并聯電容器組鳥害的防治策略

杜大全，苗俊杰，鄭 娜

(1.河北省電力研究院，石家莊 050021；2.河北省電力公司，石家莊 050021；3.石家莊供電公司，石家莊 050051)

鳥害是我國變電站電力設備和輸電線路運行的一個重要安全隱患。近幾年來，隨著變電站和輸電線路的不斷增多以及生態環境的逐步改善，鳥害造成的事故呈上升趨勢，由此造成的損失也越來越大[1]。對于并聯電容器組，飛鳥會造成電容器極間或極對殼短路故障，一旦發生電容器組相間短路故障，將使主變壓器經受短路電流的沖擊，可能會造成主變壓器損壞。因此，并聯電容器組鳥害的防治對電網安全穩定運行具有重要意義。

1 鳥害引起的設備故障分析及處理

1.1 設備概況

某500 kV變電站共安裝35 kV 1號、2號2組電容器，斷路器號分別為3723和3733，電容器組型號為TBB 35-60120/334 CCW，單臺電容器型號為BAM 12/2-334-1 W，均為2007年4月出廠、2008年2月投運。電容器采用三相星形差壓保護接線，運行容量60 120 kvar(三相)。

1.2 故障情況

2008年7月5日，該500 kV變電站35 kV 2號電容器組差壓保護動作跳開3733斷路器。繼電保護裝置(WDK-851)動作信息為：差壓保護動作，V相差壓Uvw=12.5 V，0.2 s動作出口(差壓保護定值：5 V，時間定值：0.2 s)。

1.3 現場檢查

故障當日天氣晴朗，變電站35 kV系統正常運行，其1號、2號電容器組均處于正常運行狀態。現場檢查發現2號電容器組V相一只電容器一次引線與層架支撐角鋼間有一只鳥被電擊致死，并留有放電痕跡。

1.4 故障原因分析

并聯電容器存在一定的介質損耗，運行過程中有3～10 ℃的溫升，特別是在北方寒冷的冬天，溫暖的環境易吸引鳥類棲息[2]。由于并聯電容器組母排和引線未經過絕緣化處理，大鳥飛落造成V相一次引線對層架角鋼放電(相當于極對殼短路)，導致差壓保護動作跳閘。因此鳥類飛入造成電容器極對殼短路是故障發生的直接原因。

1.5 處理措施

檢修人員清理被電擊致死的鳥，打磨燒損的一次引線，并逐臺對電容器的電容量和放電繞組的直流電阻進行測試，結果均合格，經檢查確認無其它問題后，將2號電容器組恢復正常運行。

2 電容器組防鳥害方案

通過對近年發生的類似故障進行調研，發現多個網省公司系統均發生過飛鳥造成的電容器極間或極對殼短路故障。飛鳥不僅可能直接威脅電容器的安全運行，而且一旦造成相間短路，將使主變壓器低壓側經受短路電流沖擊，給主變壓器的安全運行造成隱患。因此，應尋找防治鳥害的對策，減少鳥害對電容器的影響，以下提出3種室外散裝電容器組反事故措施的方案。

2.1 采用全封閉式圍欄結構

全封閉式圍欄結構具有防鳥害效果好的優點。采用該方案，鳥類無法飛入，可徹底消除因飛鳥造成的電容器組故障。缺點如下：

a. 適用范圍有限，只適用于下進線(電纜進線)方式。而目前大多數500 kV變電站的35 kV電容器采用上進線(鋁排進線)方式，也有相當一部分220 kV變電站采用上進線方式，這種情況無法使用該方案。

b. 價格較高。220 kV變電站一組7 200 kvar的電容器，采用全封閉式圍欄價格為22～23萬元。

考慮到該方案適用范圍有限且價格較高，一般不推薦采用該方案。

2.2 加裝熱縮護套和防鳥絕緣帽

室外散裝電容器組加裝母排和引線熱縮護套，套管引出端子加裝防鳥絕緣帽。保定某公司曾在張家口、承德和甘肅天水等地區的變電站加裝過電容器組母排和引線熱縮護套，并對套管引出端子加裝防鳥絕緣帽(熱縮材料冷軋制成)。

