10kV無(wú)功補(bǔ)償電容器組頻發(fā)故障的分析和處理
日期：2015-04-15
我局220kVXX站10kVⅡ、Ⅲ段母線共配置8組電容器組，單組容量10020kVar，型號(hào)：TBB 10-10020/334-BL，系XX電容器制造有限公司產(chǎn)品。自2004年11月該站投運(yùn)以來(lái)，10kV電容器組無(wú)功補(bǔ)償投切較為頻繁，10kV電容器組多次發(fā)生電容器熔斷器群爆、電容器電容量變值等故障。2005年5月至8月就造成電容器組損壞故障9次。見(jiàn)《變電巡維部XX站10kV電容器組設(shè)備缺陷情況匯總表》
生技部、變電巡維部與生產(chǎn)廠家多次到現(xiàn)場(chǎng)分析10kV電容器組故障情況，對(duì)10kV電容器組在運(yùn)行中出現(xiàn)故障的各種因素進(jìn)行評(píng)估。提出以下問(wèn)題：
1、電容器組斷路器重燃問(wèn)題：斷路器進(jìn)行分合閘時(shí)間、同期、合閘彈跳時(shí)間試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
2、電容器組運(yùn)行投切方式問(wèn)題：按照相關(guān)的無(wú)功補(bǔ)償投切規(guī)定執(zhí)行。
3、電容器組的保護(hù)裝置問(wèn)題：故障后進(jìn)行校驗(yàn)，各套保護(hù)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
4、電容器組的運(yùn)行環(huán)境問(wèn)題：運(yùn)行溫度控制、運(yùn)行的正常維護(hù)均滿足規(guī)定要求。（該廠電容器的溫度類(lèi)別為D類(lèi)，年平均最高溫度為35度。24小時(shí)平均最高溫度為40度）
5、單組容量較大（10020kVar）問(wèn)題：投入電容器組時(shí)合閘涌流較大。串聯(lián)電抗器抑制合閘涌流的能力是否滿足要求。（在合閘時(shí)電容器中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)動(dòng)作次數(shù)較多）。
6、電容器組所配置的熔斷器問(wèn)題：熔斷器的熔斷特性－熔斷電流（1.43Ie）、熔斷時(shí)間（1.43Ie≤75秒）。在開(kāi)斷過(guò)程中，斷口間不得出現(xiàn)重?fù)舸┑纫笫欠裾嬲凉M足？向熔斷器生產(chǎn)廠提出疑問(wèn)。
7、對(duì)電容器的技術(shù)要求問(wèn)題：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3983.2－89《高電壓并聯(lián)電容器》內(nèi)的技術(shù)要求，該廠生產(chǎn)的電容器是否滿足以下三點(diǎn)要求：
⑴操作過(guò)電壓和過(guò)電流：投切電容器可能發(fā)生第一個(gè)峰值不大于2√2倍施加電壓，持續(xù)時(shí)間不大于1/2周波的過(guò)渡過(guò)電壓。相應(yīng)的過(guò)渡過(guò)電流的峰值可能達(dá)到100In。在這種情況下，允許年操作1000次。
⑵電容器電介質(zhì)的電氣強(qiáng)度：電容器單元端子間的電介質(zhì)必須能承受兩種電壓之一，工頻交流電壓2.15Un,和直流電壓4.3 Un,歷時(shí)10秒。
⑶耐受短路放電能力：電容器單元必須能承受在允許的運(yùn)行電壓下由于外部故障引起的短路放電。
根據(jù)XX站10kV電容器組多次發(fā)生故障的各種狀態(tài)，提出以下分析意見(jiàn)：
1. XX站歷次10kV電容器組故障，在運(yùn)行的七組電容器組中電容器共變值損壞27只。且故障的發(fā)生分別出現(xiàn)在10kV不同（Ⅱ、Ⅲ段）母線段以及不同的電容器組。電容器組發(fā)生故障的運(yùn)行狀態(tài)：在合閘過(guò)程、運(yùn)行中、10kV外部故障時(shí)均有發(fā)生。其電容器故障性質(zhì)具有普遍性。
2. XX站10kV＃8、＃10電容器組單元電容器套管處及內(nèi)部，有局部過(guò)熱現(xiàn)象。廠家認(rèn)為是電容器套管引出端部焊接不良造成。
3.從歷次故障電容器試驗(yàn)情況和廠家對(duì)電容器進(jìn)行解剖后分析，故障電容器內(nèi)部介質(zhì)有全擊穿、局部擊穿現(xiàn)象。
