一起電容器跳閘事故的分析

1、<p>　　一起電容器跳閘事故的分析</p><p>　　[摘要] 本文通過對一起電容器保護(hù)動(dòng)作速斷跳閘事故的原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的防范措施 </p><p>　　[關(guān)鍵字] 電容器 過電流跳閘 </p><p>　　中圖分類號：TM53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p><p><b>　　1、事故過程 </b&g

2、t;</p><p>　　2011年01月22日20時(shí)36分56秒我單位某110kV變電站10kV3#電容器522投入運(yùn)行，次日23日01時(shí)07分08秒460ms該變電站3#電容器保護(hù)裝置過流III段動(dòng)作，電容器跳閘，動(dòng)作相別為A相，動(dòng)作電流值為4.86A。經(jīng)現(xiàn)場核對，該電容器額定電流為262.4A，保護(hù)裝置過流III段定值為4.6A，故障時(shí)電流值大于過流III段定值。 </p><p>

3、<b>　　事故原因分析 </b></p><p>　　2.1電容器內(nèi)部故障 </p><p>　　過流III段保護(hù)整定以電容器額定電流的1.4倍進(jìn)行整定，流經(jīng)電容器的電容電流為Ic=ω*C*UC ，如果電流Ic增大，則有三種可能增量即：角頻率ω上升、電容量C上升、電壓UC上升。 </p><p>　　2.1.1 角頻率ω上升 </p&g

4、t;<p>　　由ω=2πf可看出f增大時(shí)ω值增大，f增大則與諧波有關(guān)。在現(xiàn)場問詢運(yùn)行人員得知該變電站10kV和35kV系統(tǒng)所供負(fù)荷主要為鋼廠線324、科豪Ⅰ線526、科豪Ⅱ線525高耗能企業(yè)和當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電和煤礦，110kV系統(tǒng)與電鐵相連，因此懷疑電鐵的負(fù)荷可能造成該站諧波超標(biāo)，從而引起電容器組對諧波電流的放大造成此次跳閘事故。檢修人員在現(xiàn)場調(diào)取了故障錄波發(fā)現(xiàn)發(fā)生故障時(shí)電流、電壓波形諧波分量較大，因此不能排除諧波電流

5、放大導(dǎo)致了電容器跳閘。 </p><p>　　2.1.2 電容量C上升 </p><p>　　經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)人員對電容器電容量進(jìn)行了測試并與電容器名牌值比較，無明顯變化。電容器內(nèi)部無異常，電容器內(nèi)部單元無擊穿。因此可以排除電容器內(nèi)部電容單元故障造成跳閘。 </p><p>　　引用標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)程規(guī)定每相電容值偏差應(yīng)在額定值的-5%—+10%范圍內(nèi)，且電容值與出廠值比較應(yīng)在測

6、量誤差范圍內(nèi)；三相電容值比較，最大值與最小值之比不大于1.06；每相有三個(gè)套管引出的電容器，應(yīng)測量每兩個(gè)套管之間的電容量，與出廠值相差不得超過±5%。 </p><p>　　2.1.3 電壓UC上升 </p><p>　　此電容器裝設(shè)有三相不平衡電壓保護(hù)，三相不平衡電壓保護(hù)（保護(hù)值7V）應(yīng)在過流III段保護(hù)動(dòng)作之前發(fā)生，說明電壓沒有發(fā)生明顯的變化。 </p><

7、;p>　　2.2 電容器串聯(lián)電抗器異常 </p><p>　　并聯(lián)電容器串聯(lián)電抗器起著限制電容器組合閘涌流，抑制電力諧波，防止電容器遭受損害，以及避免電容裝置的接入對電網(wǎng)諧波的過度放大和發(fā)生諧振等重要作用。 </p><p>　　經(jīng)現(xiàn)場對電抗器電抗值和直流電阻值測試均滿足《寧夏電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》和 《電氣設(shè)備交接試驗(yàn)規(guī)程》要求規(guī)定：電抗值（電感值）與出廠值比較不大于5%。直流電

8、阻測試三相繞組間之差別不應(yīng)大于三相平均值的4%。 </p><p>　　2.2.1電抗值測試 </p><p>　　2.2.2直流電阻測試 </p><p>　　2.3電抗器與電容器的匹配 </p><p>　　此電容器串聯(lián)電抗器名牌CKGKL-11/10-1，顯示電抗器電抗值為1%對高次諧波（3次、4次)有放大作用，目前不清楚此電容器跳閘時(shí)

9、系統(tǒng)諧波情況，下面分別分析。 </p><p>　　當(dāng)電容裝置處3次電壓諧波時(shí)諧波含量已超過或接近與標(biāo)準(zhǔn)限制時(shí)易選用電抗率為12%的串聯(lián)電抗器； </p><p>　　當(dāng)電容器裝置處的背景諧波以3次、5次為主時(shí)，且兩者含量均較大（包括其中之一已超標(biāo)或接近標(biāo)準(zhǔn)限制），宜采用電抗率為12%與5%-6%串抗混裝方式，以保證抑制3次諧波放大為前提； </p><p>　　當(dāng)