2.2.1 優點

a. 防鳥害效果好。采用該方案，將電容器組外露鋁排、引線和端子全部絕緣化，可消除因飛鳥造成的電容器故障。同時，還可以防止其它各種可能的異物短路，在發生短路時防止故障擴大。

b. 適用范圍廣。該方案可適用于所有室外散裝電容器組。

c. 價格適中。據測算，采用該方案所需費用約為電容器組價格的5%。如220 kV變電站一組7 200 kvar的電容器價格為17～18萬元，采用該方案所需增加費用為0.85～0.9萬元。

2.2.2 缺點

a. 采用該方案對在運電容器組進行改造，工程量較大。

b. 該方案應用于500 kV變電站的電容器組，價格較高。500 kV變電站一組60 120 kvar的電容器價格約為200萬元，按照電容器組價格的5%測算，采用該方案所需增加費用約為10萬元。

2.3 加裝超聲波驅鳥器

超聲波驅鳥器采用單片機技術實現分段工作，每次工作是在一定頻率范圍內隨機發出某頻率超聲波來延長動物的適應期[3]。超聲波驅鳥器的原理是通過發出人類聽不到的聲音頻率刺激鳥類的聽覺器官，惡化鳥類的生存環境，從而達到驅鳥的效果。

優點如下：

a. 適用范圍廣。該方案可適用于所有室外散裝電容器組。

b. 價格較低。1個超聲波驅鳥器價格為3 500～4 000元，每組電容器在四周圍欄各裝1個，僅需1.4～1.6萬元。

c. 工程量小。采用該方案，只需在四周圍欄上加裝超聲波驅鳥器，安裝方便。

缺點：超聲波驅鳥器發出的頻率經過一段時間后，鳥類可能適應，驅鳥效果變差。而且，有觀點認為，超聲波對人體生理有一定負面影響，可能影響值班員的身體健康。

3 電容器組改造建議

為了防止飛鳥對電容器組造成的危害，結合以上防鳥害方案，綜合考慮，可針對各等級變電站內散裝電容器組的情況進行如下改造。

a. 在運110～220 kV變電站的散裝電容器組單組容量一般為2 000～12 000 kvar(價格15～30萬元)，采用加裝熱縮護套和防鳥絕緣帽所需費用為0.75～1.5萬元，不高于加裝超聲波驅鳥器，且防鳥害效果好，可消除包括飛鳥在內的各類異物短路造成的電容器故障，故建議采用加裝熱縮護套和防鳥絕緣帽的方案進行改造。

b. 在運500 kV變電站的散裝電容器組單組容量一般為45 000～60 120 kvar(價格150～200萬元)，采用加裝熱縮護套和防鳥絕緣帽所需費用為7.5～10萬元，遠高于加裝超聲波驅鳥器的費用。因此建議對超聲波驅鳥器做進一步調研，經過比較后，選擇一種驅鳥效果較好且副作用小的超聲波驅鳥器在500 kV站試用，根據試用效果確定最終方案。

c. 對新建或改擴建110～220 kV變電站的散裝電容器組均可采用加裝熱縮護套和防鳥絕緣帽防治鳥害，對新建或改擴建500 kV變電站的散裝電容器組根據超聲波驅鳥器的試用效果確定防鳥害方案。

4 結束語

飛鳥會造成電容器極間或極對殼短路故障，一旦發生電容器組相間短路的故障，將使主變壓器經受短路電流的沖擊，可能會造成主變壓器損壞。因此，應針對不同電壓等級的新建、改擴建變電站，采取有針對性的驅鳥措施，以達到驅鳥效果，避免飛鳥對并聯電容器組的損壞。

參考文獻：

[1] 郭偉躍.美國輸電線路和變電站電氣設備防鳥害措施[J].中國電力，2006，39(8)：82-84.

[2] 王 琦.戶外電容器組預防鳥害的措施[J].電力電容器與無功補償，2008，29(2)：55-57.

[3] 黃光偉，馮國義.輸電線路鳥害的特點與防治措施[J].河北電力技術，2007，26(增刊1)，45-46，51.