0引言
　　可控串补装置的一次主回路如图1所示，笔者在研究电容器组过负荷保护的过电流倍率与可持续运行时间的实验中，发现当采用求过负荷时间段电流均值的方法，在过电流幅值波动较大时，保护动作的正确性会受到影响，经分析后提出改进的加权积分法解决上述问题。

1电容器过负荷保护改进算法
1、1保护原理与算法依据
　　可控串补电容器的过负荷保护的原理就是以反时限特性对电容器电流进行连续监视，当电容器电流I(t)≥ 1.10Ice（电容器额定电流）时，启动电容器过负荷保护，同时对过电流过程进行 “累计”（积分），当积分结果超出电容器允许程度时，保护动作闭合BPS，将电容器组旁路。
　　电容器过负荷保护对时间的要求并不高，主要从过电流产生的热效应来考虑，是一个热量逐渐积累的过程。保护应该做到能持续有效地监视电容器电流，并通过某种手段将这一热量的累积过程记录下来。
　　国际标准IEC 143-1：1992《电力系统用串联电容器》一文中提供了电容器的过电流水平与持续时间关系的准则，见表1：而ABB公司在大房（大同—房山）500KV线路的串补工程，允许运行10s的经验数据。

　　从上表分析：过负荷电流允许持续运行时间随电流增大下降得非常快，几乎呈指数趋势，曲线坡度很陡，可以近似认为电容器过负荷特性曲线是以国标中给定的几个点为拐点的几段折线组成（如图2所示）。

　　依据这种想法，对于任一电容器过电流倍率下所允许持续的时间可按以下线性插值法计算：
　　
　　此前笔者曾采用求过负荷电流均值的方法得到（2）式中的Ic，即对每个采样点的电流有效值及过负荷时间求累加和（积分），即求ΣI（t）和Σt。令Ic=ΣI（t）/Σt，得到过电流时间段的电流均值，将此结果代入（2）式计算在此过电流下允许持续时间T。
　　 但笔者在做动模实验过程中发现，采用上述方法计算电容器过负荷电流与持续时间的关系，并决定保护是否动作时，在过负荷电流持续稳定，或上下波动不大时，控制效果还比较理想，但当过负荷电流摆动幅度较大时，该算法存在一定的不足之处，尤其是过电流在低水平已经持续较长一段时间后又摆动到较高水平时（如1.5-1.8倍额定电流左右），控制效果并不理想。
1.2算法的分析与改进
　　 经过分析发现，之所以出现以上情况，问题出在求过负荷时间段内的平均过电流上，即ΣI（t）/Σt。如过电流在1.24倍时已经持续了较长时间后电流增加到1.78倍，这时电容器在大电流作用下应该在短时间内（10秒左右）动作，退出运行，但由于采取求平均值法，使得ΣI（t）/Σt的值增加得并不明显，结果保护迟迟不动作，这样1.78倍过电流的显著作用并未被突出。为了解决这一问题，笔者试采取了另一种电容器过电流算法----加权积分法。
　　由于电容器过负荷倍率与其能承受时间的关系曲线呈反时限特性，笔者考虑按照不同程度的过负荷，给不同的过负荷电流赋予不同的权值，然后再对赋予了权值的过电流积分。具体算法是：权值R=1/T，T为根据（2）式计算得到的过电流允许持续时间，但此时的Ic是这一点的采样值，而非时间段内的均值，然后将计算结果在过负荷时间段内逐点累加，直到积分结果等于1时（为留有裕度一般取0.97左右），保护动作。采取这种算法的理由是：当过负荷水平低时，电容器允许持续运行的时间T就长，这也说明该电流对电容器是否能持续运行的影响较小，于是给该过负荷电流的权值就小（1/T），相应地，随着过负荷电流倍率增大，电容器允许持续运行时间T迅速缩短，而这时的过负荷电流将给予一个较大的权值。
　　为了验证上述加权积分法的合理性，笔者进行大量动模实验，并对实验结果进行了分析，认为该算法简单、合理、尤其适合工程计算中，现举一典型实验数据（见表2），对两种算法的优越性作以对比：（实验中设定电容器额定电流Ie=600A）

　　 从这个实验中可见，电容器电流在1.3倍额定电流下持续1200s后加到1.78倍额定电流(1070A)时，电容器最理想的动作时间在1206s时刻,但采用ΣI/Σt的方法时，1220s时仍迟迟未动作，而加权积分法只产生0.2%的误差,这使保护动作的正确性和灵敏性提高了。

2结论
　　 通过以上对电容器过负荷程度与持续时间的两种算法的实验分析，可以看出，当电容器过负荷电流上下波动较大时，采用加权积分法比求均值的方法更具优越性，也更符合电力系统实际运行中负荷容易上下波动的状况，它重点突出了不同大小的过负荷电流对于过电流保护的动作所起的不同作用，尤其给容易引起电容器老化或损坏的大电流以较高的权值，使保护迅速动作，而且改进的算法简单有效，尤其适合工程应用。

参考文献

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