4. 從電容器組熔斷器熔斷后的狀態(tài)上看，熔斷器多數(shù)為炸開(kāi)，并且在電容器套管端及電容母線上端均有電弧燒傷痕跡。熔斷器在開(kāi)斷過(guò)程中，斷口間有重?fù)舸┈F(xiàn)象。
鑒于XX站10kV電容器組多次發(fā)生故障的情況和對(duì)上述問(wèn)題的分析，認(rèn)為XX電容器制造有限公司生產(chǎn)的電容器存在產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。（如上述第6、7點(diǎn)所提的電容器、熔斷器的技術(shù)要求）。
處理意見(jiàn)：XX電容器制造有限公司無(wú)償對(duì)＃9、＃14電容器組進(jìn)行整組更換。＃8、＃10電容器組單元電容器套管處及內(nèi)部，有局部過(guò)熱的電容器進(jìn)行更換。其它電容器組暫不更換，其8組電容器組的熔斷器進(jìn)行全部更換。
9月份處理后的運(yùn)行情況：
9月份根據(jù)以上提出的電容器組處理意見(jiàn)，更換了8組電容器組的熔斷器，并對(duì)＃9、＃14電容器組進(jìn)行了整組更換。現(xiàn)已運(yùn)行三個(gè)月時(shí)間，XX站10kV電容器組按照無(wú)功補(bǔ)償?shù)恼Ｍ肚校磺芯\(yùn)行正常，未再發(fā)生電容器組熔斷器群爆及單元電容器變值的故障。
8月24日XX站10kV ＃9電容器組故障報(bào)告
8月24日故障前運(yùn)行方式：#2、#3主變并列運(yùn)行，220kVⅠ、Ⅱ段并列運(yùn)行。普兩線、#2變高掛Ⅰ母，兩陽(yáng)線、#3變高掛Ⅱ母。110kVⅠ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ母并列運(yùn)行。兩陳Ⅰ線、兩司Ⅰ線掛Ⅰ母，兩陳Ⅱ線、兩司Ⅱ線、#2變中掛Ⅱ母，#3變中、兩義線掛Ⅴ母，兩峽線掛Ⅵ母。10kVⅡ、III段母線分列運(yùn)行。10kVⅡ段母線配電南港線、古厝線、風(fēng)華線、龍嶺線及#8、#9電容器組處于運(yùn)行狀態(tài)。#10電容器組處于熱備用狀態(tài)，10kV III段母線配電#12、#14電容器組及#2站用變處于運(yùn)行狀態(tài)。#1站用變處于熱備用狀態(tài)。#7、#13電容器組處于檢修。外來(lái)電源處于冷備用。
8月24日14時(shí)18分跳閘后臺(tái)機(jī)事故音響報(bào)警，報(bào)文“10kV＃9電容器不平衡電流跳閘動(dòng)作”?！?0kV #9電容559開(kāi)關(guān)分閘”同時(shí)“10KV南港線保護(hù)電流I段動(dòng)作”“ 10kV南港線527開(kāi)關(guān)跳閘” ?！?0kV古厝線保護(hù)電流I段動(dòng)作” ，“10kV古厝線528開(kāi)關(guān)跳閘”。
8月24日14時(shí)50分經(jīng)檢查＃9電容保護(hù)裝置不平衡電流Ibp15.99A，檢查＃9電容器組一次設(shè)備正常。報(bào)調(diào)度員許XX，并要求試送＃9電容器組。10kV＃9電容559開(kāi)關(guān)合閘后，設(shè)備運(yùn)行正常,電流Ia522 Ic521。
8月24日18時(shí)22分潮陽(yáng)調(diào)度鄭XX令10kV龍嶺、古厝、南港由檢修轉(zhuǎn)運(yùn)行；
8月24日18時(shí)35分合上10kV南港線527開(kāi)關(guān)向線路送電正常；
8月24日18時(shí)36分合上10kV古厝線528開(kāi)關(guān)向線路送電時(shí)后臺(tái)事故音響報(bào)警，報(bào)文顯示“古厝線電流加速跳閘”528開(kāi)關(guān)合閘不成功，同時(shí)“10kV＃9電容559開(kāi)關(guān)跳閘”“不平衡電流保護(hù)動(dòng)作”；經(jīng)檢查保護(hù)裝置顯示Ibp20.63A，＃9電容器組一次設(shè)備A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、C9熔斷器熔斷跌落，中性點(diǎn)CT燒壞變黑。以上情況報(bào)調(diào)度李奕武并申請(qǐng)10kV＃9電容器組轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)。
8月25日XX站＃9電容器組不平衡動(dòng)作跳閘后繼電保護(hù)檢查情況：
1、檢查開(kāi)關(guān)柜端子排、裝置端子排接線安裝正確。
2、檢查定值正確（整定：不平衡電流0.73A 時(shí)間0.2s）.
