10kV無功補償電容器組頻發(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：TBB 10-10020/334-BL，系XX電容器制造有限公司產品。自2004年11月該站投運以來，10kV電容器組無功補償投切較為頻繁，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《變電巡維部XX站10kV電容器組設備缺陷情況匯總表》
生技部、變電巡維部與生產廠家多次到現(xiàn)場分析10kV電容器組故障情況，對10kV電容器組在運行中出現(xiàn)故障的各種因素進行評估。提出以下問題：
1、電容器組斷路器重燃問題：斷路器進行分合閘時間、同期、合閘彈跳時間試驗，試驗數(shù)據均符合標準要求。
2、電容器組運行投切方式問題：按照相關的無功補償投切規(guī)定執(zhí)行。
3、電容器組的保護裝置問題：故障后進行校驗，各套保護均符合標準要求。
4、電容器組的運行環(huán)境問題：運行溫度控制、運行的正常維護均滿足規(guī)定要求。（該廠電容器的溫度類別為D類，年平均最高溫度為35度。24小時平均最高溫度為40度）
5、單組容量較大（10020kVar）問題：投入電容器組時合閘涌流較大。串聯(lián)電抗器抑制合閘涌流的能力是否滿足要求。（在合閘時電容器中性點不平衡電流保護動作次數(shù)較多）。
6、電容器組所配置的熔斷器問題：熔斷器的熔斷特性－熔斷電流（1.43Ie）、熔斷時間（1.43Ie≤75秒）。在開斷過程中，斷口間不得出現(xiàn)重擊穿等要求是否真正滿足？向熔斷器生產廠提出疑問。
7、對電容器的技術要求問題：按照國家標準GB3983.2－89《高電壓并聯(lián)電容器》內的技術要求，該廠生產的電容器是否滿足以下三點要求：
⑴操作過電壓和過電流：投切電容器可能發(fā)生第一個峰值不大于2√2倍施加電壓，持續(xù)時間不大于1/2周波的過渡過電壓。相應的過渡過電流的峰值可能達到100In。在這種情況下，允許年操作1000次。
⑵電容器電介質的電氣強度：電容器單元端子間的電介質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行電壓下由于外部故障引起的短路放電。
根據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：
1. XX站歷次10kV電容器組故障，在運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)生故障的運行狀態(tài)：在合閘過程、運行中、10kV外部故障時均有發(fā)生。其電容器故障性質具有普遍性。
2. XX站10kV＃8、＃10電容器組單元電容器套管處及內部，有局部過熱現(xiàn)象。廠家認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情況和廠家對電容器進行解剖后分析，故障電容器內部介質有全擊穿、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，并且在電容器套管端及電容母線上端均有電弧燒傷痕跡。熔斷器在開斷過程中，斷口間有重擊穿現(xiàn)象。
鑒于XX站10kV電容器組多次發(fā)生故障的情況和對上述問題的分析，認為XX電容器制造有限公司生產的電容器存在產品質量問題。（如上述第6、7點所提的電容器、熔斷器的技術要求）。
處理意見：XX電容器制造有限公司無償對＃9、＃14電容器組進行整組更換。＃8、＃10電容器組單元電容器套管處及內部，有局部過熱的電容器進行更換。其它電容器組暫不更換，其8組電容器組的熔斷器進行全部更換。
9月份處理后的運行情況：
9月份根據以上提出的電容器組處理意見，更換了8組電容器組的熔斷器，并對＃9、＃14電容器組進行了整組更換?，F(xiàn)已運行三個月時間，XX站10kV電容器組按照無功補償?shù)恼Ｍ肚?，一切均運行正常，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電容器組故障報告
8月24日故障前運行方式：#2、#3主變并列運行，220kVⅠ、Ⅱ段并列運行。普兩線、#2變高掛Ⅰ母，兩陽線、#3變高掛Ⅱ母。110kVⅠ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ母并列運行。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段母線分列運行。10kVⅡ段母線配電南港線、古厝線、風華線、龍嶺線及#8、#9電容器組處于運行狀態(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。外來電源處于冷備用。
