變電站集合式電容器故障分析和處理

劉禹琦 曲茂強(qiáng)

（內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司包頭供電局，內(nèi)蒙古包頭 014030）

0.引言

集合式并聯(lián)電容器它具有抗震性能好、占地面積小、維護(hù)簡單、連線接點(diǎn)少等優(yōu)點(diǎn)。主要用于工頻電力系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償，以提高電網(wǎng)功率因數(shù)，減少線路損耗，充分發(fā)揮供配電的效率，改善和提高供電電壓質(zhì)量[1]。然而，此類產(chǎn)品因大容量一體設(shè)計，一旦出現(xiàn)故障，必須整臺退出運(yùn)行，勢必影響供電質(zhì)量，這也是多年來其市場占有率萎縮的重要因素。電容器常見的故障多是由電容量的變化引起的，而電容器保護(hù)動作能反映電容器組電容損壞的情況。

1.電容器基本信息

該變電站BAMH11/√3-6000-3W集合式電容器為合陽電力電容器制造有限公司2004年產(chǎn)品，其內(nèi)部由上、下兩段電容器組組成，每段電氣連接為2串（2+1）并，每相共由4臺BAM11/4√3-200-1和8臺BAM11/4√3-150-1兩種電容器單元組成。單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別為1串38并和1串28并，每個元件由內(nèi)熔絲作為電容器內(nèi)部故障保護(hù)，電容器組采用相電壓差動保護(hù)。

2.現(xiàn)場檢驗(yàn)情況分析

2019年10月電容器進(jìn)行例行試驗(yàn)，電容器各相技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 電容器試驗(yàn)測試參數(shù)

實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，A相電容偏差-1.83%，以及各相的相間偏差、串段偏差值均不能滿足DL/T628-1997《集合式高壓并聯(lián)電容器訂貨技術(shù)條件》1.10電容偏差中“4.10.1集合式電容器的電容偏差應(yīng)不超過其額定值的0%～5%；4.10.3三相電容器的任意兩相實(shí)測電容值中最大值與最小值之比≤1.02（10kV級；4.10.4電容器的每相中任意兩段實(shí)測電容值之比…≯0.5%…）”條款的要求[2]，初步判定內(nèi)部特別是A相應(yīng)是有單元損壞，其余兩相需進(jìn)行電容器單元調(diào)配。

3.電容器拆修

3.1 故障分析

芯體包封拆除后，對故障電容器芯子情況進(jìn)行分析，電容器單元有BAM611/4√3-150-1（標(biāo)稱電容：189.41μF）和BAM611/4√3-200-1（標(biāo)稱電容：252.54μF）兩種型號，各單元實(shí)測電容值見表2。

表2 芯子單元產(chǎn)品電容實(shí)測值(μF)

在實(shí)測值中A02、A07、A11、B04 4臺單元電容偏差大于標(biāo)準(zhǔn)要求（DL/T628-1997《集合式高壓并聯(lián)電容器訂貨技術(shù)條件》，單元電容偏差-5%～+5%）。其中A11偏差過大，損壞嚴(yán)重，必須換掉。三相電容實(shí)測值分別為：A相157μF、B相160μF、C相161μF。相間偏差161/157=1.025478大于標(biāo)準(zhǔn)要求（DL/T628-1997《集合式高壓并聯(lián)電容器訂貨技術(shù)條件》，相間偏差10kV Cmax/Cmin≤1.02），判定A相有單元損壞的結(jié)果與單元實(shí)測值相符。

3.2 匹配方案

根據(jù)現(xiàn)場單元實(shí)測電容值對芯體方案進(jìn)行匹配，在同時滿足DL/T628-1997《集合式高壓并聯(lián)電容器訂貨技術(shù)條件》的相間偏差10kV Cmax/Cmin≤1.02和串段偏差0.5%的要求前提下，將備品單元和電容器芯體的單元根據(jù)實(shí)測值整體匹配。

具體實(shí)施辦法是將備用單元（實(shí)測值258.6μF）換至A02位置；將備用單元（實(shí)測值190.5μF）換至A03位置；將備用單元（實(shí)測值263.5μF）換至A07位置；將備用單元（實(shí)測值184.1μF）換至A04位置；將備用單元（實(shí)測值250.9μF）換至A12位置；將備用單元（實(shí)測值194.4μF）換至A08位置；將備用單元（實(shí)測值191.2μF）換A11位置；將備用單元（實(shí)測值190.5μF）換至A09位置；將單元B12（實(shí)測值261.4μF）換至A10位置。經(jīng)上調(diào)整A相計算電容值為：1/(1/643.9+1/644.4+1/642.7+1/643.1)=160.88μF，串段偏差為644.4/642.7=1.00265（0.2%）。

將備用單元（實(shí)測值193.3μF）換至B01位置；將備用單元（實(shí)測值193.1μF）換B03位置；將備用單元（實(shí)測值194.8μF）換至B04位置；將備用單元（實(shí)測值251.4μF）換至B07位置；將備用單元（實(shí)測值250.2μF）換至B12位置；將單元C01（實(shí)測值197.3μF）換至B11位置。經(jīng)此調(diào)整B相計算電容值為：1/(1/643.2+1/643.4+1/642.8+1/641.7)=160.69μF，串段偏差為643.4/641.7=1.00265（0.2%）。

將備用的單元（實(shí)測值193.5μF）換至C01位置；將備用單元（實(shí)測值193.9μF）換至C03位置。調(diào)整后C相計算電容值為：1/(1/642.7+1/643.3+1/643.1+1/644.7)=160.86μF，串段偏差為644.7/642.7=1.00265（0.3%）。

匹配結(jié)果三相電容偏差160.88/160.69=1.00118和串段偏差值均滿足且優(yōu)于DL/T628-1997《集合式高壓并聯(lián)電容器訂貨技術(shù)條件》的要求。

4.裝配測試驗(yàn)收

按DL/T628-1997《集合式高壓并聯(lián)電容器訂貨技術(shù)條件》5.18.3集合式電容器出廠試驗(yàn)的要求對修復(fù)完的產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)果見表3。

表3 電容器驗(yàn)收記錄

5.結(jié)語

產(chǎn)品順利通過試驗(yàn)說明本次集合式電容器大修過程從理論到實(shí)踐都是可行的，這為后期舊產(chǎn)品修理、返廠維修等工作提供參考。經(jīng)過本次集合式產(chǎn)品的解剖和組裝，鞏固了檢修人員對集合式電容器的認(rèn)知。