電容器損壞事故分析

摘要：針對(duì)10 kV并聯(lián)電容器集中補(bǔ)償裝置因過電壓損壞事故，結(jié)合變電站之運(yùn)行方式進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)之解決辦法[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

關(guān)鍵詞：電容器；集中補(bǔ)償；過電壓

中圖分類號(hào)：TM531.1　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 　文章編號(hào)：1003-0867(2007)04-0023-02

某110 kV變電站為無人值守站，裝設(shè)10 kV并聯(lián)電容器成套補(bǔ)償裝置，于2003年8月安裝并投運(yùn)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。2006年4月，檢修人員對(duì)該裝置進(jìn)行春季預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)分組電壓電容器2C、3C、4C集合式并聯(lián)電容器鼓肚、殼體嚴(yán)重變形，4L電抗器器身大面積發(fā)黑，其中4C變形 為嚴(yán)重[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。于是，與設(shè)備廠家聯(lián)系，進(jìn)行了更換并加裝了保護(hù)裝置[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。同時(shí)，對(duì)此次事故進(jìn)行了分析[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

1 故障原因分析

1.1 裝置配置

該站集中補(bǔ)償裝置采用室外防護(hù)箱布置方式，VQC自動(dòng)無功控制裝置，在主控制室內(nèi)，電容器、電抗器、分組開關(guān)等設(shè)備安裝在防護(hù)箱內(nèi)，補(bǔ)償容量5000 kvar，配置6%干式串聯(lián)鐵芯限流電抗器，分成4組自動(dòng)投切，每組1250 kvar，三相集合式并聯(lián)電容器（內(nèi)熔絲保護(hù)）[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。詳細(xì)配置如圖1所示，其中，QS為隔離開關(guān)，F(xiàn)V為金屬氧化物避雷器[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

圖1　一次接線圖

1.2 原因分析

從故障之現(xiàn)狀可以判斷出，此次故障是由于分組電容器2C、3C、4C和4L電抗器內(nèi)部長期發(fā)熱導(dǎo)致之，從過電壓、電容器之布置方式和運(yùn)行方式出發(fā)，結(jié)合運(yùn)行記錄，進(jìn)行了原因分析[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

如圖2所示，該110 kV變電站35 kV出線1回，主供35 kV某農(nóng)業(yè)變電站（以下簡稱A站）；10 kV出線6回，其中，工業(yè)專線2回，與A站之10 kV聯(lián)絡(luò)線1回[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。正常運(yùn)行方式下，A站2臺(tái)主變壓器停運(yùn)，通過10 kV聯(lián)絡(luò)線帶其全部負(fù)荷；非正常運(yùn)行方式下，35 kV電源進(jìn)線2向A站供電，啟用2臺(tái)主變壓器，且通過10 kV聯(lián)絡(luò)線，向110 kV變電站10 kV母線供電[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。110 kV變電站和A站所帶負(fù)荷中，農(nóng)業(yè)負(fù)荷占有較大比重[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。由于農(nóng)業(yè)線路長，供電半徑大，通道清障不徹底，部分鐵件、瓷件等老化，在遇有風(fēng)、大霧、陰雨等天氣時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)單相接地故障，導(dǎo)致非故障相電壓升高[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。運(yùn)行記錄顯示，2006年1~4月份，單相接地次數(shù)達(dá)16條次， 高相電壓達(dá)到11.69 kV[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。而目前35 kV、10 kV系統(tǒng)為中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定，單相接地故障時(shí)，可允許故障線路繼續(xù)運(yùn)行1~2 h[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。因單相接地而導(dǎo)致之非故障相電壓升高，數(shù)值雖然不是很大，達(dá)不到電容器出線保護(hù)過電壓整定值，也不能使電容器保護(hù)熔絲熔斷，但故障時(shí)間長、次數(shù)多，是造成電容器鼓肚、殼體變形之主要原因[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。同時(shí)，2006年3月份，110 kV電源進(jìn)線有施工任務(wù)，兩站在非正常方式下，110 kV變電站VQC裝置無法應(yīng)用，A站2臺(tái)主變壓器為無載調(diào)壓型，第二電源點(diǎn)距A站較遠(yuǎn)，為保證電壓合格率，調(diào)高了2臺(tái)變壓器之檔位[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]�？墒�，在用電低谷時(shí)段，由于負(fù)荷輕導(dǎo)致電壓經(jīng)常越過上限[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。且在近1個(gè)月之時(shí)間段內(nèi)，110 kV變電站一直固定使用第四組進(jìn)行無功補(bǔ)償，致使4C和4L長期運(yùn)行，電容器變形、發(fā)熱較為嚴(yán)重[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

