電容器成套裝置外熔斷器群爆故障問題分析

王康

摘 要：文章針對某變電站的并聯(lián)電容器裝置運行中遇到的外熔斷器群爆、電容器損壞進(jìn)行了分析，根據(jù)其呈現(xiàn)的特征，提出了故障分析的方法以及整改方案。

關(guān)鍵詞：并聯(lián)電容器；外熔斷器；損壞

引言

電容器是目前國內(nèi)系統(tǒng)無功補(bǔ)償最常用的設(shè)備，高壓并聯(lián)電容器裝置中對電容器內(nèi)部故障采用的保護(hù)方式以外熔絲為最多，在我國大部分地區(qū)采用。而在實際運行中，由外熔斷器誤動作引起電容器故障在電容器整體故障中所占較大比例。文章結(jié)合具體案例對外熔斷器引起的電容器故障進(jìn)行了分析，并對減少此類故障的方法進(jìn)行了探討。

1 概況

杭州候潮變#3電容器組，在運行過程中發(fā)生熔斷器群爆、多臺電容器損壞故障。#4電容器組不平衡電壓保護(hù)動作，#4電容器開關(guān)跳開。

2 電容器的基本情況

#3電容器位于Ⅱ母上與Ⅲ母硬連，#4電容器在Ⅲ母上。主變帶Ⅱ母和Ⅲ母運行。

（1）電容器裝置型號： TBB22-10-6000/200M-3AK。（2）電容器單元型號： BAM11/√3-200-1W（外熔斷器保護(hù)）。（3）裝置的保護(hù)：裝置采用開口三角不平衡電壓保護(hù)。

3 故障情況

3.1 第一次故障

2013年7月23日9時36分，候潮變10kV #3電容器組由VQC自動投切過程中，不平衡電壓保護(hù)動作，#3電容器開關(guān)跳開。經(jīng)運行人員檢查為C相10號單臺電容器熔絲熔斷。隨即運行人員對熔斷的熔絲進(jìn)行了更換，11時38分左右結(jié)束工作，設(shè)備狀態(tài)由檢修改為熱備用。

3.2 第二次故障

12時08分，候潮變10kV #3電容器組由VQC自動控制合閘過程中，#3電容器組過流保護(hù)和不平衡電壓保護(hù)動作同時動作，#3電容器開關(guān)跳開。同時#4電容器組不平衡電壓保護(hù)動作，#4電容器開關(guān)跳開。經(jīng)檢查#3電容器柜內(nèi)有20只（共30只）熔絲群爆，其中2臺電容器燒損，另外有2臺電容器漏油。具體如圖1所示。

4 故障原因分析

4.1 故障過程的了解

對于第一次的故障過程的推測：故障雖然發(fā)生在電容器裝置進(jìn)行投運的時候，可是電容器有可能在上次切除的時候就已經(jīng)發(fā)生了故障，只是在本次投運的時候?qū)⒐收媳憩F(xiàn)出來；同時也不排除電容器在投運的時候發(fā)生故障的可能性?？傊?，不管電容器是在何時發(fā)生的故障，第一次電容器裝置故障的初始很大可能是由于電容器發(fā)生損壞引起的。并且由于這臺電容器的損壞，導(dǎo)致熔斷器熔斷，將故障電容器隔離，不平衡電壓保護(hù)動作。這樣就產(chǎn)生了第一次故障的現(xiàn)象，一臺電容器損壞，對應(yīng)的熔斷器熔斷，繼電保護(hù)動作。

電容器單元在運行的過程中是有一定故障幾率的，這一點不可避免。但是為了最大程度降低個別故障對于整個裝置以及系統(tǒng)的影響，電容器裝置采取了熔斷器和各種繼電保護(hù)。上述這樣的故障和保護(hù)動作的過程還是按照設(shè)計要求來進(jìn)行和發(fā)展的——熔斷器及時的將故障電容器隔離，并通知繼電保護(hù)動作切除電容器裝置，對整個裝置的其他完好電容器起到保護(hù)作用。

