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博客

10kV无功补偿电容器组频发故障的分析和处理

已有 400 次阅读2015-4-15 10:20

我局220kVXX站10kVⅡ、Ⅲ段母线共配置8组电容器组,单组容量10020kVar,型号:TBB 10-10020/334-BL,系XX电容器制造有限公司产品。自2004年11月该站投运以来,10kV电容器组无功补偿投切较为频繁,10kV电容器组多次发生电容器熔断器群爆、电容器电容量变值等故障。2005年5月至8月就造成电容器组损坏故障9次。见《变电巡维部XX站10kV电容器组设备缺陷情况汇总表》 

 

  生技部、变电巡维部与生产厂家多次到现场分析10kV电容器组故障情况,对10kV电容器组在运行中出现故障的各种因素进行评估。提出以下问题: 

 

  1、电容器组断路器重燃问题:断路器进行分合闸时间、同期、合闸弹跳时间试验,试验数据均符合标准要求。 

 

  2、电容器组运行投切方式问题:按照相关的无功补偿投切规定执行。 

 

  3、电容器组的保护装置问题:故障后进行校验,各套保护均符合标准要求。 

 

  4、电容器组的运行环境问题:运行温度控制、运行的正常维护均满足规定要求。(该厂电容器的温度类别为D类,年平均最高温度为35度。24小时平均最高温度为40度) 

 

  5、单组容量较大(10020kVar)问题:投入电容器组时合闸涌流较大。串联电抗器抑制合闸涌流的能力是否满足要求。(在合闸时电容器中性点不平衡电流保护动作次数较多)。 

 

  6、电容器组所配置的熔断器问题:熔断器的熔断特性-熔断电流(1.43Ie)、熔断时间(1.43Ie≤75秒)。在开断过程中,断口间不得出现重击穿等要求是否真正满足?向熔断器生产厂提出疑问。 

 

  7、对电容器的技术要求问题:按照国家标准GB3983.2-89《高电压并联电容器》内的技术要求,该厂生产的电容器是否满足以下三点要求: 

 

  ⑴操作过电压和过电流:投切电容器可能发生第一个峰值不大于2√2倍施加电压,持续时间不大于1/2周波的过渡过电压。相应的过渡过电流的峰值可能达到100In。在这种情况下,允许年操作1000次。 

 

  ⑵电容器电介质的电气强度:电容器单元端子间的电介质必须能承受两种电压之一,工频交流电压2.15Un,和直流电压4.3 Un,历时10秒。 

 

  ⑶耐受短路放电能力:电容器单元必须能承受在允许的运行电压下由于外部故障引起的短路放电。 

 

  根据XX站10kV电容器组多次发生故障的各种状态,提出以下分析意见: 

 

  1. XX站历次10kV电容器组故障,在运行的七组电容器组中电容器共变值损坏27只。且故障的发生分别出现在10kV不同(Ⅱ、Ⅲ段)母线段以及不同的电容器组。电容器组发生故障的运行状态:在合闸过程、运行中、10kV外部故障时均有发生。其电容器故障性质具有普遍性。 

 

  2. XX站10kV#8、#10电容器组单元电容器套管处及内部,有局部过热现象。厂家认为是电容器套管引出端部焊接不良造成。 

 

  3.从历次故障电容器试验情况和厂家对电容器进行解剖后分析,故障电容器内部介质有全击穿、局部击穿现象。 

 

  4. 从电容器组熔断器熔断后的状态上看,熔断器多数为炸开,并且在电容器套管端及电容母线上端均有电弧烧伤痕迹。熔断器在开断过程中,断口间有重击穿现象。

 

  鉴于XX站10kV电容器组多次发生故障的情况和对上述问题的分析,认为XX电容器制造有限公司生产的电容器存在产品质量问题。(如上述第6、7点所提的电容器、熔断器的技术要求)。 

 

  处理意见:XX电容器制造有限公司无偿对#9、#14电容器组进行整组更换。#8、#10电容器组单元电容器套管处及内部,有局部过热的电容器进行更换。其它电容器组暂不更换,其8组电容器组的熔断器进行全部更换。 

