一起35 kV電容器組故障跳閘原因分析及處理

白俊良，陳 佳，蔣卓辰

（常州供電公司，江蘇 常州 213000）

0 引 言

隨著電網規模的擴大和電力負荷的增長，電力電容器作為無功補償裝置在電力系統中被廣泛應用[1]。變電站電容器組的實際運行過程中，存在頻繁跳閘的情況，需要及時查明電容器組跳閘原因，并采取措施排除故障，確保電力系統的安全穩定運行[2]。

1 故障電容器組基本情況描述

該故障電容器組共有電容器120臺，總容量為40 080 kvar。

圖1 電容器組接線圖

每相電容器組有兩個電容臂，按上下層排列布置，每個電容臂中電容器先并后串，由20臺電容器組成（5并4串）。在兩組電容器的中性點之間加裝了1臺電流互感器，型號為LCWD1-35-20/5，初始設計要求電容器三相電容值不平衡度小于2%，采用中性點不平衡電流保護，保護整定值為1.3 A，單臺電容器采用外熔絲保護。

通過現場查看發現，電容器組各個電容器外觀良好均未有膨脹、噴油、滲漏油現象，保護單臺電容器的外熔絲均未熔斷，放電線圈的外觀也無異常。初步判斷是電容器組中存在電容器單元發生內部故障，電容量發生變化，致使三相不平衡，引起中性點位移，中性線之間流過不平衡電流，不平衡電流超出保護定值，造成保護動作斷路器跳閘。

2 故障電容定位及不平衡電流計算

2.1 故障電容定位

現場利用電容量測試儀測得的A、B、C三相各個星臂的電容量如表1所示。

表1 A、B、C三相各個星臂的電容量

分析數據可知，B相兩個電容臂的電容量相差較大，不平衡率4.29%。依次測量構成B相電容臂2的四個并聯序列的電容量如表2所示。

表2 B相電容臂2四個并聯序列的電容量

L2的電容量與其他序列的電容量偏差較大，然后依次測量組成L2序列的各個電容的電容量如表3所示。

表3 組成L2序列的各個電容的電容量

C3電容量與銘牌電容量（銘牌電容量29.3 μF）差別較大，故障電容定位成功。

2.2 不平衡電流計算

雙星形接線的電容器組等效電路（忽略放電線圈的阻抗）如圖2所示。

圖2 雙星形接線等效電路圖

結點①和②之間連接有電流互感器，其一次繞組的等值阻抗值大約幾十毫歐。因此當中性線上有不平衡電流流過時，在電流互感器上產生的電壓降只有幾十毫伏，具體計算時可以忽略此電壓降，從而將圖2中的結點①和②視為一個節點，計算得到不平衡電流[3]：

將測得的A、B、C三相的兩個電容臂的電容數據代入，得到流過中性線的不平衡電流5.91 A，電流互感器變比20/5，二次側電流1.48 A，超過保護整定值（1.3 A），中性點不平衡電流保護動作斷路器跳閘。

2.3 故障電容更換

利用該電容器將故障電容器更換，重新測得的A、B、C三相的兩個星臂的電容量如表4所示。

表4 A、B、C三相各個星臂的電容量

代入不平衡電流計算公式得不平衡電流0.66 A電流互感器變比20/5，二次側電流0.165 A，小于保護整定值（1.3 A），將電容器組投入運行，保護未動作，故障消除。

2.4 原因分析及建議

雙星形電容器組每相各星臂電容量的不均衡是產生中性點不平衡電流的主要原因。電容器內部故障，電容量發生變化，致使三相不平衡，兩中性點之間流過不平衡電流。電容器組例行試驗時以及電容器組中電容更換后，要加強電容器組電容量的測試工作，必要情況下要對電容器進行重新調配，確保中性點之間流過不平衡電流不會引起保護動作。

3 結 論

本文針對某500 kV變電站35 kV并聯電容器組運行過程不平衡電流保護動作，分析了該電容器組保護動作原因，并對故障電容器進行了定位以及更換，更換后效果良好，可供參考。