電容器跳閘后的診斷分析

聞?dòng)耒?+翟亮

摘 要：分析了電站電容器組跳閘的原因，提出了相應(yīng)的解決措施，并詳細(xì)闡述了變電站電容器組設(shè)備的情況，從而為診斷電容器跳閘提供了相應(yīng)的方案，希望能夠?qū)﹄娙萜魈l后的診斷工作提供幫助。

關(guān)鍵詞：電容器；跳閘事故；放電線(xiàn)圈；相間短路

中圖分類(lèi)號(hào)：TM53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.122

在某變電站跳閘之前，10 kV母線(xiàn)開(kāi)口三角保護(hù)中出現(xiàn)了單相接地信號(hào)。在出現(xiàn)單相接地信號(hào)1 s之后，該變電站的電容器出現(xiàn)速斷保護(hù)動(dòng)作。檢修工作人員在到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，發(fā)現(xiàn)第一組電容器的外殼出現(xiàn)了非常明顯的變形和鼓肚現(xiàn)象。通過(guò)分析電容器發(fā)生速斷跳閘的原因，積極改進(jìn)配套設(shè)備，并增設(shè)必要的保護(hù)裝置，以保證無(wú)功補(bǔ)償裝置的正常運(yùn)行。

1 電容器的故障原因分析

1.1 一次原理接線(xiàn)圖分析

該變電站具有5 000 kVAR補(bǔ)償電容，其自動(dòng)投切一共分為4組，其中，每組電容器具有1 250 kVAR的容量，在電源側(cè)連接電抗器。該變電站安裝了一套總保護(hù)裝置，即保護(hù)配置速斷、失壓、過(guò)壓、過(guò)流等，并將真空斷路器作為投切電容器安裝于10 kV 中置柜內(nèi)，在電容器母線(xiàn)上安裝了金屬氧化物避雷器，在電容器首末兩端并接電壓互感器TV。

1.2 該電容器組跳閘故障分析

采用常見(jiàn)的星型接線(xiàn)方式作為電容器組的接線(xiàn)方式，在同一鐵框架上連接三相共體外殼，并確保框架接地。多個(gè)元件并聯(lián)的四串結(jié)構(gòu)是電容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要形式，同時(shí)設(shè)置了內(nèi)熔絲保護(hù)。檢修人員與廠家人員解剖了損壞的電容器后發(fā)現(xiàn)，A相、B相中均有2個(gè)內(nèi)熔絲熔斷，而且外包封上有破裂的現(xiàn)象。在損傷到外包封的情況下，由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，最終導(dǎo)致對(duì)殼擊穿，形成單相接地。因?yàn)閱蜗嘟拥爻霈F(xiàn)了非常不穩(wěn)定的電弧接地現(xiàn)象，過(guò)電壓出現(xiàn)在正常相中，而2個(gè)內(nèi)熔絲熔斷的情況出現(xiàn)在另一相中。在過(guò)電壓的作用下，由于外包封損傷而導(dǎo)致出現(xiàn)對(duì)殼擊穿，最終形成相間短路，雖然存在保護(hù)可靠動(dòng)作，但因短路電流非常大而出現(xiàn)熱效應(yīng)，致使電容器外殼出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的變形。

沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)熔絲熔斷是導(dǎo)致這起事故主要的原因，而電容器的過(guò)電流是導(dǎo)致內(nèi)熔絲熔斷的主要原因，導(dǎo)致電容器過(guò)電流的原因則可能是過(guò)電壓和高次諧波。由于在電容器組中設(shè)置了中保護(hù)裝置過(guò)壓保護(hù)，而自動(dòng)投切裝置則以功率因數(shù)和電壓等為根據(jù)進(jìn)行投切，所以在系統(tǒng)異常的情況下，很少會(huì)發(fā)生由于過(guò)電壓而導(dǎo)致的內(nèi)熔絲熔斷的情況。但如果電容器出現(xiàn)頻繁的投切，那么即使裝設(shè)了氧化物避雷器，并在一定范圍內(nèi)限制了分全閘引起的過(guò)電壓，電容器還是會(huì)由于操作過(guò)電壓的累積而出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致內(nèi)熔絲熔斷。