對于第二次的故障過程的推測：采用外熔斷器保護(hù)的電容器裝置，其繼電保護(hù)是否動作通常依靠判斷熔斷器的動作情況。即只有熔斷器發(fā)生熔斷的時候，繼電保護(hù)才會動作。由于熔斷器的動作電流取電容器額定電流的1.5倍左右，所以通常要單臺電容器內(nèi)部一半以上串聯(lián)段損壞之后，即電容器內(nèi)部4串起碼有2串擊穿才會達(dá)到熔斷器的動作電流，熔斷器才動作。

當(dāng)?shù)谝淮问鹿拾l(fā)生后，運維人員在發(fā)現(xiàn)C相10號單臺電容器熔絲熔斷，隨即運維人員對熔斷的熔絲進(jìn)行了更換。在未確定這C相10號單臺電容器是否存在故障就更換熔斷器投運，內(nèi)部損壞的電容器即內(nèi)部4串元件2串已經(jīng)擊穿，不能滿足合閘涌流的沖擊，發(fā)生元件全擊穿的故障。熔斷器異常熔斷，它在熔斷的過程中發(fā)生了拉弧和重燃造成熔斷器群爆，多臺電容器損壞，這就導(dǎo)致了第二次更大范圍的故障。并且在第二次的故障過程中，熔斷器的異常熔斷起到加劇故障情況的作用。因此，建議當(dāng)熔斷器熔絲熔斷后，應(yīng)認(rèn)真檢查相關(guān)電容器的電容量，正確區(qū)分熔斷器誤動和電容器內(nèi)部故障。

4.2 故障原因的分析

通過上述對于故障過程的了解，其實對于故障的原因已經(jīng)比較明確了，對于第一次的故障起因很可能是C相10號單臺電容器發(fā)生故障導(dǎo)致熔斷器熔斷，繼電保護(hù)動作?？墒菍τ诘诙蔚墓收媳闶沁\維人員未確定C相10號單臺電容器是否存在故障就更換熔斷器投運，這是造成事故擴(kuò)大的關(guān)鍵。

對于初始的電容器故障，電容器在運行過程中不可避免地會發(fā)生偶然故障，其中的原因也很復(fù)雜。特別是本次電容器故障發(fā)生在投運的瞬間，電容器損壞可能是由于投運瞬間的種種不確定因素導(dǎo)致，也可能是在上次切除的時候由于斷路器的偶然分閘不良所致，更可能是某臺電容器自身存在一定的隱患所致。

5 故障處理

針對候潮變#3電容器故障建議采取如下的處理方式：（1）全部更換為帶內(nèi)熔絲的電容器產(chǎn)品。（2）加強(qiáng)運行維護(hù)。經(jīng)了解該電容器組已經(jīng)運行了8年時間，有必要加強(qiáng)運行維護(hù)。為了確保用戶的電容器組安全穩(wěn)定運行，實現(xiàn)使用的壽命，應(yīng)對電容器組進(jìn)行全面的、專業(yè)的檢修維護(hù)。（3）更換熔斷器。熔斷器廠家建議戶內(nèi)使用的熔斷器使用3年以上要加強(qiáng)維護(hù)，使用5年一定要整體更換。鑒于該站的電容器為04年產(chǎn)品，如熔斷器一直沒有整組更換，建議更換所有的熔斷器，以確保故障發(fā)生時熔斷器能夠可靠動作。

6 結(jié)束語

綜上所述，對于發(fā)生在候潮變的電容器故障原因的可能性進(jìn)行了分析，并提出了處理意見。實踐證明：規(guī)范地安裝電容器組及加強(qiáng)運行的管理和維護(hù)，可以避免補(bǔ)償電容器組熔斷器“群爆”的情況發(fā)生。

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