淺談35kV并聯(lián)電容器組故障頻繁原因分析

譚洋

（廣西鐵合金有限責(zé)任公司，廣西南寧 530000）

淺談35kV并聯(lián)電容器組故障頻繁原因分析

譚洋

（廣西鐵合金有限責(zé)任公司，廣西南寧 530000）

在電力系統(tǒng)當(dāng)中，并聯(lián)電容器無功補(bǔ)償最先采取的方式就是無功補(bǔ)償，通過這種方式來降低輸電線路的輸送電流，進(jìn)而達(dá)到降低線路能量損耗，提升設(shè)備的使用率與電能質(zhì)量的目的。并聯(lián)電容器安全與否，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)作具有極為現(xiàn)實(shí)的意義。文章將對(duì)35kV并聯(lián)電容器組頻繁出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行分析，并提出有效的改善對(duì)策，以保證電網(wǎng)的正常、安全運(yùn)行。

并聯(lián)電容器組；故障；對(duì)策

隨著電網(wǎng)規(guī)模的增大，我國(guó)的電容器制造水平得到了一定的提升，并聯(lián)電容器已逐步運(yùn)用到電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償上，其功能主要表現(xiàn)為朝電力系統(tǒng)供應(yīng)無功功率，提升功率因素。對(duì)于電網(wǎng)的安全運(yùn)行而言，并聯(lián)電容器的可靠性與安全性是極為關(guān)鍵且不可忽視的。筆者所在變電站是220kV等級(jí)的，兩臺(tái)220kV變壓器，中壓是110kV，低壓是35，無功補(bǔ)償裝置（組合式并聯(lián)電容器組），屬于35kV等級(jí)。近期變電站內(nèi)無功補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘?jīng)常出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，鑒于此，筆者將對(duì)35kV并聯(lián)電容器組頻繁出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行分析。

135 kV并聯(lián)電容器組出現(xiàn)的故障及其原因

1.1 熔絲保護(hù)所造成的群爆故障

通常情況下，并聯(lián)電容器有兩種主要保護(hù)配置，即以電容器外熔絲為主、以繼電保護(hù)為主。由于外熔絲保護(hù)所導(dǎo)致的并聯(lián)電容器發(fā)生的故障，在全部并聯(lián)電容器事故中占據(jù)大部分[1]。一些并聯(lián)電容器的外熔絲，其在最初的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)時(shí)，存在一定的不足，因此而造成看開斷性能較差，進(jìn)而導(dǎo)致并聯(lián)電容器內(nèi)部發(fā)生故障，出現(xiàn)熔斷器誤動(dòng)、拒動(dòng)的情況，最終致使整個(gè)并聯(lián)電容器群爆。這種情況給以外熔絲為主保護(hù)的并聯(lián)電容器的安全性造成了一定的影響。

正在運(yùn)作的電容器其熔斷器開始啟動(dòng)之后，樹脂管和尾線將隨之脫落，電弧將促使消弧管分解出氣體，進(jìn)而將電弧予以吹滅，并且通過本身的彈力，拉長(zhǎng)電弧，使弧阻增加，最終快速熄滅電弧。然而在消弧管中的溫度比較高，這將導(dǎo)致各種質(zhì)量問題，例如龜裂、老化等。在出現(xiàn)質(zhì)量問題之后熔斷器運(yùn)作時(shí)，電弧所分解出來的氣體無法形成充足的氣壓（消弧管中），進(jìn)而導(dǎo)致熔斷器在熔斷之后無法把樹脂管與銅絞線相分開。由于電弧無法快速的熄滅，進(jìn)而致使熔斷器無法徹底熔斷，從而引發(fā)重燃。

1.2 諧波所導(dǎo)致的事故

伴隨著電子電力技術(shù)的快速前進(jìn)，各類新型用電設(shè)備（非線性負(fù)荷）得到了廣泛的應(yīng)用，而電網(wǎng)受到高次諧波的影響愈來愈大。一旦電力系統(tǒng)受諧波污染之后，對(duì)整個(gè)變電站的并聯(lián)電容器的正常運(yùn)行極為不利，如果諧波電流比較大，那么將對(duì)并聯(lián)電容器帶來直接的損害，進(jìn)而導(dǎo)致附加絕緣介質(zhì)出現(xiàn)損耗，加速設(shè)備絕緣的進(jìn)一步老化，最終造成并聯(lián)電容器發(fā)生熱擊穿事故，情況嚴(yán)重的還將影響整個(gè)電容器使其無法正常的投入運(yùn)作。