圖2　運(yùn)行方式

另外，該補(bǔ)償裝置之布置方式為室外防護(hù)箱型式[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。所謂防護(hù)箱，即用鋼結(jié)構(gòu)作為框架、四周及屋頂填充彩鋼復(fù)合板而制作之小室，占地面積小，同時(shí)內(nèi)部立體空間也小，無專用之維護(hù)、檢修、巡視通道，也不利于布式熱通風(fēng)，在夏季時(shí)內(nèi)部溫度經(jīng)常達(dá)到50 ℃以上[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。然而，對(duì)于并聯(lián)電容器而言，運(yùn)行溫度是保證電容器安全運(yùn)行和使用年限之重要條件[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]�？梢钥闯觯鋬�(nèi)溫度過高，也是導(dǎo)致電容器發(fā)熱損壞之原因之一[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

2 對(duì)策

2.1 配置分組保護(hù)

針對(duì)單相接地故障等引起之過電壓，現(xiàn)場在電容器分組回路中加裝了不平衡保護(hù)，即開口三角電壓保護(hù)，如圖3所示，將TV之一次側(cè)與單星形接線之每組電容器并聯(lián)，二次線圈結(jié)成開口三角形，在三角形連接之開口處接1個(gè)低整定值之電壓繼電器（可加裝時(shí)間繼電器），其動(dòng)作出口接至分組跳閘回路，并發(fā)出信號(hào)上傳調(diào)度[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。值班人員根據(jù)動(dòng)作信息，判斷跳閘原因，若是接地故障，待故障消除后，可重新投入運(yùn)行；若是電容器內(nèi)部故障，則讓該組退出運(yùn)行[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。自2006年6月投運(yùn)以來，故障時(shí)動(dòng)作可靠，電容器運(yùn)行良好[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

圖3 單組開口三角電壓保護(hù)接線

2.2 充分利用VQC裝置之自動(dòng)控制功能

VQC裝置，即無功電壓綜合自動(dòng)控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變壓器有載分接開關(guān)之自動(dòng)調(diào)整，和電容器之自動(dòng)循環(huán)投切，達(dá)到無功就地平衡、電壓合格之目之[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。但上述功能之實(shí)現(xiàn)，依賴于該裝置運(yùn)行方式之設(shè)置[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。一般而言，VQC裝置有4種運(yùn)行方式，即電壓電容綜合自動(dòng)、電壓自動(dòng)電容手動(dòng)、電壓手動(dòng)電容自動(dòng)、電壓電容均手動(dòng)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。對(duì)于該110 kV變電站和其他無人值守站內(nèi)之VQC裝置，明確規(guī)定必須設(shè)置為電壓電容綜合自動(dòng)方式，無特殊情況不得任意改變[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。因?yàn)槿绻麑⑦\(yùn)行方式設(shè)置為電壓電容均手動(dòng)，就相當(dāng)于沒有安裝VQC裝置；若單將電容設(shè)置為手動(dòng)，則因目前調(diào)度監(jiān)控中心很難控制到電容器各分組投切開關(guān)，易出現(xiàn)固定1組或多組投切之情況，湖南陽光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許導(dǎo)致類似故障中4C、4L嚴(yán)重發(fā)熱之情形；若單將電壓設(shè)置為手動(dòng)，則增加了值班人員之工作強(qiáng)度[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。同時(shí)，兩者當(dāng)中任何一個(gè)設(shè)置為手動(dòng)，都將影響自動(dòng)綜合控制之效果，使VQC裝置之功能得不到充分利用[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

另外，將其運(yùn)行方式設(shè)置為電壓電容綜合自動(dòng)后，有湖南陽光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許調(diào)壓次數(shù)增加、分組投切開關(guān)動(dòng)作頻繁，有些檢修、維護(hù)人員認(rèn)為會(huì)影響有載分接開關(guān)和投切開關(guān)之使用壽命[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。這是一個(gè)誤區(qū)，因?yàn)樵O(shè)備本身在制造、生產(chǎn)時(shí)，已經(jīng)考慮到此方面之要求[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

在采取上述兩項(xiàng)措施之同時(shí)，針對(duì)此次事故，還在室外防護(hù)箱內(nèi)加裝了測溫裝置和自啟動(dòng)軸流風(fēng)機(jī)，并計(jì)劃對(duì)A站進(jìn)行VQC改造和更換2臺(tái)主變壓器[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

為了防止此類故障之發(fā)生，除了配置必要之保護(hù)、充分利用VQC裝置、合理選擇補(bǔ)償

[1] [2] 下一頁

　　湖南省陽光電子技術(shù)學(xué)校常年面向全國招生.安置就業(yè)�？荚嚭细耦C發(fā)全國通用權(quán)威證書：《中華人民共和國職業(yè)資格證》 、《電工證》 、《焊工證》 。采用我校多年來獨(dú)創(chuàng)的“模塊教學(xué)法”,理論與實(shí)踐相結(jié)合、原理＋圖紙＋機(jī)器三位一體的教學(xué)模式，半天理論，半天實(shí)踐，通俗易懂，確保無任何基礎(chǔ)者也能全面掌握維修技能、成為同行業(yè)中的佼佼者。工作(一期不會(huì)，免費(fèi)學(xué)會(huì)為止)。