摘要：介绍了氧化锌避雷器(MOA)是防止过电压损坏电容器的治本措施。如何选择它的接线法和计算选择法。从非MOA工作者的角度理解和应用MOA。
关键词：暂时过电压；最高连续运行电压；额定电压；吸收能量；方波通流
Permanent Measure on Preventing Overvoltage from Damaging66kV Power Capacitor
LI Xingtang, LI Chaoshun, WANG Yong, AN Fang
(Shhenyang Power Supply Company, Shenyang 110003, China
Abstract： ZnO surge arrester (MOA) that is a permanent measure to prevent overvoltage from damaging 66kV capacitor is introduced. he paperalso describes how to select MOA connection and calculation method. MOA is understanded and applied from not MOA worker in point of view.
Keywords： emporary overvoltage；Maximum Continuous operation voltage; Ratedvoltage; Energy absorptin ability;Rectangle wave current
1 前言
我公司浑河变1#电容器组是从日本日新引进的19kV、334kvar电容器，属于66kV系统浑河变的出口电压是69kV，因此，电容器经常是在45%过电压下运行。又因规程规定，系统电压可以在±10%范围内变动。过电压5%时，69kV系统的电压是69×1.05=72.45kV，电容器上过电压72.45/19×2
=110.2%。这是上世纪80年代初期，我单位66kV电容器的运行情况。因此，电容器投入运行没有多久，便出现套管闪络、熔丝群爆。进入90年代，除了两相熔丝群爆，全部熔断外，还有相纵差电流保护用的C二次过电压，击毁保护用的MOA，支持瓷瓶对架构放电等等。这种现象同样出现在电容器额定电压为20kV大成、繁荣、祁家和文成等变电所的66kV电容器组。损坏现象更为严重。因此，我公司生产技术部提出“66kV电容器组保护方法的研究”。以EMP研究MOA防止过电压的功能。因为我单位早在1983年已在红卫和孤家子两家变电所的10kV电容器组应用了MOA，红卫的MOA从1983年运行到近2000年，动作了三次，1994年11月20日一支发生爆炸，原因是阀片老化，没有及时更换之故。后来换上电科院的Y5WZ-16.5/45型MOA，继续运行，因电容器停运，而停止运行。孤家子变的MOA，在1985年9月11日前动作次，1988年，雷雨季节期间，雷击损坏一支，停止运行。总的来说，电容器组应用MOA是成功的，并取得一定的经验，因此，防止过电压损坏66kV电容器的治本措施，关键是在MOA的接线方式和参数的计算选择法。以下就是这方面的论述。
2 MOA的接线方式
星形中性点绝缘电容器组应用MOA的接线方式有两种典型的方式。
2.1相对地MOA的接线，称为接线I，如图1。
MOA的功能是：
A防止雷击过电压；
B防止操作过电压；
2.2 MOA与电容器一段并联，并在中性点对地接入一支MOA，称为接线II，如图
MOA的功能是：
A除了接线I的功能外，尚有：
B单台电容器元件击穿，或熔丝熔断时，防止重燃过电压，亦即防止故障扩大引起的熔丝群爆和支持瓷瓶闪络等；
C防止两相重燃过电压。
MOA的接线II得到1984年美国麦克伦—爱迪生公司McGranaghan等认同［1］；“在电容器组相对中性点并接的MOA，能限制电容器端子残留电荷的过电压，使它低于相对地接线MOA的电压水平，并降低断路器的恢复电压.从而减少多次重燃的可能性。(这个结论得到美国电力公司和西屋公司1990年在138kV电容器组上进行人工熔断熔丝试验证实[2］).但这种接线不能限制断路器瞬间恢复电压(RV)的中性点对地高频分量。必要时，可以在中性点对地之间加入第四支MOA."MOA接线II降低相间和中性点的过电压问题,已由西安交大和太原钢铁厂在EMP模拟证实[3]。因此说,MOA接线II是防止电容器组各种过电压最佳的方案。
3 MOA参数的计算选择法
目前国内选择MOA的参数有：最高连续运行电压(Umcov)、暂时过电压(UTOV)、额定电压(Ur)、方波通流(Irwc).又因后者的计算必须先了解电容器组的释放能量(Ea)。因此，需先计算电容器组的释放能量，作为MOA的吸收能量，再计算MOA的方波通流。MOA参数的计算法繁多,这里只采用两种.一是文献[4]介绍国内的计算法,一是了解到的国外采用的计算法。因文献[4]介绍说:“国标规定，中性点非有效接地系统的MOA在动作负载试验中,紧接着两次大电流后,应耐受1.3UTOV、10s。因此，根据IEC的定义,MOA的额定电压应为1.3UTOV。即10kV为1.3×12.7=16.5kV。”因此，采用两种方法同时进行,看哪一种计算结果与中能电力科技开发公司和西瓷所的MOA样本给出的MOA额定电压较为接近。另外是文献[4]的方波通流计算公式漏了一个时间值。这里加以补上，好得到真正的计算结果。MOA的计算公式和计算过程如表1.