2 改善故障的有效對(duì)策

2.1 更換電容器組

目前，市場(chǎng)上生產(chǎn)35kV并聯(lián)電容器外熔絲的廠商眾多，其產(chǎn)品的質(zhì)量上下不一，難以確保整個(gè)電容器系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。針對(duì)這種情況，必須及時(shí)、徹底地更換并聯(lián)電容器的外熔絲，尤其是發(fā)生故障比較的電容器。之后，在設(shè)計(jì)并聯(lián)電容器的過程中，應(yīng)當(dāng)盡量采取不含外熔絲的電容器組。例如采取集合式的并聯(lián)電容器組，或者是采取有質(zhì)量保障的分散式并聯(lián)電容器組，這種電容器同樣不含有外熔絲。

另外，在設(shè)計(jì)并聯(lián)電容器保護(hù)裝置的過程中，可以設(shè)定兩種保護(hù)裝置，即事故保護(hù)與故障保護(hù)。其中事故保護(hù)能夠防止事故進(jìn)一步擴(kuò)散，而故障保護(hù)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)察覺并聯(lián)電容器的早期擊穿，進(jìn)而防止從設(shè)備故障朝事故方向發(fā)展。此外，并聯(lián)電容器的主保護(hù)，可以利用外熔絲結(jié)合微機(jī)保護(hù)的方式。

2.2 對(duì)諧波進(jìn)行抑制

目前對(duì)諧波進(jìn)行抑制的方式有多種，可以依據(jù)具體狀況選擇最為恰當(dāng)?shù)姆绞健?/p>

（1）從諧波源本身加以抑制。針對(duì)晶閘管變流裝置，可以對(duì)接入電網(wǎng)的容量予以約束，一些變流裝置的容量比較大，這時(shí)可以采取增多整流相數(shù)的手段。這主要是由于倘若整流相數(shù)變多，諧波的最低次數(shù)將會(huì)隨之上升，那么諧波電流的含量則會(huì)有所下降，進(jìn)而達(dá)到限制諧波的目的。另外，應(yīng)當(dāng)盡量防止電力變壓器空載帶電容器負(fù)載運(yùn)作，尤其是空投與電容器的變壓器相連，這種情況更應(yīng)該杜絕。在空載下母線的電壓將會(huì)上升，且將進(jìn)一步加劇鐵心的飽和程度，那么激磁電流內(nèi)的諧波將上升。如果在變壓器帶有負(fù)荷的前提下，在操作的過程中應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持一個(gè)基本原則，即電容器裝置“先切再投”。

（2）在諧波源吸取諧波電流。這種方法可以分為兩種，其一，采取無源濾波器進(jìn)行控制，具體來講就是在設(shè)備的交流側(cè)安裝無源濾波器，并且由各大元件來組成諧振回路。如果諧振回路中的諧振頻率和某個(gè)諧波的頻率基本相似或者是一致，那么就能阻隔這個(gè)頻率的諧波。工作人員可以通過參數(shù)的調(diào)整，來最大限度地提升對(duì)高次諧波的吸收畸變率。其二，采取有源濾波器予以控制，該裝置是電力電子裝置的一種，其工作的原理為通過檢測(cè)的方式，由補(bǔ)償對(duì)象內(nèi)找出諧波電流，且形成一個(gè)和之前諧波電流幅度一致，且相位相反的一個(gè)電流，輸入到電網(wǎng)內(nèi)，讓電網(wǎng)內(nèi)的總諧波電流呈現(xiàn)零的狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)補(bǔ)償諧波的目標(biāo)。

3 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，對(duì)一些企業(yè)來講，35kV并聯(lián)電容器采用的是無功功率補(bǔ)償裝置，是非常的關(guān)鍵的，也是目前乃至未來一段時(shí)期內(nèi)有效改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的一種有效對(duì)策與措施。然而，近年來由于種種原因?qū)е虏⒙?lián)電容器頻頻發(fā)生故障，為了有效改善這種現(xiàn)狀，可以采取抑制諧波、更換并聯(lián)電容器等措施予以處理，另外，還應(yīng)該提升相關(guān)工作人員的專業(yè)素質(zhì)，以便保證并聯(lián)電容器的正常運(yùn)作。

[1]董俊虎,付煒平,尹子會(huì)等.一起35kV電容器組故障原因分析[J].電力電容器與無功補(bǔ)償,2013,34(3):59-66.

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1003-5168(2014)04-0089-01