骆永安
广东电网责任有限公司东莞供电局 广东东莞 523000
摘要：本次研究主要围绕一起10kV电容器组不平衡动作事件展开，分析设备故障出现原因的同时，并给出了相应的预控方案，旨在通过本文的研究工作展开，进一步预防10kV电容器组不平衡动作事件再次发生。
关键词：10kV电容器组；不平衡动作；电容值
前言：在我国当前的电力系统运行中，就近平衡是无功功率终极管理目标，此时，并联电容器是一种效果最显著的无功补偿设备，国内电力系统中比较常用的电容器组电压等级主要以10kV及35kV为主，在接线方式上主要包括双星形、三角形等，应用前一种接线方式进行接线时，电容器保护形式主要以灵敏特异性保护和适用容量大保护两种为主，但是在电容器组运行期间仍旧存在不平衡问题，鉴于此，针对一起10kV电容器组不平衡动作事件引起的思考这一课题进行深入分析具有重要现实意义。
1 10kV电容器组不平衡动作事件发生概况
某地220kV变电站日常运行中，主要的供电区域为当地的工业生产地区，在供电负荷承担量相对较重，在这一情况下，仅一年时间内，该变电站同一组10kV电容器就已经出现了5次不平衡动作跳闸问题，其中4次都是电容器本身没有问题而是熔断器熔断而引起的跳闸。通过调查发现，该变电站的电容器组在接线方式全部为双星形，如图1所示，其电容器组均安装于户外环境中，且呈现立体形式的三排排列，是一种框架形式的并联电容器。
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图1 某220kV供电站10kV双星形电容器接线图
2 10kV电容器组不平衡动作故障影响因素分析
2.1 设备安装环境因素
本次故障调查期间发现，10kV电容器组的安装地点为户外环境，长期以来，一直在经受风吹雨淋，导致10kV电容器组的金属构成部分受到了极大程度的腐蚀，造成使用寿命降低[1]。期间，由于部分时段的昼夜温度差距较大，也在一定程度上导致10kV电容器组一天之内处于冷热交替的状态，最终致使器组内部分用于受力承担的绝缘器件在应力变化不规律下出现爆裂问题[2]。此外，自2015年以来，某220kV供电站中加装的10kV电容器组运行至今已经长达5年，受到运行环境过于恶劣的影响，导致电容器组的运行安全受到威胁。
2.2 散热条件因素
在夏季阶段，电力供应处于高负荷时期，所以并联电容器组需要长时间不间断的负荷运行，造成容器设备时刻处于持续性高温运行状态下，散热空间营造极度不足，致使容器内部的绝缘部件性能随之开始下降，进一步提升了设备运行故障发生率[3]。
2.3 谐波因素
在10kV并联电容器运行期间，造成发热问题出现的主要原因在于绝缘介质的损耗程度，介质损耗的表达公式如下：
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通过对公式的分析能够得出，电力系统运行期间，谐波含量的数值和频次越高，相对应的并联电容器发热功率也会随之增加，期间，部分介质损耗较高的电容器还会出现不耐受情况，导致此情况出现主要是由于高次谐波不定性所引起[4]。此外，在10kV并联电容器设备工作期间，谐波的出现，也会在一定程度上造成设备附加绝缘介质的损耗程度加大，进一步导致组件的老化问题加重，老化至一定程度下，甚至会直接出现电容器热击穿事件。
2.4 熔断器质量因素
通过对某220kV供电站在设备运行期间故障的相关资料统计后发现，该供电站由于电容器组出问题所导致的故障发生率已经达到60%以上。同时，在调查期间还发现，供电站之内仍旧有不符合标准的熔断器正在运行，导致电容器组开断性随之降低，致使电容器的误动、拒动发生率增加，甚至埋下了电容群体性爆炸安全隐患[5]。
2.5 电容器质量因素
