110kV變電站10kV高壓並聯電容器組群爆分析及對策
水利電力
作者：林欽文
摘要：10kV電容器組由於頻繁投切而容易出現事故，為了解某110kV變電站10kV#2電容器組群爆的真實原因，文章從設備本身、諧波、保護動作、繼電定值等方麵分別進行了深入的分析並形成了綜合分析結果，指出了帶故障單元投切電容器可能引發的後果，為杜絕以後發生類似事故給出了實際指導和詳實的理論依據。
關鍵詞：帶故障投切；電容器組；群爆分析
中圖分類號：TM53 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）04-0133-02
1 缺陷情況
2012年9月25日，某110kV變電站10kV#2電容器組517開關在14時01分59秒485毫秒發生限時電流速斷三相動作跳閘故障，且在15時02分12秒373毫秒零序差流動作，經現場檢查後發現#2電容器組已發生群爆，表麵已爆毀了21條熔斷器，中性點CT爆裂，三相母排均有不同程度的燒蝕及彎曲，必須停電進行消缺工作以恢複供電。#2電容器組型號為：TBB10-6000/200-BL，電容單元型號為：BAM411/√3-200-1W，生產日期2002年12月和2003年3月。
2 原因分析
2.1 諧波情況分析
經過調查#2電容器組的一些情況：（1）該組安裝了熔斷特性一致蘇杭電氣勝天熔斷器廠生產的熔斷器；（2）係統電壓的運行長期基本對稱；（3）在變電站裝設了消諧裝置；（4）華南理工大學電力學院2010年9月和2011年1月對該站測量電網中高次諧波成分結果沒有超標；（5）電容器組的中性點沒有直接接地。從以上情況看出，可以排除熔斷特性不一致的熔斷器、係統電壓的運行不對稱、高次諧波成分高、係統共振、由於電容器組中性點直接接地的同時，發生10kV單相接地等因素造成的電容器群爆。
2.2 保護動作情況分析
據調查了解，該站電容器內部故障保護形式為熔斷器和繼電保護的方式，保護的動作原理均是由故障電容器在故障時引起電容變化，使故障支路與非故障支路之間電流和電壓產生不平衡而動作的，當電容器內部故障發生特別迅速時，繼電保護如不能快速反應就可能無法避免外殼爆裂。從保護信息反映，故障發生時，保護動作正確，排除電容器組接線錯誤和保護動作失靈的
原因。
2.3 繼保整定值方麵分析
#2電容器組不平衡電流保護二次整定值為2A，此定值是根據南網及廣東電網公司相關的標準來整定，從多年來的運行實際經驗，電容器組不平衡電流保護二次整定值為2A是可行的，且此次故障也反映出保護動作是正確的。
2.4 故障原因綜合分析
綜合以上種種分析和推理，由於電容器的速斷保護動作，可以推斷出在電容器組內部發生了相間短路。首先#2電容器組A相某隻電容極間接通造成短路，導致了相間母線短路，其結果造成了電容器的速斷保護動作。電容器組中未經電容器極間短接部分，通過熔斷器、母線經電容器的短路放電，導致了的熔斷器部分熔斷即“群爆”。
電容器在投切過程和長期運行中，元件中的個別弱點會老化擴大，甚至個別元件導致擊穿，出現電容量超差或絕緣性能不良等故障。因此在上次保護動作後，必須對電容器進行檢查和檢測，防止帶故障單元投運。特別是在電容器在合閘過程中，產生過電壓和過電流，導致電容器擊穿嚴重和故障擴大。