后并的电容器组，当一台电容器击穿时，因受到与之串联的健全电容器容抗的限制，故障电流比上述情况小，外熔丝不能迅速熔断，故障时间延长，与故障电容器串联的健全电容器，因长期过电压而可能损坏。在故障相同的情况下，先并后串接线方式，健全电容器上的电压升高较低，有利于安全运行。应当注意：当并联容量超过限值时，需要采取切断均压线的串并联分隔措施，这种方式保护整定计算不能采用常规公式，否则，将会造成保护整定值错误，留下事故隐患，因此，需根据具体情况进行公式推导。

    限制电容器组的并联容量是抑制电容器故障爆破的重要措施。本条规定根据现行国家标准《标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器  第3部分：并联电容器和并联电容器组的保护》GB/Z 11024.3-2001中第5.3.1条规定提出。其主要原因是当并联电容器容量增大时，一旦单台电容器出现短路故障，与之并联的电容器会通过此电容器放电，过大的放电能量会超出单台电容器耐爆能量极限值，此时会发生严重的爆炸事故，不仅会导致电容器损坏停运，甚至可能导致其他设备及人身伤害，因为本条第3款规定涉及设备安全运行，所以定为强制性条文。近年来，随着电力电容器设备生产能力的提高，虽然单台电容器外壳耐爆能力有所提升，但通过对大量设备生产厂家进行调研，目前虽有部分厂家尝试将单台电容器耐爆能量提高到20kJ，但尚无成熟产品，因此，本次修订不改变对并联容量的规定，本条第3款为强制性条文，必须严格执行。

4.1.3  为使低压集中补偿尽量靠近负荷中心，低压电容器柜与低压配电盘应接于同一条母线，这样，既节约投资，又缩短无功输送距离，达到节能目的。国内外低压并联电容器组，主要采用三角形接线。根据低压并联电容器的结构性能和实际应用情况，低压并联电容器不同于高压并联电容器，出现事故的主要原因不是因为接线方式。因此，三角形接线和星形接线，对低压并联电容器组来说都是正常接线方式。