通过对某220kV供电站近几年出现故障分析发现，电容器在其中引起故障发生率最高，技术人员随即对其进行了更具重点性的分析、试验和检查，检查后得出，该类电容器设备的绝缘电阻均不高，进一步造成额定值以及电容值降低。与此同时，技术人员在针对存在箱壳鼓肚情况的电容器进行分解检查后发现，内部已经留存了以往击穿放电的事故发生痕迹[6]。进行该类故障的原因分析后得出，进行该类电容器设备供应的厂家所生产的电容器绝缘水平并不高，且部分电容器内部还出现了气泡以及水分一类的情况，此状况下，会造成电容器内两极之间的电厂分布散乱问题产生，从而诱发局部放电问题随之出现。
3 10kV电容器组不平衡动作故障预控
3.1 做好电容量测试预控
在进行电容量测试预控工作时，应该做好以下工作：①严格按照相关规程标准进行电容量预试，期间，为了确保测量精准性，还需逐个检查和测量电容器容量情况，并将检查结果一一与电容器交接试验参数值进行对比，确保电容量的标准性符合供电需求。②技术人员不能仅是依赖于供电站内部的相关规程标准针对单台电容器组的电容量进行判断，而是应该针对单个电容器的实际电容值和整个电容器组的总电容值进行综合检查，确保供电站的电容量能够顺利维持各项供电设备平稳运行。
3.2 做好熔断器检查预控
在进行熔断器检查预控工作时，应该做好以下工作：①技术管理人员需要增强对于电容器组熔断器的日常巡查力度。②巡查期间，需要针对熔断器进行运行测试，测试手段可选用红外测温方案，确保熔断器发生问题能够在最短的时间内被发现和解决。
3.3 电容器组运行环境温度预控
通常情况下，供电站内电容器经过长期运行之后，往往会出现绝缘性能降低的情况，导致绝缘老化的速度加快，对于此类问题，需要进行电容器组运行环境温度预控，期间应该做好以下工作：①如条件允许，尽量将电容器组安装于室内环境，避免自然环境对设备的侵蚀，同时还需围绕电容器安装的位置做好相应的通风管理工作。②如条件有限，无法将电容器安装于室内环境中，那么就必须确保电容器安装之后的散热空间足够大，借此促使电容器在供电高峰期运行期间的散热效果提升。③已经安装于室内的电容器组，还需为其额外加设通风装置，期间可选用温控自动驱动式通风设备，从而为室内电容器的运行创设一个更为优越的运行环境。
3.4 谐波预控
在进行谐波预控工作时，应该做好以下工作：①定期针对电网谐波进行测量；②针对运行期间故障发生频次超出一次以上的电容器组进行升级改造；③为了进一步预防三次谐波问题出现，可以在110kV母线侧面区域安装滤波装置，借此达到谐波预控的目标。
3.5 取消电容器外熔丝
某些厂家的电容器组内部本身有熔丝，可以将外熔丝拆除直接用导线连接母排，这样可以避免因熔断器质量问题引起的熔断器熔断以及由于安装熔断器工艺不当造成接触电阻过大而发热的问题，从而减少电容器组的跳闸。
结束语：
通过对全文内容进行综合分析能够得出，在当前的电力系统无功功率补偿装置中，并联电容器组是优势最显著的一项装置，能够充分提升电力系统的运行效率和运行安全性。在这一基础上，本次研究工作中就10kV并联电容器组不平衡的原因加以总结，并从电容量测试以及熔断器检查方面做好了相应的预控工作，最终为电网运行水平以及安全提供了重要保障。
参考文献：
[1]秦金科.电容器不平衡电压保护频繁动作问题分析r——10kV1号电容组为例[J].大科技,2018,000(021):141-142.
[2]郑荣美,秦改朝.变电站10kV电容器组零序电压动作分析[J].农村电工,2018,026(004):42.
[3]陈方正.10kV集合式电容器组呼吸器延长杆的设计研究[J].电力系统装备,2019,000(020):5-6.
[4]李聪,崔瑞,王瑞.户外10kV并联电容器组用干式空心电抗器布置研究[J].山西电力,2019,215(02):33-37.
[5]朱华.一起10kV电容器保护防跳与机构防跳同时使用的缺陷处理分析[J].通信电源技术,2020,037(005):94-95.
[6]何茂慧,邓凯,谷相宏,等.交流滤波器电容器不平衡保护动作逻辑分析[J].电工电气,2020,No.270(06):41-45.