110 kV變電站3號電容器組不平衡電壓保護動作分析

夏喜山，張 斌，呂琨璐

（1.國網黑龍江賓縣電業局有限公司，黑龍江 賓縣 150400；2.國網寧夏電力有限公司寧東供電公司，寧夏 寧東 750411）

1 主設備情況

寧夏某110 kV變電站10 kV 3號電容器組于2012年7月投運，放電線圈型號為1WGY，額定電壓為6930 V，額定輸出為100 VA，生產廠家為某電力電容器配件有限公司，生產日期為2011年2月，運行年限為8年。

電容器為集合式結構，三相電容器封裝在一個金屬箱內，箱體上方通過6只套管引出電容器組6個接線柱。電抗器為三相獨立疊裝的結構，與電容器串聯，組成星形方式。放電線圈并聯在電容器兩端，起到放電和監視電壓與保護動作的作用。

圖1 電容器組一次接線原理圖

2 事件發生和處理情況

2.1 事件發生概況

2020年11月1日14:08，寧夏某110 kV變電站10 kV 3號電容器組發生故障，該并聯電容器組在運行中出現開口三角形電壓保護跳閘，A相電壓為5866.5V、B相電壓為5889.4V、C相電壓為5873.8V，不平衡電壓為22.90V，電壓整定值為12.00V，整定時間0.20s。

2.2 現場檢查情況

2020年11月2日，運維人員到達工作現場，對并聯電容器組回路的一次接線、一次設備與二次接線、保護裝置進行了初步檢查。

一次回路整組電容器、電抗器、放電線圈、避雷器外觀完好，無破損變形，放電痕跡，一次電氣連接緊固，對地以及相間安全距離符合電氣安裝要求。二次回路的檢查與試驗結果也表明，二次回路接線和保護裝置正常，保護裝置顯示不平衡電壓為22.9V（動作電壓整定值為12V），保護為正確出口動作。

初步檢查，對集合式電容器、電抗器進行了高壓試驗。試驗數據如表1、表2所示，通過一次試驗的項目及表中的數據，并與歷史數據進行對比，集合式電容器、電抗器的試驗數據符合高壓試驗規程要求。

表1 集合式電容器試驗數據

表2 干式電抗器試驗數據

對其他設備進行檢查試驗，10 kV 3號電容器組電力電纜絕緣電阻合格，且通過交流耐壓試驗。10 kV 3號電容器組斷路器、電流互感器、避雷器試驗數據均符合規程規定。10 kV 3號電容器組放電線圈直流電阻試驗不合格，試驗數據如表3所示。

由表3數據可知：放電線圈一次繞組的直流電阻三相誤差超出了規程的要求范圍，且B相直阻遠高于歷史測量值，如圖2所示。由于B相直流電阻明顯大于A、C兩相，推斷B相一次繞組出現斷股的情況引起三相電壓不平衡，從而導致不平衡電壓保護動作跳閘。

圖2 放電線圈B相一次繞組直阻測試

3 事件原因分析

由表3數據可知：放電線圈的一次繞組的直流電阻三相誤差超出了規程的要求范圍，且B相直阻遠高于歷史測量值。由于B相直流電阻明顯大于A、C兩相，推斷B相一次繞組出現斷股的情況引起三相電壓不平衡，從而導致不平衡電壓保護動作跳閘。

4 事件整改措施

對于運行時間過長的電容器組，對于其要增加其不平衡電壓巡視次數。在條件允許的情況下，對多于多年運行的放電線圈要周期性進行絕緣油取樣分析，必要時予以更換，保證并聯電容器組的安全運行。

放電線圈發生斷股斷線、匝間短路、選型不匹配或并發性故障時，都會引起不平衡電壓保護動作，因此要嚴格控制放電線圈的交接驗收，正確進行相關試驗和分析，確保放電線圈無隱患投運。

對新的放電線圈進行交接試驗，試驗合格后，按照檢修計劃進行更換。