一起66kV橋差接線電容器組保護跳閘分析

邱曉麗　范勇

摘要：文章闡述了一起變電站66kV橋差接線電容器組裝置跳閘事故的過程，說明了事故檢查和處理的整個現(xiàn)場情況，分析了導(dǎo)致跳閘事故的各種原因，并提出了相應(yīng)的建議和整改措施，對今后各電力企業(yè)預(yù)防此類電容器組事故的發(fā)生有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：66kV橋差接線；電容器組；跳閘事故；無功補償；電力事故 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM714 文章編號：1009-2374（2016）01-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.069

在電力系統(tǒng)中，由于無功功率不足，會使系統(tǒng)電壓及功率因數(shù)降低，從而損壞用電設(shè)備，嚴重時會造成電壓崩潰，使系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電。另外功率因數(shù)和電壓的降低，還會使電氣設(shè)備得不到充分利用，造成電能損耗增加，效率降低，從而限制了線路的送電能力，影響電網(wǎng)的安全運行及用戶的正常用電。無功補償設(shè)備的可靠運行對電壓質(zhì)量起著重要作用。目前，500kV變電站已廣泛采用電容器組作為無功的輸出，橋差接線因其良好的優(yōu)點逐步推廣應(yīng)用。本文主要以某500kV變電站66kV系統(tǒng)橋差接線的并聯(lián)電容器組裝置跳閘實例，講述這種保護接線的原理，故障后的分析處理及防范措施。

1 設(shè)備簡介

1.1 跳閘前運行方式

某500kV變電站#3主變?yōu)閱蜗嘧择钭儔浩鳎兊蜑?6kV單母線接線，變低引出2個開關(guān)，每臺變低裝設(shè)4組108Mvar電容器組。每組由216臺500kvar單體電容器組成。每組電容器組采用橋差接線。

1.2 開關(guān)、保護配置情況

開關(guān)配置如表1所示：

電容器組參數(shù)如表3和表4所示。

1.3 橋差接線方式

每相采用單CT星型橋差接線，見圖1。

2 事故經(jīng)過

2.1 保護動作及開關(guān)跳閘情況

2013年08月03日22時31分23秒，事故音響啟動，監(jiān)控顯示66kV #3AM母線#1電容器組631開關(guān)在分閘位置。

圖1 66kV電容器組單CT橋差接線

2.2 保護及后臺動作信息

08月03日22時31分23秒，后臺監(jiān)控報：66kV #3AM母線#1電容器組間隔報“631保護動作”、“631保護事故音響”。繼保室：631電容器保護裝置報“橋差保護動作，Idb=15.18A”

3 現(xiàn)場檢查及處理

3.1 故障隔離

運行人員迅速匯報調(diào)度，向中調(diào)申請將66kV #3AM母線#1電容器組由熱備用轉(zhuǎn)檢修，并將故障情況上報繼保、檢修專業(yè)。

3.2 一次設(shè)備檢查

運行人員到66kV高壓場地檢查，631開關(guān)確在分閘位置，機構(gòu)儲能正常，檢查發(fā)現(xiàn)66kV #3AM母線#1電容器組地面有較大的飛鳥殘骸，相關(guān)的設(shè)備無其他異常現(xiàn)象。

3.3 二次設(shè)備檢查

運行人員到66kV繼保室檢查，保護液晶面板顯示“橋差保護動作，Idb=15.18A”，裝置正常。

4 事故原因分析

4.1 橋差保護動作原理

圖1中，流經(jīng)橋臂的不平衡電流為：

式中：

——角頻率

——臂兩端的電壓

——四個橋臂的電容量

電容器組出廠時，四個橋臂電容值基本平衡，即

/≈/，橋差的a、b點視為等電位，沒有差流形成。當(dāng)任一橋臂發(fā)生電容值偏差時，四個橋臂不再平衡，a、b間有不平衡電流產(chǎn)生，達到定值時保護經(jīng)0.2秒延時出口。橋差保護邏輯框圖如圖3所示：

圖3 橋差保護邏輯框圖

4.2 橋差保護動作分析

圖4 66kV電容器組故障發(fā)生示意圖

在事故發(fā)生時，經(jīng)過電容器的飛鳥可能打算棲息在電容器上，當(dāng)靠近電容器時，由于電容器處于投運狀態(tài)，飛鳥體積過大，導(dǎo)致對電容器外殼放電，此時，電路一橋臂發(fā)生電容值偏差，四個橋臂不再平衡，a、b間有不平衡電流為15.18A，超過到定值，66kV #3AM母線#1電容器組ISA-359G橋差保護動作出口跳開631開關(guān)。

5 整改措施

5.1 提高巡視質(zhì)量，預(yù)防外力因素破壞

室外框架式電容器組，電容器單體布置較為緊密，極間距離一般不超過50cm，容易因漂浮物、鳥類引起短路故障。在靠近樹林經(jīng)常有鳥類出現(xiàn)的變電站，應(yīng)在巡視時注意是否有鳥類在電容器組筑巢，并及時用絕緣桿清除，避免鳥類長期棲息在電容器組上。經(jīng)常有鳥類出現(xiàn)的，可以加裝驅(qū)鳥器。對站外有漂浮物的，在日常巡視應(yīng)該將站外環(huán)境納入巡視范圍。

5.2 按時定期開展紅外測溫

電容器發(fā)生故障時，由于內(nèi)部元件承受過電壓增大，長時間運行，本體溫升提高，容易出現(xiàn)電容器殼體鼓肚、滲油現(xiàn)象，通過日常的細心巡視，一般比較容易發(fā)現(xiàn)。此外，通過紅外成像測溫也能較好地發(fā)現(xiàn)電容器的運行工況。電容器的測溫宜選在電容器投入1小時后進行，為了避免環(huán)境溫度的影響，建議在傍晚或夜間進行。通過紅外成像測溫，能及時發(fā)現(xiàn)本體局部發(fā)熱、線耳接觸不良等缺陷。

5.3 對電容器絕緣子進行定期清潔

66kV電容器組一般為框架式，正常運行時，外框架是帶電的，因此框架支持瓷瓶的絕緣強度非常重要。實際運行中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場運行環(huán)境重點檢查瓷瓶的臟污程度。根據(jù)實際情況，組織停電清抹，避免絕緣子因爬電而導(dǎo)致設(shè)備跳閘。

6 結(jié)語

從一起66kV橋差接線電容器組裝置跳閘事故處理實例中分析保護動作原理，分析造成事故的原因，提出避免事故再次發(fā)生的整改措施。橋差接線電容器組已在電力系統(tǒng)逐步推廣使用，通過各類跳閘事故的總結(jié)和反思，希望能有效降低發(fā)生事故的幾率，提高無功設(shè)備的正常運行，保證電壓水平。

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基金項目：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電職工創(chuàng)新項目成果（項目編號：ZG-DG2015-015）。

作者簡介：邱曉麗（1982-），女，廣東電網(wǎng)公司東莞供電局高級工，電氣工程師，研究方向：變電運行；范勇（1980-），男，廣東電網(wǎng)公司東莞供電局技師，電氣工程師，研究方向：變電運行。

（責(zé)任編輯：蔣建華）