一起10kV电容器故障分析处理

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:吴桂林 范锦文
[导读] 2018年3月19日9:25,值班员发现110kV变电站10kVⅡ段母线接地告警,站内运行方式三台主变分列运行,检查发现10kVⅡ段母线上其它开关综保均无异常,综保后台上发现2#10kV电容器组有报警跳闸,立即通知相关检修人员进行检查。
        (湖北三宁化工股份有限公司  443206  湖北宜昌)
        1故障现象
        2018年3月19日9:25,值班员发现110kV变电站10kVⅡ段母线接地告警,站内运行方式三台主变分列运行,检查发现10kVⅡ段母线上其它开关综保均无异常,综保后台上发现2#10kV电容器组有报警跳闸,立即通知相关检修人员进行检查。
        现场发现,2#10kV电容器组B相电容器至串联电抗器引流排的引线熔断,引线熔断后挂在柜体支架上,并对支架放电,C相、B相电抗器绕组层间、匝间及柜体均有放电灼烧痕迹。
        电容器为辽宁锦洲电力电容器有限公司生产的TB10-4200100型,额定电流220A,电抗率0.1%,出厂日期2006年2月。
        查后台记录发现3月19日9:25:28有“10kV母线瞬时接地告警保护动作,2#电容器不平衡电压保护动作”。
        2原因分析
        该组电容器是为2#主变作补偿的,接在10kVⅡ段母线上。该保护柜上装有自动电压无功控制AVQC装置,能检测系统电压自动投入电容器组。
        检查后发现,电容器至串联电抗器引流排的软铜线未采用专用铜铝过渡接头搭接,而是用一颗螺钉直接搭接在铝排上,电容器额定电流有220A,在长期的电化学腐蚀作用下,搭接处的软铜线发热熔断,导致10kV母线接地。由保护记录推断,软铜线应该是在3月19日9:25左右开始熔断的。
        该瞬时接地故障发生后,B相电容器接地与10kV消弧线圈构成补偿回路;B相电容器两端电压UB=(j/ωC)×(Ic-IL)与A、C相电容器两端电压UA=UC=(j/ωC)×Ic相差较大,lc为电容器额定电流,IL为消弧线圈补偿电流,立即引起电容器不平衡电压保护动作,断路器跳闸后接地消失。
        接地消失、保护自动复位后,要防止AVQC装置再次自动投入,当发生上述保护动作后启动闭锁措施,以防止存在故障的电容器装置重合闸。

这对AVQC装置而言尤为必要。而本案例的电容器装置加设了保护(含过流、速断与不平衡保护等)动作闭锁措施。
        按照现行国标和行标相关“开口三角电压保护”规范均规定AVQC装置不必装设过压保护,也不需要对失压保护采取闭锁措施。因为AVQC装置对同一组电容器的切与投的时间间隔通常设置在300s以上,要能够保证电容器组的放电要求。
        3月19日9:25时AVQC装置再次自动投入电容器,由于无消弧线圈补偿电流,电容器组三相端电压相同,均为(j/ωC)×Ic,所以电容器不平衡电压保护不动作。之后母线持续接地,接地电流即为电容器额定电流220A,进而引起弧光接地过电压,造成C相、B相电抗器绕组层间、匝间发生放电灼烧现象,引起母线接地及不平衡电流保护动作。这才造成事故跳闸的原因。
        3处理措施
        (1)拆除所有电容器软铜线至串联电抗器引流排搭接处的螺钉,改成铜铝过渡接头,搭接面进行搪锡处理。
        (2)联系制造厂家对受损的B、C相电抗器进行更换处理。
        (3)电容器断路器保护跳闸,再次对AVQC装置投入和闭锁条件重新核查。
        (4)由于变位信号灯太多,建议保护动作、接地的声光报警信息应与其他信息有所区别,以便监屏人员识别。
        (5)努力提高业务技能,巡查时要能准确预判事故苗头。
        作者简介:
        吴桂林 男 1967年生,本科文化程度,高级电气工程师  湖北三宁化工股份有限公司首席电气智能技术专家,电气技术总负责,被中国机电一体化技术应用协会工程技术发展中心评聘为石化电气专家,省财政厅、市发改委、安监局等专家库成员,从事电气工作三十余年,有独立的电气大师工作室,潜心研究电气领域新动向及新技术应用,在电气控制领域,取得21项实用型专利技术和10项电气控制发明专利,在国内多家著名电气期刊上发表数篇论文。
        通讯地址: 湖北•枝江•湖北三宁化工股份有限公司  邮编: 443206。
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