電容器跳閘后的診斷分析

聞玉琨++翟亮

摘 要：分析了電站電容器組跳閘的原因，提出了相應的解決措施，并詳細闡述了變電站電容器組設備的情況，從而為診斷電容器跳閘提供了相應的方案，希望能夠對電容器跳閘后的診斷工作提供幫助。

關鍵詞：電容器；跳閘事故；放電線圈；相間短路

中圖分類號：TM53 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.122

在某變電站跳閘之前，10 kV母線開口三角保護中出現了單相接地信號。在出現單相接地信號1 s之后，該變電站的電容器出現速斷保護動作。檢修工作人員在到達現場后，發現第一組電容器的外殼出現了非常明顯的變形和鼓肚現象。通過分析電容器發生速斷跳閘的原因，積極改進配套設備，并增設必要的保護裝置，以保證無功補償裝置的正常運行。

1 電容器的故障原因分析

1.1 一次原理接線圖分析

該變電站具有5 000 kVAR補償電容，其自動投切一共分為4組，其中，每組電容器具有1 250 kVAR的容量，在電源側連接電抗器。該變電站安裝了一套總保護裝置，即保護配置速斷、失壓、過壓、過流等，并將真空斷路器作為投切電容器安裝于10 kV 中置柜內，在電容器母線上安裝了金屬氧化物避雷器，在電容器首末兩端并接電壓互感器TV。

1.2 該電容器組跳閘故障分析

采用常見的星型接線方式作為電容器組的接線方式，在同一鐵框架上連接三相共體外殼，并確保框架接地。多個元件并聯的四串結構是電容器內部結構的主要形式，同時設置了內熔絲保護。檢修人員與廠家人員解剖了損壞的電容器后發現，A相、B相中均有2個內熔絲熔斷，而且外包封上有破裂的現象。在損傷到外包封的情況下，由于長時間的運行，最終導致對殼擊穿，形成單相接地。因為單相接地出現了非常不穩定的電弧接地現象，過電壓出現在正常相中，而2個內熔絲熔斷的情況出現在另一相中。在過電壓的作用下，由于外包封損傷而導致出現對殼擊穿，最終形成相間短路，雖然存在保護可靠動作，但因短路電流非常大而出現熱效應，致使電容器外殼出現了非常嚴重的變形。

沒有及時發現內熔絲熔斷是導致這起事故主要的原因，而電容器的過電流是導致內熔絲熔斷的主要原因，導致電容器過電流的原因則可能是過電壓和高次諧波。由于在電容器組中設置了中保護裝置過壓保護，而自動投切裝置則以功率因數和電壓等為根據進行投切，所以在系統異常的情況下，很少會發生由于過電壓而導致的內熔絲熔斷的情況。但如果電容器出現頻繁的投切，那么即使裝設了氧化物避雷器，并在一定范圍內限制了分全閘引起的過電壓，電容器還是會由于操作過電壓的累積而出現損壞的現象，最終導致內熔絲熔斷。

導致事故不斷擴大的另一個重要原因就是不定期測量電容器，因為電容量的變化可以直接反映電容器內部裝置的情況。除此之外，要對放線圈進行試驗分析，并加強對放電線圈絕緣性能的檢測。放電線圈的絕緣性能可以通過測量放電線圈的一次、二次直流電阻進行測量，防止電容器差壓保護或零壓保護誤動作，從而防止電容器跳閘。

2 電容器跳閘故障改進措施

2.1 將過負荷保護裝設在各分組回路中

由于過流保護根據4組電容器全部投入時整定，因此在面對由于放大的分組諧波導致的過流現象時反應非常遲鈍，而且嚴重時還會出現不反應的現象，所以必須要將過負荷保護裝設在各分組的回路中。

2.2 安裝開口三角電壓保護

一旦電容器某相內熔絲發生熔斷現象，容抗發生變化，與其余兩相容抗不相等，正常相與故障相之間的電壓就會出現不平衡。面對這種情況，要將低整定值的電壓繼電器裝設在各分組回路電壓互感器二次繞組的開口三角處。如果某一相出現內熔絲熔斷現象，開口三角處就會出現不平衡電壓，就會發出報警信號，由此準確反映出電容器內部故障。

2.3 定期測量電容量

通過測量電容量，能夠及時檢查出電容器是否受潮、老化，是否存在某些內部缺陷，電容器內部接線是否正確和是否有斷線或擊穿現象。按照規程要求定期測量電容量，如果個別電容器的某一相中內熔絲熔斷，其電容量就會出現相應的變化。而一旦發現電容量減少，并且超過規程要求，就要及時排除電容器故障，保證電能的質量和供電可靠性。

2.4 定期測量放電線圈

放電器的安全是保證電容器安全運行的基礎，所以應定期測量電容器的絕緣電阻、直流電阻等，確保放電線圈和電容器容量與保護裝置配置合理，避免放電線圈斷線、直流電阻比值與電容量比值不匹配、絕緣不符合要求等引起電容器跳閘事故。

3 結束語

在變電站的運行過程中，電容器組很容易出現頻繁跳閘的現象，這時候相關工作部門就要及時查清電容器組跳閘的原因，然后采取相關措施排除故障，保證電容器組的正常運行。由于設計和維護等方面的原因，電容器會面臨各種安全隱患，所以必須定期測量電容器，做到防微杜漸，有效防止大電容器事故的發生，延長電容器的使用壽命。

參考文獻

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[2]李凱宇，陳敏.某換流站500 kV濾波器組電容器損壞故障分析[J].電力電容器與無功補償，2012（03）.

〔編輯：王霞〕