一起35 kV電容器組故障跳閘原因分析及處理

白俊良，陳 佳，蔣卓辰

（常州供電公司，江蘇 常州 213000）

0 引 言

隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和電力負(fù)荷的增長，電力電容器作為無功補(bǔ)償裝置在電力系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用[1]。變電站電容器組的實際運行過程中，存在頻繁跳閘的情況，需要及時查明電容器組跳閘原因，并采取措施排除故障，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行[2]。

1 故障電容器組基本情況描述

該故障電容器組共有電容器120臺，總?cè)萘繛?0 080 kvar。

圖1 電容器組接線圖

每相電容器組有兩個電容臂，按上下層排列布置，每個電容臂中電容器先并后串，由20臺電容器組成（5并4串）。在兩組電容器的中性點之間加裝了1臺電流互感器，型號為LCWD1-35-20/5，初始設(shè)計要求電容器三相電容值不平衡度小于2%，采用中性點不平衡電流保護(hù)，保護(hù)整定值為1.3 A，單臺電容器采用外熔絲保護(hù)。

通過現(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)，電容器組各個電容器外觀良好均未有膨脹、噴油、滲漏油現(xiàn)象，保護(hù)單臺電容器的外熔絲均未熔斷，放電線圈的外觀也無異常。初步判斷是電容器組中存在電容器單元發(fā)生內(nèi)部故障，電容量發(fā)生變化，致使三相不平衡，引起中性點位移，中性線之間流過不平衡電流，不平衡電流超出保護(hù)定值，造成保護(hù)動作斷路器跳閘。

2 故障電容定位及不平衡電流計算

2.1 故障電容定位

現(xiàn)場利用電容量測試儀測得的A、B、C三相各個星臂的電容量如表1所示。

表1 A、B、C三相各個星臂的電容量

分析數(shù)據(jù)可知，B相兩個電容臂的電容量相差較大，不平衡率4.29%。依次測量構(gòu)成B相電容臂2的四個并聯(lián)序列的電容量如表2所示。

表2 B相電容臂2四個并聯(lián)序列的電容量

L2的電容量與其他序列的電容量偏差較大，然后依次測量組成L2序列的各個電容的電容量如表3所示。

表3 組成L2序列的各個電容的電容量

C3電容量與銘牌電容量（銘牌電容量29.3 μF）差別較大，故障電容定位成功。

2.2 不平衡電流計算

雙星形接線的電容器組等效電路（忽略放電線圈的阻抗）如圖2所示。

圖2 雙星形接線等效電路圖

結(jié)點①和②之間連接有電流互感器，其一次繞組的等值阻抗值大約幾十毫歐。因此當(dāng)中性線上有不平衡電流流過時，在電流互感器上產(chǎn)生的電壓降只有幾十毫伏，具體計算時可以忽略此電壓降，從而將圖2中的結(jié)點①和②視為一個節(jié)點，計算得到不平衡電流[3]：

將測得的A、B、C三相的兩個電容臂的電容數(shù)據(jù)代入，得到流過中性線的不平衡電流5.91 A，電流互感器變比20/5，二次側(cè)電流1.48 A，超過保護(hù)整定值（1.3 A），中性點不平衡電流保護(hù)動作斷路器跳閘。

2.3 故障電容更換

利用該電容器將故障電容器更換，重新測得的A、B、C三相的兩個星臂的電容量如表4所示。

表4 A、B、C三相各個星臂的電容量

代入不平衡電流計算公式得不平衡電流0.66 A電流互感器變比20/5，二次側(cè)電流0.165 A，小于保護(hù)整定值（1.3 A），將電容器組投入運行，保護(hù)未動作，故障消除。

2.4 原因分析及建議

雙星形電容器組每相各星臂電容量的不均衡是產(chǎn)生中性點不平衡電流的主要原因。電容器內(nèi)部故障，電容量發(fā)生變化，致使三相不平衡，兩中性點之間流過不平衡電流。電容器組例行試驗時以及電容器組中電容更換后，要加強(qiáng)電容器組電容量的測試工作，必要情況下要對電容器進(jìn)行重新調(diào)配，確保中性點之間流過不平衡電流不會引起保護(hù)動作。

3 結(jié) 論

本文針對某500 kV變電站35 kV并聯(lián)電容器組運行過程不平衡電流保護(hù)動作，分析了該電容器組保護(hù)動作原因，并對故障電容器進(jìn)行了定位以及更換，更換后效果良好，可供參考。