220kV以上變電站電容器組繼電保護裝置故障探討

寧小波

四川電力送變電建設公司調整試驗所，四川成都 610051

220kV以上變電站電容器組繼電保護裝置故障探討

寧小波

四川電力送變電建設公司調整試驗所，四川成都 610051

本文介紹了變電站電容器組繼電保護裝置故障問題出現的原因，在原因分析的基礎上，給出了相應的解決方案。主要有主要原因分析，電容質量問題，由于諧波造成的電容鼓脹和電容器投切過頻等。

變電站電容器組；保護裝置；故障分析；解決方案

0 引言

目前傳統的電工式繼電保護測試裝置已很難對繼電保護裝置的各方面特性進行全面測試，不再適應技術發展的需要。為避免重復投資，提高信息資源共享的水平，須對變電站自動化系統的信息采集、處理、傳輸加以規范，對站內功能配置予以綜合考慮。目前變電站自動化系統一般采用以SCADA為基礎的站端計算機網絡，通過綜合設計，減少了二次設備的重復配置，減少了二次回路，減少了電流互感器及電壓互感器的負荷，從而簡化了二次回路設計，并保證了數據的一致性，在可靠性的基礎上盡可能做到了軟硬資源的共享，提高了變電站的運行及管理水平，達到變電站減人增效，提高安全運行水平的目的。

1 電容器繼電保護裝置故障原因分析及解決方案

1.1 主要原因分析

1）是否有熱繼電器，和電抗器；2）接觸器型號，是否為切電容專用；3）系統需要的補償容量；4）出現事故的是否有單相熔斷器熔斷現象。

可以作初步估計，比如，如果單臺安裝容量偏大，如無好的措施，接觸器處容易過熱，（因為小容量的沒出事故）而且一般運行半年左右的都是過熱引起的接觸器故障，一旦再引起缺相，容易造成電容過壓擊穿。檢查諧波，計算電容投切的沖擊電流。一般加電抗，加電機保護器或有缺相保護的熱繼，增加散熱通風可以解決，單相熔斷器熔斷后引起電容器過壓擊穿的理論。從電路分析，缺相的電容器所受的電壓是不變的。

1.2 電容質量問題可以考慮以下因素

1）電壓是否過高；2）是不是電能質量不合格，諧波電流比較大；3）控制器是否有問題；4）接觸器是不是電容專用的。

排除以上因素后就基本可以確定是電容器的問題，在運行中一定要注意電容切除后不能馬上投入，要隔兩3min等放電后再投。

1.3 也可以從負荷和接觸器因素考慮

1）控制器設置投切時間是否有問題，電容切除后不能馬上投入，要隔兩三分鐘等放電后再投；2）負荷如果波動頻繁，單臺電容器30Kvar是否有點大；3）接觸器是不是電容專用的；4）負荷中變頻器、直流調速器負荷比重大，偕波電流大。

可能性：接觸器不是專用投切接觸器；二次諧波嚴重，此時可使用動態跟蹤補償；800kVA配360kKVAR時，每個投切電容組不宜過大。認同800kVA配360KVAR應該是過補償了，沒有加電抗。

最好的解決辦法是，加裝風扇進行對流降溫。另外還要注意：

1）箱變里要特別注意散熱條件；2）接觸器是否選用了電容投切專用的；3）30Kvar電容選用80A熔斷保護偏大了，起不到有效的保護作用。

電容器熔斷保護值應為電容器額定電流的1.44～1.55倍之間選擇。變壓器電容補償一般為30%，當選用30kVA電容時，配CJ19-63/11的接觸器，JR36-63/63的熱繼電器電容器不會有問題，接觸器也不會有問題，應該是當地的電能質量不是很好，或者電容投入過頻繁是否為負載波動較大，造成電容器投切頻繁，加之電容投切電路沒有采用電涌保護裝置檢查一下總電流，電容投入后應該比投入前要小，如果沒多大變化的話，負載產生崎形波的可能性比較大。

2.4 電容鼓脹可能是諧波問題

看有沒有整流或變頻設備；接觸不良可能會燒毀接觸器和熔斷器，應定期檢查連接線頭。

解決辦法是，將熔斷器該為同等規格的空氣斷路器，同時改善電容器的接地線，使其接地可靠，是不是各組電容容量過大，各組電容器隨負荷波動投切過頻。

2.5 也可能電容器投切過頻

另外，工作電壓偏高（390V～410V)，也容易發熱擊穿。另外，檢查接地、儀器測試電能質量、檢查設備電壓等級、絕緣配合等，都可能發生問題。

1）諧波原因，但是回路中沒有相關防范措施，如串聯適當電抗器。

2）電容器質量不行，抗諧波能力不強。電容器故障原因較多，分析一下，有沒有非線性負載，電容器質量如何，但首先在排除下面因素后，在做以上分析：

（1）電容的質量如何；

（2）是否有過載裝置；

（3）有沒有缺相，但也有可能是諧波，或者是溫度過高造成的；

（4）系統諧波電流比較大，高次諧波對電容器危害很大；

（5）電容器額定電壓過低，用450V的電容器也許會好一點；

（6）接觸器損壞說明頻繁出現過電流沖擊，導致觸頭損壞，可用專用電容切換接觸器，串電抗器限流。

還有可能是電容器內部膜的質量和電容器內部組件卷繞工藝差。排除方法是，選用額定電壓為0.45kV的，但前提是，合格的電容器及電壓總諧波畸變率不超過5%。

3 結論

本文介紹了變電站電容器組繼電保護裝置故障問題出現的原因，在原因分析的基礎上，給出了相應的解決方案。主要有主要原因分析，電容質量問題，由于諧波造成的電容鼓脹和電容器投切過頻等。

依次主要包括是否有熱繼電器，和電抗器；接觸器型號，是否為切電容專用；系統需要的補償容量；出現事故的是否有單相熔斷器熔斷現象。電壓是否過高；是不是電能質量不合格，諧波電流比較大；控制器是否有問題；接觸器是不是電容專用的。電容的質量如何；是否有過載裝置；有沒有缺相，但也有可能是諧波，或者是溫度過高造成的；系統諧波電流比較大，高次諧波對電容器危害很大；電容器額定電壓過低，用450V的電容器也許會好一點；接觸器損壞說明頻繁出現過電流沖擊，導致觸頭損壞。

[1]興城變電站電容器組繼電保護裝置故障分析[J].電力電容器，2003(4).

[2]陳軍.變電站電容器組繼電保護裝置故障分析[J].黑龍江科技信息，2004(1).

[3]劉玉冰.關于并聯電容器組的過電壓保護的研究[J].科技廣場，2007(5).

TM6

A

1674-6708（2010）32-0207-02

寧小波，工作單位：四川電力送變電建設公司調整試驗所，主要從事繼電保護試驗工作