一起交流濾波器跳閘原因分析及處理

趙銀山 鄧集瀚 周威振

摘要：本文針對一起交流濾波器跳閘案例，分析了由于電容器內部放電，不平衡電流互感器動作，導致設備跳閘的具體原因，并提出了處理的相關措施。

關鍵詞：交流濾波器;電容器;不平衡電流;跳閘

1事故概述

2021年01月04日16時59分36秒，±800kV500kV562交流濾波器

A/BC1不平衡Ⅲ段動作出現”;“三相跳閘出現”;“跳開關出現”，信號0.055秒后復歸。主要SER信號見表1。

帶負荷運行，SER報“S1AFP12A/B緊急第一大組第二小組濾波器保護

2事故檢查與處理

2.1繼電保護動作分析

現場檢查500kV562交流濾波器A套和B套保護裝置均顯示“保護啟動”、“B相不平衡III段動作”和“跳開關”，562開關保護裝置顯示“保護啟動”和“ABC溝通三跳”[2]。內部錄波如圖1、圖2所示。

由圖1故障錄波圖可以看到，562交流濾波器B相尾端CT電流約為

I

tro0.335/0.418=0.801，大于C1不平衡Ⅲ段系數定值0.770，562交流濾波器A套PCS976A裝置C1不平衡Ⅲ段保護正確動作，保護發三跳562開關指令，

C1不平衡Ⅱ段系數定值為0.600，延時為120min，未達到動作時間，保護僅啟動計時。

由圖2故障錄波圖可以看到，562交流濾波器B相尾端CT電流約為

I

tro0.338/0.418=0.808，大于C1不平衡Ⅲ段系數定值0.770，562交流濾波器B套PCS976A裝置C1不平衡Ⅲ段保護正確動作，保護發三跳562開關指令。

由于A、B兩套保護裝置故障時故障電流相同，保護動作相同且出口時間相同，因此排除兩套保護同時誤動可能。

2.2跳閘后一次設備檢查情況

1、現場檢查500kV562交流濾波器C1電容器三相高、低壓電容塔電容器的外觀無漏油、變形、放電痕跡，未發現鳥類尸體等異常，檢查不平衡CT二次接線盒未發現進水受潮、放電等痕跡。

2、拆開一次接線，測量500kV562交流濾波器C1電容器B相高、低壓塔橋臂電容，測量值見表2。

《DL/T596-2005電力設備預防性試驗規程》要求：相同兩臂間電容量偏差≤±0.5%[4]，測量橋臂數據偏差為0，滿足要求。

1、開展500kV562交流濾波器不平衡CT的SF6氣體濕度、現場分解產物、二次回路絕緣測試[1]，均未發現異常，在對500kV562交流濾波器C1電容器B相高、低壓塔單只電容測試時，檢查發現B相高壓塔M側第二層第2只電容值為21.85μF，現場電容值銘牌值為16.44μF，偏差值為32.9%，《DL/T596-2005電力設備預防性試驗規程》要求值為：一、電容值偏差不超過額定值的-5%～+5%;二、電容值不應小于出廠值的95%[4]，不滿足規程相關要求，確定該電容內部出現故障。

2.3電容器更換測試

結合上述檢查情況，現場人員確定故障點為500kV562交流濾波器C1電容器高壓塔M側第二層第2只電容器后，立即查找備件電容器，測試備件電容器值為16.47μF，電容值銘牌值為16.44μF，滿足規程要求。使用備品電容器對該電容器進行更換，更換完成后對該橋臂電容進行調平測試，M、N側橋臂電容值均2.12μF，偏差值為0，滿足規程要求。

3故障原因分析

該電容器型號為AAM9.32-448.7-1W，出廠日期為2017年9月，內部為油紙充油結構，油紙層間通過鋁箔進行包裹，內部芯子由四個小組電容通過鋁制連接片進行串聯連接，具體結構如圖3所示。

現場對電容器解體發現，電容器內部存在燒蝕痕跡，內部有電弧放電，放電位置如圖4所示：

對該電容器進一步解體發現，電容器元件內部熔絲經過放電后有燒灼痕跡，但未發生熔斷，熔絲結構如圖5所示，從而導致其中一小組電容被短路，電容值為0，相當于剩下三個小組電容串聯，電容值應為標準電容值的4/3倍。上述故障電容器實測電容值為21.85μF，現場電容值銘牌值為16.44μF，與現場解剖分析的結果保持一致。

當電容器發生故障時，電容器元件端部熔絲不能夠及時熔斷，造成該電容器的值偏大，從而使橋臂電容的值發生變化，導致M與N側的橋臂電容不能保持平衡[3]。在交流濾波器進行投切時，高低壓塔的不平衡電流就會發生變化，當超過保護的動作值時，斷路器就會發生跳閘，從而影響設備的非計劃停運。

4預防建議

1）加強電容器的外觀巡視;檢查電容器有無鼓肚，部件有無裂紋、碳化、電弧痕跡，有無異常變形和滲漏油現象，電容器有無異音、異味及振動，檢查各構架及其它設備有無傾斜或嚴重銹蝕，各套管和支柱絕緣子無放電痕跡，若發現異常及時對設備進行檢修。

2）日常開展紅外測溫;檢測電容器裝置及其電氣連接部位是否有異常溫升，檢查環境溫升是否超出電容器裝置正常使用的溫度限值。在沒有太陽直射的情況下電容器裝置各處電氣接點部位溫升不超過50K，電容器外殼溫升不超過10K[5]，對比正常設備分析發熱有無加劇趨勢，若有加劇趨勢，則填報檢修申請單進行處理。

3）停電檢修期間，一、開展電容器測量，并完成套管清潔，用力矩扳手檢查等電位連接線連接情況，檢查引線連接情況，更換銹蝕嚴重導線連接片;二、檢查二次保護定值輸出是否有異常，對于異常保護報警或跳閘信號，應及時分析原因，問題處理后方可投入運行。

4）對故障電容器進一步進行返廠解剖檢查，確定故障的主要原因，出具相關分析報告及解決措施，并對同批次電容器進行抽檢，對抽檢結果確定后續處理措。

參考文獻：References

[1]GB/T25093-2010高壓直流系統交流濾波器[S].

[2]吳亞妮，呂鵬飛，王德林等.交流濾波器高壓電容器不平衡保護新原理[J].電力系統自動化，2008.

[3]庫曉斐，蔡澤祥，徐敏.高壓直流輸電系統交流濾波器故障與保護分析[J].電力系統保護與控制，2012.

[4]DL/T596-2005電力設備預防性試驗規程[S].

[5]DL/T664-2016帶電設備紅外診斷應用規范[S].

作者簡介：趙銀山（1992-），男，河南周口人，助理工程師，主要從事高壓直流輸電系統的檢修、試驗工作。