8月24日14時18分跳閘后臺機事故音響報警，報文“10kV＃9電容器不平衡電流跳閘動作”?！?0kV #9電容559開關分閘”同時“10KV南港線保護電流I段動作”“ 10kV南港線527開關跳閘” 。“10kV古厝線保護電流I段動作” ，“10kV古厝線528開關跳閘”。
8月24日14時50分經檢查＃9電容保護裝置不平衡電流Ibp15.99A，檢查＃9電容器組一次設備正常。報調度員許XX，并要求試送＃9電容器組。10kV＃9電容559開關合閘后，設備運行正常,電流Ia522 Ic521。
8月24日18時22分潮陽調度鄭XX令10kV龍嶺、古厝、南港由檢修轉運行；
8月24日18時35分合上10kV南港線527開關向線路送電正常；
8月24日18時36分合上10kV古厝線528開關向線路送電時后臺事故音響報警，報文顯示“古厝線電流加速跳閘”528開關合閘不成功，同時“10kV＃9電容559開關跳閘”“不平衡電流保護動作”；經檢查保護裝置顯示Ibp20.63A，＃9電容器組一次設備A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、C9熔斷器熔斷跌落，中性點CT燒壞變黑。以上情況報調度李奕武并申請10kV＃9電容器組轉為檢修狀態(tài)。
8月25日XX站＃9電容器組不平衡動作跳閘后繼電保護檢查情況：
1、檢查開關柜端子排、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、檢查保護跳閘（加入電流≧0.73A 不平衡保護動作正確）。
5、檢查計量CT、保護CT相電流二相或一相人為使相電流不平衡，觀察中性點不平衡電流采樣，結果不平衡電流無數(shù)值顯示，確認裝置內部不平衡裝置不平衡保護接線正確。
6、檢查中性點不平衡CT變比確認為30/1,與定值單計算變比相同。外觀檢查14時18分不平衡CT線圈燒毀，環(huán)氧樹脂絕緣套爆裂。
備注：中性點CT變比：30/1 A。不平衡動作電流整定值為0.73A 0.2s
8月25日XX站10kV＃9電容器組檢查試驗結果：
A1、A4、A5、A8、A10、B8、C1、C9電容器試驗值不符合規(guī)程要求。
另附：《8月25日兩英站10kV＃9電容器組檢查試驗報告》，試驗結果：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CT燒壞。
8月26日XX站10kV＃14電容器組故障報告
8月26日10kV #14電容器組故障前運行方式：#2、#3主變并列運行，220kVⅠ、Ⅱ段并列運行。普兩線、#2變高掛Ⅰ母，兩陽線、#3變高掛Ⅱ母。110kVⅠ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ母并列運行。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段分列運行，10kVⅡ母配電南港線、古厝線、風華線、龍嶺線及#8、#10電容器組處于運行狀態(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)。外來電源處于冷備用狀態(tài)。
8月26日18：49分地調胡XX令投入10kV＃14電容器組，合閘送電正常。
8月26日18：54分后臺機事故音響報警，報文“10kV＃14電容器組保護不平衡電流跳閘動作”、“10kV #14電容器564開關位置分閘”、“10kV＃14電容器組保護閉鎖遙合壓板投入動作” 19：08經現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，＃14電容保護裝置記錄故障時不平衡電流動作值Ibph為2.44A，B1、B2、B3、B4、B5、C6電容熔斷器熔斷，中性點CT炸裂，中性點CT避雷器擊穿，導線脫落。將上述情況匯報地調胡XX，并經其下令將10kV＃14電容器組由熱備用轉冷備用。
8月29日XX站10kV＃14電容器組檢查試驗結果：
B2、B5、C6、A2、A5、A9、B9、B10、C1、C7電容器試驗值不符合規(guī)程要求。
另附：《8月29日XX站10kV＃14電容器組檢查試驗報告》，《10kV＃14電容器組開關試驗報告》試驗結果：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CT、中性點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電容器組受到過電壓、過電流以及電動力作用。電容器電介質無法承受過電壓及過電流而損壞。導致中性點電流不平衡保護動作跳閘，使電容器保險脫落燒斷。（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電容器組運行5分鐘后，＃14電容器組保護不平衡電流跳閘動作，動作電流值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，致使保護不平衡電流正常跳閘動作。
標簽：電容器 電力電容器 低壓電容器