導(dǎo)致事故不斷擴(kuò)大的另一個(gè)重要原因就是不定期測(cè)量電容器，因?yàn)殡娙萘康淖兓梢灾苯臃从畴娙萜鲀?nèi)部裝置的情況。除此之外，要對(duì)放線(xiàn)圈進(jìn)行試驗(yàn)分析，并加強(qiáng)對(duì)放電線(xiàn)圈絕緣性能的檢測(cè)。放電線(xiàn)圈的絕緣性能可以通過(guò)測(cè)量放電線(xiàn)圈的一次、二次直流電阻進(jìn)行測(cè)量，防止電容器差壓保護(hù)或零壓保護(hù)誤動(dòng)作，從而防止電容器跳閘。

2 電容器跳閘故障改進(jìn)措施

2.1 將過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝設(shè)在各分組回路中

由于過(guò)流保護(hù)根據(jù)4組電容器全部投入時(shí)整定，因此在面對(duì)由于放大的分組諧波導(dǎo)致的過(guò)流現(xiàn)象時(shí)反應(yīng)非常遲鈍，而且嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)不反應(yīng)的現(xiàn)象，所以必須要將過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝設(shè)在各分組的回路中。

2.2 安裝開(kāi)口三角電壓保護(hù)

一旦電容器某相內(nèi)熔絲發(fā)生熔斷現(xiàn)象，容抗發(fā)生變化，與其余兩相容抗不相等，正常相與故障相之間的電壓就會(huì)出現(xiàn)不平衡。面對(duì)這種情況，要將低整定值的電壓繼電器裝設(shè)在各分組回路電壓互感器二次繞組的開(kāi)口三角處。如果某一相出現(xiàn)內(nèi)熔絲熔斷現(xiàn)象，開(kāi)口三角處就會(huì)出現(xiàn)不平衡電壓，就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，由此準(zhǔn)確反映出電容器內(nèi)部故障。

2.3 定期測(cè)量電容量

通過(guò)測(cè)量電容量，能夠及時(shí)檢查出電容器是否受潮、老化，是否存在某些內(nèi)部缺陷，電容器內(nèi)部接線(xiàn)是否正確和是否有斷線(xiàn)或擊穿現(xiàn)象。按照規(guī)程要求定期測(cè)量電容量，如果個(gè)別電容器的某一相中內(nèi)熔絲熔斷，其電容量就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化。而一旦發(fā)現(xiàn)電容量減少，并且超過(guò)規(guī)程要求，就要及時(shí)排除電容器故障，保證電能的質(zhì)量和供電可靠性。

2.4 定期測(cè)量放電線(xiàn)圈

放電器的安全是保證電容器安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，所以應(yīng)定期測(cè)量電容器的絕緣電阻、直流電阻等，確保放電線(xiàn)圈和電容器容量與保護(hù)裝置配置合理，避免放電線(xiàn)圈斷線(xiàn)、直流電阻比值與電容量比值不匹配、絕緣不符合要求等引起電容器跳閘事故。

3 結(jié)束語(yǔ)

在變電站的運(yùn)行過(guò)程中，電容器組很容易出現(xiàn)頻繁跳閘的現(xiàn)象，這時(shí)候相關(guān)工作部門(mén)就要及時(shí)查清電容器組跳閘的原因，然后采取相關(guān)措施排除故障，保證電容器組的正常運(yùn)行。由于設(shè)計(jì)和維護(hù)等方面的原因，電容器會(huì)面臨各種安全隱患，所以必須定期測(cè)量電容器，做到防微杜漸，有效防止大電容器事故的發(fā)生，延長(zhǎng)電容器的使用壽命。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：王霞〕