一起集合式電容器組差壓保護(hù)動(dòng)作的分析

岳彩鵬，隋 恒，陳 虎

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000）

一起集合式電容器組差壓保護(hù)動(dòng)作的分析

岳彩鵬，隋 恒，陳 虎

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000）

針對(duì)一起35 kV集合式電容器組發(fā)生不平衡差壓保護(hù)動(dòng)作的故障，根據(jù)保護(hù)原理及接線，分析了引起電容器組不平衡差壓保護(hù)動(dòng)作的原因，采用試驗(yàn)測(cè)量的方法排查了差壓保護(hù)動(dòng)作的原因，準(zhǔn)確找出了放電線圈二次繞組匝間短路故障，對(duì)類似故障處理提供了一種快速和準(zhǔn)確的方法。

電容器組；差壓保護(hù)；放電線圈；匝間短路

0 引言

高壓并聯(lián)電容器裝置是電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹匾O(shè)備，也是保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要技術(shù)裝備。并聯(lián)電容器為了適應(yīng)電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓的變化，需要進(jìn)行頻繁的操作。在變電站內(nèi)，電容器根據(jù)結(jié)構(gòu)主要分為2類：一類是散裝式電容器組裝置或框架式電容器組裝置，它是由電容器單元組成電容器組，進(jìn)而組成的電容組裝置；另一類是集合式電容器組裝置，通常由多個(gè)帶小鐵殼的單元電容器按設(shè)計(jì)要求并聯(lián)和串聯(lián)起來(lái)，并固定在支架上，裝入大油箱，注入絕緣油后組成。

與散裝式電容器組相比，集合式電容器組具有占地面積小、安裝維護(hù)方便、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。然而，集合式電容器組發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，大多需返廠維修，維修周期長(zhǎng)，對(duì)變電站運(yùn)行影響較大。因此對(duì)電容器組運(yùn)行可靠性要求較高的場(chǎng)合，通常會(huì)選擇散裝式電容器組。

1 故障經(jīng)過(guò)

2013-10-06T08：50，某220 kV變電站35C4電容器組差壓保護(hù)動(dòng)作，隨即檢修人員趕往事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。35C4電容器組為集合式電容器組裝置，采用的并聯(lián)電容器型號(hào)為BAMH41/-5000-1W，其戶外放電線圈型號(hào)為FDGRC（11.5+11.5）-10-1W，于2003年投運(yùn)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，35C4電容器組裝置各部件外觀無(wú)異常。隨后，對(duì)電容器組的電容器、放電線圈進(jìn)行診斷性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)B相放電線圈一個(gè)二次繞組變比不正確。

2 電容器組差壓保護(hù)原理

電容器組差壓保護(hù)接線如圖1所示。每相6個(gè)電容器單元上并聯(lián)2個(gè)放電線圈。電容器正常運(yùn)行時(shí)，TV1，TV2二次側(cè)均產(chǎn)生100 V感應(yīng)電壓，由于2個(gè)二次側(cè)線圈反極性相串聯(lián)，因此作用于電壓繼電器線圈上的電壓（即TV1，TV2二次側(cè)電壓之差）為0，保護(hù)不動(dòng)作。

如果1個(gè)電容器單元內(nèi)有若干電容元件發(fā)生擊穿，此電容器單元的容抗值發(fā)生變化，將引起6個(gè)串聯(lián)的電容器單元電壓分布不均勻和中性點(diǎn)電壓發(fā)生偏移，從而使TV1，TV2二次側(cè)產(chǎn)生大小不等的感應(yīng)電壓，電壓之差就作用于電壓繼電器線圈上。如果此電壓差超過(guò)差壓保護(hù)動(dòng)作整定值，則引起差壓保護(hù)動(dòng)作。

