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動作速斷跳閘事故的原因進行了分析，并提出了相應的防范措施 </p><p>　　[關鍵字] 電容器 過電流跳閘 </p><p>　　中圖分類號：TM53 文獻標識碼：A </p><p><b>　　1、事故過程 </b&g

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

3、<b>　　事故原因分析 </b></p><p>　　2.1電容器內部故障 </p><p>　　過流III段保護整定以電容器額定電流的1.4倍進行整定，流經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ω值增大，f增大則與諧波有關。在現場問詢運行人員得知該變電站10kV和35kV系統(tǒng)所供負荷主要為鋼廠線324、科豪Ⅰ線526、科豪Ⅱ線525高耗能企業(yè)和當地工農業(yè)生產用電和煤礦，110kV系統(tǒng)與電鐵相連，因此懷疑電鐵的負荷可能造成該站諧波超標，從而引起電容器組對諧波電流的放大造成此次跳閘事故。檢修人員在現場調取了故障錄波發(fā)現發(fā)生故障時電流、電壓波形諧波分量較大，因此不能排除諧波電流

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

6、量誤差范圍內；三相電容值比較，最大值與最小值之比不大于1.06；每相有三個套管引出的電容器，應測量每兩個套管之間的電容量，與出廠值相差不得超過±5%。 </p><p>　　2.1.3 電壓UC上升 </p><p>　　此電容器裝設有三相不平衡電壓保護，三相不平衡電壓保護（保護值7V）應在過流III段保護動作之前發(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諧波的過度放大和發(fā)生諧振等重要作用。 </p><p>　　經現場對電抗器電抗值和直流電阻值測試均滿足《寧夏電氣設備預防性試驗規(guī)程》和 《電氣設備交接試驗規(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

9、系統(tǒng)諧波情況，下面分別分析。 </p><p>　　當電容裝置處3次電壓諧波時諧波含量已超過或接近與標準限制時易選用電抗率為12%的串聯(lián)電抗器； </p><p>　　當電容器裝置處的背景諧波以3次、5次為主時，且兩者含量均較大（包括其中之一已超標或接近標準限制），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

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，經驗算電容器裝置投入后雖引起3次諧波有所放大但未超標且具有裕度，應選用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>　　當電容器裝置處背景以3次、5次為主時，且含量已接近標準值或超標，而3次諧波含量很小時，應選用5%-6%串抗，忌用0.1%-1%串抗； </p><p>　　對

11、于新建的輸變電工程，無從得知電網背景諧波，電容裝置（尤其時分期擴建增容的電容裝置）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，至于防止諧波應在諧波源就地治理。 </p><p>　　2.4電流互感器異常 </p><p>　　經現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《寧夏電氣設備預防性試驗規(guī)程》和《電氣設備交接試驗規(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%；電流比與名牌標志相符，比值差和相位差與制造廠試驗值比較應無明顯變化，并符合等級規(guī)定。 </p><p>　　2.4.1二次直流電阻 </p><p>　　2.5保護裝置誤動 </p><p>　　我單位保護班人員對裝置定值、裝置模數變換系統(tǒng)、裝置功能進行了校驗，確認裝置定值準確，模數變換系統(tǒng)正常

13、、裝置采樣準確、裝置功能正常、裝置本身內部硬件良好，不會出現電流畸變。整定值1.4Ie小于《整定規(guī)程》中電容器過流保護1.5-2Ie的要求，一般為防止誤動應在1.5-1.8Ie之間選取。 </p><p><b>　　3、分析結果 </b></p><p>　　通過以上各方面的試驗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備均試驗合格，二次保護可靠動作，經

14、分析電容器跳閘原因為串聯(lián)電抗器未能有效的抑制瞬間諧波涌流導致了過流III段保護的動作。 </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)下過流保護動作跳閘，躲過其因系統(tǒng)電壓波動而造成的影響，確保電容器的穩(wěn)定運行，經查繼電保護相關資料，可將電容器過流保護定值調整到額定電壓的2-2.5倍，使其能躲過因系統(tǒng)電壓的波動

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絡中的諧波電流和電壓，提高電能質量，確保穩(wěn)定運行。 </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，保證電容器在電網中的安全運行。 </p><p>　　4.4 系統(tǒng)內的諧波和大容量設備的操作，對運行中的

16、電容器將產生較大影響，如不采取相應的措施將直接為威脅電容器的使用壽命和網絡中其他設備的安全。選配合適的電抗器與電容器串聯(lián)，時確保電容器安全運行的技術手段。 </p><p>　　結束語 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，提高電容器可用率，延長電容器使用壽命。 </p><p><b&

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