3、檢查交流采樣正確（裝置采樣與加入模擬量相同）。
4、檢查保護(hù)跳閘（加入電流≧0.73A 不平衡保護(hù)動(dòng)作正確）。
5、檢查計(jì)量CT、保護(hù)CT相電流二相或一相人為使相電流不平衡，觀察中性點(diǎn)不平衡電流采樣，結(jié)果不平衡電流無(wú)數(shù)值顯示，確認(rèn)裝置內(nèi)部不平衡裝置不平衡保護(hù)接線正確。
6、檢查中性點(diǎn)不平衡CT變比確認(rèn)為30/1,與定值單計(jì)算變比相同。外觀檢查14時(shí)18分不平衡CT線圈燒毀，環(huán)氧樹(shù)脂絕緣套爆裂。
備注：中性點(diǎn)CT變比：30/1 A。不平衡動(dòng)作電流整定值為0.73A 0.2s
8月25日XX站10kV＃9電容器組檢查試驗(yàn)結(jié)果：
A1、A4、A5、A8、A10、B8、C1、C9電容器試驗(yàn)值不符合規(guī)程要求。
另附：《8月25日兩英站10kV＃9電容器組檢查試驗(yàn)報(bào)告》，試驗(yàn)結(jié)果：A1、A4、A5、A8、A10電容量變值，B8、C1、C9電容器絕緣電阻下降。共8只電容器損壞。中性點(diǎn)CT燒壞。
8月26日XX站10kV＃14電容器組故障報(bào)告
8月26日10kV #14電容器組故障前運(yùn)行方式：#2、#3主變并列運(yùn)行，220kVⅠ、Ⅱ段并列運(yùn)行。普兩線、#2變高掛Ⅰ母，兩陽(yáng)線、#3變高掛Ⅱ母。110kVⅠ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ母并列運(yùn)行。兩陳Ⅰ線、兩司Ⅰ線掛Ⅰ母，兩陳Ⅱ線、兩司Ⅱ線、#2變中掛Ⅱ母，#3變中、兩義線掛Ⅴ母，兩峽線掛Ⅵ母。10kVⅡ、Ⅲ段分列運(yùn)行，10kVⅡ母配電南港線、古厝線、風(fēng)華線、龍嶺線及#8、#10電容器組處于運(yùn)行狀態(tài)。#1站用變處于熱備用，#7、#9電容器組處于檢修狀態(tài)。10kVⅢ段配電#12電容器組及#2站用變處于運(yùn)行狀態(tài)。#11、#14電容器組處于熱備用狀態(tài)，#13電容器組處于檢修狀態(tài)。外來(lái)電源處于冷備用狀態(tài)。
8月26日18：49分地調(diào)胡XX令投入10kV＃14電容器組，合閘送電正常。
8月26日18：54分后臺(tái)機(jī)事故音響報(bào)警，報(bào)文“10kV＃14電容器組保護(hù)不平衡電流跳閘動(dòng)作”、“10kV #14電容器564開(kāi)關(guān)位置分閘”、“10kV＃14電容器組保護(hù)閉鎖遙合壓板投入動(dòng)作” 19：08經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，＃14電容保護(hù)裝置記錄故障時(shí)不平衡電流動(dòng)作值Ibph為2.44A，B1、B2、B3、B4、B5、C6電容熔斷器熔斷，中性點(diǎn)CT炸裂，中性點(diǎn)CT避雷器擊穿，導(dǎo)線脫落。將上述情況匯報(bào)地調(diào)胡XX，并經(jīng)其下令將10kV＃14電容器組由熱備用轉(zhuǎn)冷備用。
8月29日XX站10kV＃14電容器組檢查試驗(yàn)結(jié)果：
B2、B5、C6、A2、A5、A9、B9、B10、C1、C7電容器試驗(yàn)值不符合規(guī)程要求。
另附：《8月29日XX站10kV＃14電容器組檢查試驗(yàn)報(bào)告》，《10kV＃14電容器組開(kāi)關(guān)試驗(yàn)報(bào)告》試驗(yàn)結(jié)果：B2、B5、C6電容量變值，A2、A5、A9、B9、B10、C1、C7電容器絕緣電阻下降。共10只電容器損壞。中性點(diǎn)CT、中性點(diǎn)CT避雷器擊穿燒壞。
XX站8月24日10kV＃9電容器組故障分析：
由于10kV古厝線線路故障的沖擊，10kV＃9電容器組受到過(guò)電壓、過(guò)電流以及電動(dòng)力作用。電容器電介質(zhì)無(wú)法承受過(guò)電壓及過(guò)電流而損壞。導(dǎo)致中性點(diǎn)電流不平衡保護(hù)動(dòng)作跳閘，使電容器保險(xiǎn)脫落燒斷。（A相電容器A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10及C相C9熔斷器熔斷跌落）。
XX站8月26日#14電容器組故障分析：
投入#14電容器組運(yùn)行5分鐘后，＃14電容器組保護(hù)不平衡電流跳閘動(dòng)作，動(dòng)作電流值Ibph為2.44A。#14電容器B2、B5、C6電容量變值。電容器組A、B、C三相電容值不平衡，致使保護(hù)不平衡電流正常跳閘動(dòng)作。
標(biāo)簽：電容器 電力電容器 低壓電容器
