SVC系統TCR高壓電纜頭燒毀原因分析

梁日棟　夏 時（寶鋼集團廣東韶關鋼鐵有限公司，廣東　韶關　512123）

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SVC系統TCR高壓電纜頭燒毀原因分析

梁日棟夏 時
（寶鋼集團廣東韶關鋼鐵有限公司，廣東韶關512123）

摘要：在SVC系統下，TCR高壓電纜頭燒毀將會對電網電壓造成重要影響，不利于電網的安全穩定運行。本文對SVC系統下TCR高壓電纜頭燒毀的故障現象進行分析，并提出處理方法，總結電纜頭燒毀的原因，供同行參考借鑒。

關鍵詞：SVC系統；高壓；電纜頭；燒毀；原因

1 概述

韶鋼中板廠為了保證設備的電能質量，減少不必要的電能損耗，節約生產成本，優化資源配置，決定安裝一套6kV TCR型動態無功補償裝置（簡稱SVC）。該裝置是一種能夠為電網快速而連續地提供容性和感性無功功率的電力電子裝置，SVC系統中TRC閥組和FC濾波器組相互結合，可以減少軋鋼機等沖擊性負荷對供電系統的電壓波動和閃變，消除無功沖擊，提高電網系統的功率因數。

2 TCR型動態無功補償裝置簡介

系統母線運行電壓6kV，在6kV母線安裝靜止型動態無功補償裝置（SVC）一套，主要電氣設備有：10kV高壓開關柜4面、10kV隔離開關4臺、10kV電流互感器11臺、10kV晶閘管閥組3組、10kV相控電抗器3臺、10kV濾波電抗器12臺、10kV電容器組4組（含10kV差流互感器4臺、10kV氧化鋅避雷器12支）、保護柜1面、SVC控制柜1面和SVC脈沖柜1面。

根據交-交變頻傳動系統的諧波狀況，濾波器設計了3、5、7、11四個濾波支路，安裝容量23.6Mvar，基波補償容量17Mvar，為防止切斷容性電流時，斷路器電弧重燃可能導致的重大設備事故，采用六氟化硫斷路器向SVC裝置供電。六氟化硫斷路器切斷容性電流的能力為800A，中板SVC系統共采用3臺SF6斷路器對相控電抗器及各濾波支路供電。其中TCR通道單獨使用一臺斷路器供電、H3濾波通道和H5濾波通道共用一臺斷路器供電、H7濾波通道和H11濾波通道共用一臺斷路器供電。斷路器至相控電抗器、相控電抗器至晶閘管閥組和斷路器至隔離開關間采用高壓電纜供電，其余部分電氣設備的連接主要采用鋼芯鋁絞線、銅母排和鋁母排。

TCR容量20Mvar，為三角型接線；H3濾波通道安裝容量為6240kvar、H5濾波通道安裝容量為8250kvar、H7濾波通道安裝容量為6240kvar、H11濾波通道安裝容量為8250kvar，全部采用雙星型接線。

3 TCR電纜接頭燒毀故障原因分析

SVC系統自2009年2月安裝完畢并投入運行至今，先后發生過2次因TCR柜高壓電纜接頭燒毀故障跳閘而引起生產停止的設備事故。

3.1 故障現象及處理

SVC系統TCR高壓柜B相至相控電控器的兩根單芯電纜接頭發熱冒煙并燒毀，導致B相接地短路，6SF斷路器速斷跳閘，各濾波支路連鎖跳閘。電力監控系統后臺報“高壓開關分閘”信號。故障發生后，值班運行電氣人員迅速停止軋鋼機等主要生產設備，并對故障的產生原因進行查找，發現TCR柜內除電纜接頭被燒毀外，濾波器高壓開關柜，閥組室設備，相控電抗器及SVC控制系統均正常，通過電力監控系統查看設備運行記錄，電流、電壓均在正常范圍內，排除了因為電力設備或電力線路短路、接地和過載引起的可能。

將TCR高壓開關柜B相故障接地電纜接頭鋸斷后，重新制作新電纜頭，套護管，絕緣電阻值測量和低頻交流耐壓試驗均通過。SVC系統重新投入運行正常。

3.2 故障原因分析

將已經燒黑的護套和絕緣電纜剖開，發現銅編織帶與電纜屏蔽層連接完好，電纜絕緣和絕緣屏蔽層無質量問題，炭黑分散均勻。在電纜銅屏蔽層離護套套口約20cm處有明顯放電痕跡，電纜頭周圍絕緣幾乎全部燒熔，電纜銅芯被燒熔出一個約1cm2小坑，小坑邊緣銅芯熔化為豆粒狀。由此分析可知，導致此電纜頭燒毀故障的原因是電纜銅線芯屏蔽層厚薄不均，較薄的屏蔽層不足以屏蔽銅線芯毛刺或銅屑引起的尖端放電，導致電纜主絕緣被擊穿，金屬屏蔽層嚴重帶電發熱，導致電纜絕緣燒壞。

電力系統中，電纜燒毀的原因有多種，但一般有以下四種：一是過電流和過電壓，二是電纜頭制作不合格；三是電纜質量差或老化；四是環境因素。根據排查法，電纜燒毀事故發生的電流和電壓均在范圍內，且使用的電纜是大型企業生產的全新產品，基本上也可排除質量差的問題。由于高壓室內安裝了空調進行冷卻，所以環境因素也可排除。而剩下的就是電纜頭的制作質量問題了，但電纜投入前進行了耐壓試驗，基本上電纜頭的制作不合格引起的概率也極低。

通過分析，基本排除了上述的四種原因。后發現距離TCR電纜頭0.5m左右的電纜絕緣體表面有不同程度的凹痕，肉眼不容易分辨，手觸感覺明顯。分析事故原因是：電纜安裝人員在進行電纜線頭與高壓柜連接時，由于電纜受到擠壓（電纜較粗120mm2，彎曲不容易），電纜絕緣層受力變形，厚度不均，絕緣強度下降所致。

結語

正確認識SVC系統，對其常見的故障問題進行分析，并采取預防措施，減少故障發生率，有助于電網系統的安全運行，為人們提供安全的電能資源，本文就其中的高壓電纜頭燒毀問題進行分析，希望對同行有所幫助。

參考文獻

[1]胡付有.SVC裝置TCR電抗器磁場影響分析及對策[J].廣西電力，2014（37）：18-21.

中圖分類號：TM247

文獻標識碼：A