10、電容器裝置處的背景諧波以3次為主，5次及以上諧波含量較小時(shí)，經(jīng)驗(yàn)算電容器裝置投入后雖引起3次諧波有所放大但未超標(biāo)且具有裕度，應(yīng)選用0.1%-1%的串抗（或采用阻尼式限流器，其中串抗電抗率為0.1%-0.5%）； </p><p>　　當(dāng)電容器裝置處背景以3次、5次為主時(shí)，且含量已接近標(biāo)準(zhǔn)值或超標(biāo)，而3次諧波含量很小時(shí)，應(yīng)選用5%-6%串抗，忌用0.1%-1%串抗； </p><p>　　對

11、于新建的輸變電工程，無從得知電網(wǎng)背景諧波，電容裝置（尤其時(shí)分期擴(kuò)建增容的電容裝置）宜選用阻尼式限流器，限流器中串抗的額定電流按電容器組的最終容量考慮選擇，至于防止諧波應(yīng)在諧波源就地治理。 </p><p>　　2.4電流互感器異常 </p><p>　　經(jīng)現(xiàn)場測試該電容器間隔電流互感器的繞組直流電阻、電流比測試均符合《寧夏電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》和《電氣設(shè)備交接試驗(yàn)規(guī)程》要求規(guī)定：同型號、

12、同規(guī)格、同批次電流互感器一、二次繞組直流電阻和平均值的差異不大于10%；電流比與名牌標(biāo)志相符，比值差和相位差與制造廠試驗(yàn)值比較應(yīng)無明顯變化，并符合等級規(guī)定。 </p><p>　　2.4.1二次直流電阻 </p><p>　　2.5保護(hù)裝置誤動(dòng) </p><p>　　我單位保護(hù)班人員對裝置定值、裝置模數(shù)變換系統(tǒng)、裝置功能進(jìn)行了校驗(yàn)，確認(rèn)裝置定值準(zhǔn)確，模數(shù)變換系統(tǒng)正常

13、、裝置采樣準(zhǔn)確、裝置功能正常、裝置本身內(nèi)部硬件良好，不會出現(xiàn)電流畸變。整定值1.4Ie小于《整定規(guī)程》中電容器過流保護(hù)1.5-2Ie的要求，一般為防止誤動(dòng)應(yīng)在1.5-1.8Ie之間選取。 </p><p><b>　　3、分析結(jié)果 </b></p><p>　　通過以上各方面的試驗(yàn)得出由于該電容器組的電容器、電抗器、電流互感器等一次設(shè)備均試驗(yàn)合格，二次保護(hù)可靠動(dòng)作，經(jīng)

14、分析電容器跳閘原因?yàn)榇?lián)電抗器未能有效的抑制瞬間諧波涌流導(dǎo)致了過流III段保護(hù)的動(dòng)作。 </p><p><b>　　4、防范措施 </b></p><p>　　4.1 為避免其電容器非故障狀態(tài)下過流保護(hù)動(dòng)作跳閘，躲過其因系統(tǒng)電壓波動(dòng)而造成的影響，確保電容器的穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)查繼電保護(hù)相關(guān)資料，可將電容器過流保護(hù)定值調(diào)整到額定電壓的2-2.5倍，使其能躲過因系統(tǒng)電壓的波動(dòng)

15、而引起的過電流。 </p><p>　　4.2 在10kV母線上安裝濾波器以吸取網(wǎng)絡(luò)中的諧波電流和電壓，提高電能質(zhì)量，確保穩(wěn)定運(yùn)行。 </p><p>　　4.3 為限制諧波對電容器的侵害，合理配置電抗器與電容器相串聯(lián)，以消弱和控制其諧波電流對電容器的侵害和放大，保證電容器在電網(wǎng)中的安全運(yùn)行。 </p><p>　　4.4 系統(tǒng)內(nèi)的諧波和大容量設(shè)備的操作，對運(yùn)行中的

16、電容器將產(chǎn)生較大影響，如不采取相應(yīng)的措施將直接為威脅電容器的使用壽命和網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備的安全。選配合適的電抗器與電容器串聯(lián)，時(shí)確保電容器安全運(yùn)行的技術(shù)手段。 </p><p>　　結(jié)束語 設(shè)計(jì)和維護(hù)等方面的疏忽都可能對電容器的安全運(yùn)行帶來隱患，因此，配置完善的保護(hù)，定期測量電容量，防微杜漸，才能減少甚至避免電容器事故擴(kuò)大，提高電容器可用率，延長電容器使用壽命。 </p><p><b&

17、gt;　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　中國電力出版社四川省電力試驗(yàn)研究院李建明朱康主編《高壓電氣試驗(yàn)方法》 </p><p>　　中國電力出版社陳天翔 王寅仲 主編 《電氣試驗(yàn)》 </p><p>　　中國水利水電出版社周啟龍 劉恒赤 主編 《高電壓技術(shù)》 </p><p>　　中國電力出版社 楊香澤 主編 《變電檢修