姜建平¹，李猷民¹，王贺磊¹，武守远^2

(1. 国网山东省电力公司检修公司，山东 济南250018）

(2. 北京中电泰瑞科技有限公司，北京100096)

基金项目：国网山东省电力公司检修公司2017年度科技项目(520618170083)

作者简介：姜建平（1982—），男，高级工程师，硕士，主要研究方向为电力工程自动化、变电技术管理，jjp_jxgs@163.com.

摘要：为解决35 kV并联电容器开断时的重燃过电压问题，仿真分析了此类重燃过电压的基本特性，并指出现有避雷器配置在应对重燃现象时的局限性。随后通过研究金属氧化物限压器和电力电子阻尼型限压器两种过电压限制措施，基于多种工况下的仿真分析，明确了两种措施的过电压限制效果，并提出相应装置的总体设计原则和参数选取方法。

关键词：电容器；重燃；过电压；金属氧化物限压器；电力电子

中图分类号：TM72   文献标识码：A   文章编号：2095-509X(2020)04-0067-05

超、特高压电网具有输送潮流大、线路充电功率大的特点，但随着运行方式的改变及电力负荷的波动，系统电压常出现较大范围波动。作为重要的无功调节手段，超、特高压变电站一般在变压器的低压侧装设无功补偿装置，即并联电容器和并联电抗器。在断路器合闸投入并联电容器组、电抗器组时，将会产生合闸涌流和过电压；而在断路器分闸时，由于断路器的重燃（包括复燃和重击穿）及电抗器的截流现象，也会产生幅值较高的过电压^［1-2］。上述过电压可能造成电容器、电抗器绝缘的击穿，此外在断路器开断过程以及关合中的预击穿过程中，频繁的触头烧蚀会影响其使用寿命，一旦超出寿命范围，将更容易发生重燃现象。

早期用多油断路器对无功补偿装置进行投入、切除操作时，可能造成断路器触头重燃多达六、七次之多；真空断路器在执行此类操作时也存在较为突出的重燃问题^［3］。目前大量使用的SF6断路器，长时间使用后其电气性能会有所下降，同样存在重燃的隐患^［4-5］。采取有效措施避免断路器发生重燃，限制重燃过电压，对于保护设备安全具有重要意义。

根据相关研究成果可知，对于并联电抗器的截流和重燃过电压问题，可采用避雷器或阻容吸收装置等进行限制^［6-9］。与无间隙金属氧化物避雷器（metal oxide surge arresters, MOA）类似的金属氧化物限压器(metal oxide varistor, MOV)，在串联补偿电容的过电压保护方面得到了较多的应用^［10］。此外，选相控制技术也广泛应用于无功补偿装置的投入和切除^［11-13］，其中在开断并联电容器组时，可通过控制断路器分闸时刻，确保适当的燃弧时间以避免发生重燃现象。但该最佳燃弧时间获取难度较大，且断路器动作精度对其应用效果影响较大。

考虑现有重燃过电压限制措施的优点和不足，本文在分析重燃过电压特性的基础上，研究两种新型过电压限制措施。

1 开断35 kV并联电容器的重燃过电压

在开断电容器组时，如不发生断路器的重燃，则不会形成高幅值的过电压；而当电弧电流过零、电弧自行熄灭后，弧隙如发生重燃，将使电容器上出现较高的过电压。大量文献对该过程进行了详细的阐述^［1］，这里仅给出研究结果。分别考虑三相断路器正常开断，以及一相开断后其余一相或两相不能正常开断的情况，经理论分析得到各相最大恢复电压。