4 MOA参数的计算选择例子
10kV、7500kvar和66kV、40000kvar电容器组应用MOA参数计算结果列在表2。从表2看出：
A.CIGRE WG33-06[5]和文献[6]计算MOA额定电压Ur的数值与中能电力科技开发公司和西瓷所的MOA样本给出表2 MOA额定电压相对比，完全吻合。
B.文献[4]的方波通流计算公式，是1984年华东电管局供用电处培训班教材[8]首先提出的。选用MOA的8/20μS冲击残压(Ures)作为限制MOA放电电压，比文献[6]选用MOA特性曲线临界拐弯点电压(
)作为限制放电电压，有一定的出入。如表2列出的四个型号MOA的Ures都大于2.6Um，而则小于1.9Um。因此，得知选用Ures限制放电电压是在MOA特性曲线的拐弯点以上。属于MOA特性曲线的第二区的阻性电流区，MOA还在继续放电。但两者的计算结果，可能相差不大。原因是文献[8]选用的暂时预期过电压，相对地也选的不高。如10kV的MOA，从UTOV降到Ures的电压差是11.4kV，而文献[6]则是13.1kV。将这些差峰值平方，再乘上1/2电容量，便是电容器组的放电能量。因此，文献[8]算出的方波通流也少些。从而看出，只要MOA的额定电压选的合理，方波通流也符合要求。
C.采用文献[6]计算方波通流与JB/5894-1991[9]和DL/801-2002[10]两导则给出的表2括号内的数值比较，差的较大的是10kV的接线II和66kV的接线I。只是未能了解两导则的计算方法。
5 小结
5.1 MOA在并联电容器组应用的两种接线I和II已被DL/804-2002导则采纳。应以接线II为主，道理已在MOA的功能中详细的说明。
5.2 需要指出的是，MOA采用两种接线时，串联电抗器必须串联在电容器组前端，MOA接在两者之间，避免串联电抗器影响MOA的动作。如果串联电抗器已接在电容器组中性点，在加装MOA时，最好串联电抗器也并联MOA。MOA的Ur取串联电抗器额定电压的1.5～1.8倍。方波通流与接线II的相同。
5.3 中性点对地采用MOA的Ur,取MOA接线II额定电压的80%左右。它的方波通流与接线II相同。
5.4 66kV系统的MOA是分为两段与电容器并接的。因此,Ur=72kV,应改为Ur=2×36kV,Ures=186kV=2×93kV;40Mvar和30Mvar电容器组的MOA方波通流分别为800A和600A。
5.5 66kV系统采用MOA的型号,中能电力开发公司是Y1.5WX-72/186.西瓷所则是Y1.5W-72/186。除了应用套管不同外,不知还有无其它区别，应用时，应向厂家询问清楚。
5.6 根据表1右边的计算公式，同样可以算出35kV系统用的MOA参数。如35kV，20Mvar电容器组MOA接线II的参数是Ur=2×20kV和Irwe=760A。
参考文献
[1] M.F.Mcgranagha等Overtage Protection Of Shuntapacitor Bank Using MOA Arresters［M］. IEEE ransactions on PAS VOL.1984 PAS103.
[2] J.E.arder等138kV Shunt Capactor Reseach BankDesign and Experience［M］. IEEE ransaotion on Power Delivery Vol.5. 1990. 337342.
[3］施围等EMP在四星接法MOA设计及其限压效果计算中的应用［J］，电瓷避雷器，1995(4
[4］唐艳波等MOA在并联电容器装置中的应用［J］电力电容器,2001(3)
[5］Metal Oxide Surge arrestters in AC systems. Part3 and 6.By .CIGRE WG3306 《ELECRA》 1989～1990.
[6］O.Nigol. Methods For Analyzing he Performance Of Gapless Metal Oxide Surge Arresters［同2］VOL.7. 1992, 1256～1264
[7］ABB交流高压EXZIM型Zno避雷器选择导则［M］. 1991年.
[8］并联电容器用氧化锌避雷器，华东电网供用电培训教材《并联电容器补偿装置技术》1984年.
[9］JB/58941991，交流无间隙金属氧化物避雷器使用导则
[10］DL/804～2002，交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则
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