3 現(xiàn)場(chǎng)缺陷處理

根據(jù)電容器組差壓保護(hù)的原理及接線，35C4電容器組差壓保護(hù)動(dòng)作的原因主要有以下3種：

（1） 并聯(lián)電容器中有個(gè)別或部分電容擊穿，導(dǎo)致電容器單元電壓分布不均勻；

（2） 部分放電線圈一、二次側(cè)變比有問(wèn)題，導(dǎo)致二次側(cè)產(chǎn)生大小不等的感應(yīng)電壓；

（3） 保護(hù)誤動(dòng)。

保護(hù)人員首先對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行檢查，保護(hù)裝置顯示不平衡電壓為6 V，超過(guò)了保護(hù)整定值5 V，保護(hù)為正確出口動(dòng)作，排除了保護(hù)誤動(dòng)作的情況。

圖1 電容器組差壓保護(hù)接線

試驗(yàn)人員對(duì)35C4電容器組集合電容器、放電線圈進(jìn)行診斷性試驗(yàn)，查找差壓保護(hù)動(dòng)作原因。

3.1 電容器絕緣電阻和電容量測(cè)試

集合電容器電氣接線如圖2所示。

圖2 集合電容器電氣接線

使用兆歐表和電容表對(duì)電容器進(jìn)行絕緣電阻與電容量測(cè)試，測(cè)量數(shù)據(jù)如表1和表2所示。

表1 集合電容器絕緣電阻測(cè)量值

表2 集合電容器電容測(cè)量值

從表1和表2的測(cè)量數(shù)據(jù)可以看出，A，B，C三相并聯(lián)電容的絕緣電阻值和電容值無(wú)異常，排除個(gè)別或部分電容擊穿導(dǎo)致電容器單元電壓分布不均勻，并引起差壓保護(hù)動(dòng)作的情況。

3.2 放電線圈絕緣電阻和變比測(cè)試

放電線圈電氣接線如圖3所示。使用兆歐表和變壓器變此測(cè)試儀對(duì)放電線圈進(jìn)行絕緣電阻與電壓比測(cè)試，測(cè)量數(shù)據(jù)如表3和表4所示。

圖3 放電線圈電氣接線

表3 放電線圈絕緣電阻測(cè)量值

表4 放電線圈變比測(cè)量值

從表3和表4的測(cè)量結(jié)果來(lái)看，B相放電線圈存在變比異常。為確定B相放電線圈A2X/a2x2繞組中的哪個(gè)繞組存在問(wèn)題，對(duì)三相A1X/a1x1、A1X/a2x2進(jìn)行變比測(cè)試。

試驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，A，C相A1X/a1x1，A1X/ a2x2和B相A1X/a1x1變比均為240，B相的A1X/a2x2變比為380.8，且重復(fù)性良好，故判斷故障原因?yàn)锽相的a2x2繞組存在匝間短路。

4 結(jié)束語(yǔ)

電容器組發(fā)生差壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)，首先應(yīng)檢查是否為保護(hù)誤動(dòng)作，在排除保護(hù)誤動(dòng)作后，應(yīng)從2個(gè)方面進(jìn)行檢查：

（1） 測(cè)試并聯(lián)電容器中各部分電容，判斷是否有個(gè)別或部分電容擊穿，導(dǎo)致電容器單元電壓分布不均勻；

（2） 測(cè)試放電線圈一、二次變比，判斷是否由于部分線圈匝間短路造成變比異常，導(dǎo)致二次側(cè)產(chǎn)生大小不等的感應(yīng)電壓。

目前，變電站內(nèi)發(fā)生差壓保護(hù)動(dòng)作的現(xiàn)象已非常普遍，應(yīng)引起運(yùn)檢部門的高度重視。行之有效的辦法就是嚴(yán)把設(shè)備質(zhì)量關(guān)，確保入網(wǎng)的電容器、放電線圈等設(shè)備無(wú)病投運(yùn)，同時(shí)做好電容器及放電線圈的定期試驗(yàn)，運(yùn)行中對(duì)放電線圈進(jìn)行紅外測(cè)溫巡檢，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)處理。

2015-12-02。

岳彩鵬（1984-），男，工程師，主要從事變電設(shè)備技術(shù)監(jiān)督和電氣試驗(yàn)工作，email：huanjuniceandrun@163.com。

隋 恒（1986-），男，工程師，主要從事電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與故障診斷和電氣試驗(yàn)工作。

陳 虎（1978-），男，技師，主要從事變電設(shè)備技術(shù)監(jiān)督和電氣試驗(yàn)工作。