一起35kV電容器組缺陷處理分析

黃帥軍

摘要：我局某500kV變電站35kV 電容器組發生多次跳閘的現象，通過返廠外觀檢查、電容量測試、耐壓試驗、局部放電試驗、電容器損耗角正切值測試、解剖、電容器絕緣油擊穿電壓試試驗等方面綜合分析缺陷的原因，查找出電容器組缺陷的原因。針對缺陷的暴露的問題，提出防止此類缺陷的防范措施，保證電容器組的安全穩定運行。

關鍵詞：電容器組；跳閘；缺陷；分析；防范措施

1、缺陷概況

我局500kV某站35kV#1、#2電容器組于2009年出廠，2015年之前雖然處于運行狀態，但電容器組基本上未投入。2015年投運后，#1、#2電容器組發生多起發熱、電容單元滲油、差流保護跳閘等故障。2017年至今已發生#1電容器組跳閘4次，#2電容器組跳閘2次，均為零序差流保護動作。

2、處理過程

2017年10月13日，我局對電容器組缺陷開展分析會，會議決定對該站電容器組設備進行抽檢，從之前#1、#2電容器組更換下的電容器中抽取6只進行返廠試驗及解剖。

2.1、外觀檢查及容值測量

在高壓試驗開始前首先對返廠的電容器進行外觀檢查，外觀檢查發現電容普遍存在外殼向外鼓起、瓷瓶接線頭傾斜并滲油的情況，外觀檢查完畢后初測電容值。

2.2、高壓試驗

對電容器單元開展的高壓試驗有：耐壓試驗，tanδ測量，單臺局部放電試驗，極對殼局部放電熄滅電壓測量，復測電容值。由于B47電容值與銘牌偏差較大，在極間加壓可能會損壞試驗設備，因此對B47只開展對地耐壓試驗和極對殼局部放電熄滅電壓測量。

隨后開展局部放電試驗，電容器單元局放水平符合標準要求，并在試驗結束后復測電容值試驗方法：加壓至2.15Um保持1s，將電壓降到1.2Um并保持1min，然后將電壓升到1.5Um保持1min并觀察局部放電水平及是否增加。

最后開展的試驗項目是極對殼的熄滅電壓測量，測量結果都滿足要求。

3、解體分析試驗

解體后發現A22電容器內熔絲用絕緣管封裝，并排布置在元件的端部；絕緣油略有混濁，原因是該電容器單元以及出現滲漏的情況，空氣進入電容器單元內部導致。

B47電容器解體后看到內熔絲采用絕緣紙包裹的方式，緊貼在電容元件的一側，絕緣油清澈透明，但是顏色較深，原因初步判斷是該電容單元內部發生了熔絲熔斷，放電導致部分絕緣材料碳化導致。進一步對電容元件放電后，測量每一串段的電容值。

4、原因分析

（一）裝置本身的問題分析

通過試驗及解體未發現電容器單元批次性問題，抽檢的電容器單元鼓肚的現象屬于電容器單元外殼的正常形變，并非是由于電容器內部缺陷造成。4臺電容器瓷瓶接線頭有不同程度歪斜，接線頭處無發熱痕跡，瓷瓶被銀層與接線頭開裂，造成電容器滲油，初步認為是由于外力長期作用（裝設的外熔斷器拉簧扭力）與接線頭溫度過高所致。

（二）保護配置問題分析

500kV某站35kV電容器組，保護方式是雙星零差電流保護，裝置參數見表1

表1該站35kV#1，#2電容器組裝置參數表

按照DL/T584-2007中對雙星形接線電容器組中性線不平衡電流保護計算方法，#1電容器組保護參數計算如下：

允許內熔絲動作根數最大值

取k=4求不平衡電流

取保護靈敏系數KLM=1，整定值為

初始不平衡電流值（二次）

按照該站目前的電容器組零序差流保護設置，需要調整每個星形內的三個臂電容的最大值與最小值之比不大于1.0006，這種情況下#1電容器組Ibp值約為68.3mA，#2電容器組62.5mA。

（三）臂電容值調整方法誤差分析

臂電容調整方法：在三個臂之間調整各電容單元的位置，直到每個星形內的三個臂電容的最大值與最小值之比不大于1.0006。

對該調整方法存在的誤差分析如下：

現場電容單元測試數據，電容值只能保證小數點后1位穩定，小數點后第2位一直在跳動，電容單元測量誤差大于σ>0.1%；

電容器組臂的容值由各電容單元測量結果累加得到，根據誤差分析，其誤差與電容器單元的誤差關系為[1]：

其中M1=15為臂電容并聯數，N=2為串聯段數。得到

計算臂電容最大值與最小值比值，其誤差將是最大臂電容與最小臂電容誤差的差值。在此誤差基礎上并不能保證得到每個星形內的三個臂電容的最大值與最小值之比不大于1.0006。

5、防范措施

1）電容器組現場安裝時保證瓷瓶被銀層與接線頭接觸良好，外熔斷器拉簧扭力不能過大。

2）保護配置參數設置要合適，根據電容器組的接線方式及參數設置計算出合適的征訂值，對保護參數進行設置。

3）臂電容值調整，臂電容調整方法：在三個臂之間調整各電容單元的位置，直到每個星形內的三個臂電容的最大值與最小值之比不大于1.0006，除此之外還要進行誤差分析，最終確定臂電容調整的方法。

參考文獻：

[1]許躍進，電容器組的容值誤差研究及其在電容器組保護配置中的應用，電網技術，2002.

[2]劉海鋒，邸世輝，孫鵬.一起220kV變電站電容器跳閘故障分析[J].電力電容器與無功補償，2013（02）.