【導讀】在一些工業(yè)應用中,往往會用到很多電容器組,會配置速斷、過流、過壓、失壓等保護,但是還是會出現因電容器故障而導致跳閘的現象,這究竟是怎么回事呢,該如何解決?
電容器組故障分析
電容器組采用常用的星型接線方式,三相共體外殼接于同一鐵框架,框架接地。電容器內部結構為多個元件并聯(lián)的四串結構,并設置內熔絲保護,檢修人員與廠家人 員對損壞的電容器進行解剖,發(fā)現受損電容器的A、B相內熔絲均熔斷了兩根,外包封破裂,經過認真分析,認為一相熔絲熔斷兩根后,造成外包封損傷,在外包封 受傷的情況下,長期運行發(fā)展成對殼擊穿,并發(fā)展成單相接地。由于單相接地呈不穩(wěn)定電弧接地,使健全相產生過電壓而另一相也有兩熔絲熔斷,外包封受傷致使在 過電壓作用下發(fā)展成對殼擊穿,由此形成相間短路,盡管保護可靠動作,但巨大的短路電流產生的熱效應,仍對電容器造成一定程度的損傷,使電容器外殼嚴重變 形。
另外由于電網中存在大量的非線性負荷,使得電網中諧波占有一定含量。110kV張河變電站除擔任城郊居民用電外,主要擔任工業(yè)供電,除幾條10kV工業(yè)專 線外,其他10kV線路上還有一些小型化工廠、鑄造廠等工業(yè)用戶,這些用戶都可能產生諧波。盡管每戶產生的諧波很少,但可以匯集成較大的諧波電流饋入電 網,使電網的諧波水平升高,影響電網設備的安全運行。由于此變電站的無功補償裝置,配置電抗率為6的串聯(lián)電抗器,6的電抗率雖然能對5次及以上諧波有抑制 作用,但在3次諧波下使串聯(lián)電抗器與補償電容器的阻抗成容性,出現諧波電流放大現象,使電容器過負荷。盡管母線上以5次諧波為主,3次諧波含量不是很高, 而裝設電容器后,容性阻抗將原有的3次諧波含量放大,可能造成內熔絲熔斷。由于總保護按四組電容器額定電流的1.3倍整定,而4組電容器全部投入的情況極 少。當某一段時間內諧波含量偏高時,總過流保護不能動作,造成某相內熔絲熔斷,而內熔絲熔斷后不能被及時發(fā)現,導致事故擴大,造成速斷跳閘。
從保護配置來看,電容器內部故障的保護只設置內熔絲保護,而并未設置導致事故擴大的后備保護——不平衡電壓保護,使內熔絲熔斷后不能及時發(fā)現,造成速斷跳閘事故,因此,保護配置不完善是造成電容器事故擴大的主要原因。
另外,不定期測量電容量也是造成事故擴大的原因之一。由于電容器內部裝置最直接的反應是電容量的變化,而電容量測量手段落后,進行電容器電容量的測量時, 需采用拆除連接線的測量方法,不僅測量麻煩而且可能因拆裝連接線導致套管受力而發(fā)生套管漏油的故障。因此,自投入運行以來檢修人員從未進行過電容量測量, 而又未設置反應電容器內部故障的保護,當內部個別內熔絲熔斷時,無法及時發(fā)現,造成事故擴大。
電容器故障改進措施
1.在各分組回路中安裝過負荷保護
由于過流保護根據4組電容器全部投入時整定,對分組諧波電流放大造成的過流現象反應遲鈍,甚至不反應,因此,在各分組回路安裝過負荷保護,由于交流接觸器 只能開斷正常情況下的負荷電流,不能開斷故障電流,將交流接觸器更換為ZN-28型真空斷路器,在諧波含量高時,作用于跳閘,避免諧波對電容器造成損壞和 內熔絲熔斷。
2.在各分組回路安裝開口三角電壓保護
當電容器某相內熔絲熔斷時,容抗發(fā)生變化,與其他兩相容抗不等,造成故障相與健全相電壓不平衡。于是,在各分組回路電壓互感器的二次繞組的開口三角處安裝 一只低整定值的電壓繼電器,當一相內熔絲熔斷時,在開口三角處出現不平衡電壓,發(fā)出報警信號,此裝置能準確反映電容器內部故障,且不受系統(tǒng)接地和系統(tǒng)不平 衡電壓的影響,及時將受傷的電容器退出運行。
3.定期測量電容量
針對電容量測量困難,購置了先進的測量設備,采用全自動電容電橋定期測量電容器組,單臺電容器的電容量,不需拆連接線,測量簡便快捷,準確可靠。檢修人員 定期進行電容量測量,當電容器某一相個別內熔絲熔斷后,電容量將發(fā)生變化,當測得電容量減少,超過3時,及時將受傷的電容器退出運行。
設計和維護等方面的疏忽都可能對電容器的安全運行帶來隱患,因此,配置完善的保護,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大,提高電容器的可用率,延長電容器的使用壽命。
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