 

  9月份处理后的运行情况: 

 

  9月份根据以上提出的电容器组处理意见,更换了8组电容器组的熔断器,并对#9、#14电容器组进行了整组更换。现已运行三个月时间,XX站10kV电容器组按照无功补偿的正常投切,一切均运行正常,未再发生电容器组熔断器群爆及单元电容器变值的故障。 

 

  8月24日XX站10kV #9电容器组故障报告 

 

  8月24日故障前运行方式:#2、#3主变并列运行,220kVⅠ、Ⅱ段并列运行。普两线、#2变高挂Ⅰ母,两阳线、#3变高挂Ⅱ母。110kVⅠ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ母并列运行。两陈Ⅰ线、两司Ⅰ线挂Ⅰ母,两陈Ⅱ线、两司Ⅱ线、#2变中挂Ⅱ母,#3变中、两义线挂Ⅴ母,两峡线挂Ⅵ母。10kVⅡ、III段母线分列运行。10kVⅡ段母线配电南港线、古厝线、风华线、龙岭线及#8、#9电容器组处于运行状态。#10电容器组处于热备用状态,10kV III段母线配电#12、#14电容器组及#2站用变处于运行状态。#1站用变处于热备用状态。#7、#13电容器组处于检修。外来电源处于冷备用。 

 

  8月24日14时18分跳闸后台机事故音响报警,报文“10kV#9电容器不平衡电流跳闸动作”。“10kV #9电容559开关分闸”同时“10KV南港线保护电流I段动作”“ 10kV南港线527开关跳闸” 。“10kV古厝线保护电流I段动作” ,“10kV古厝线528开关跳闸”。 

 

  8月24日14时50分经检查#9电容保护装置不平衡电流Ibp15.99A,检查#9电容器组一次设备正常。报调度员许XX,并要求试送#9电容器组。10kV#9电容559开关合闸后,设备运行正常,电流Ia522 Ic521。 

 

  8月24日18时22分潮阳调度郑XX令10kV龙岭、古厝、南港由检修转运行; 

 

  8月24日18时35分合上10kV南港线527开关向线路送电正常; 

 

  8月24日18时36分合上10kV古厝线528开关向线路送电时后台事故音响报警,报文显示“古厝线电流加速跳闸”528开关合闸不成功,同时“10kV#9电容559开关跳闸”“不平衡电流保护动作”;经检查保护装置显示Ibp20.63A,#9电容器组一次设备A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、C9熔断器熔断跌落,中性点CT烧坏变黑。以上情况报调度XX并申请10kV#9电容器组转为检修状态。 

 

  8月25日XX站#9电容器组不平衡动作跳闸后继电保护检查情况: 

 

  1、检查开关柜端子排、装置端子排接线安装正确。 

 

  2、检查定值正确(整定:不平衡电流0.73A 时间0.2s). 

 

  3、检查交流采样正确(装置采样与加入模拟量相同)。 

 

  4、检查保护跳闸(加入电流≧0.73A 不平衡保护动作正确)。 

 

  5、检查计量CT、保护CT相电流二相或一相人为使相电流不平衡,观察中性点不平衡电流采样,结果不平衡电流无数值显示,确认装置内部不平衡装置不平衡保护接线正确。 

 

  6、检查中性点不平衡CT变比确认为30/1,与定值单计算变比相同。外观检查14时18分不平衡CT线圈烧毁,环氧树脂绝缘套爆裂。 

 

  备注:中性点CT变比:30/1 A。不平衡动作电流整定值为0.73A 0.2s 

 

  8月25日XX站10kV#9电容器组检查试验结果: 

 

  A1、A4、A5、A8、A10、B8、C1、C9电容器试验值不符合规程要求。 

 

  另附:《8月25日两英站10kV#9电容器组检查试验报告》,试验结果:A1、A4、A5、A8、A10电容量变值,B8、C1、C9电容器绝缘电阻下降。共8只电容器损坏。中性点CT烧坏。 

 

  8月26日XX站10kV#14电容器组故障报告 

 

  8月26日10kV #14电容器组故障前运行方式:#2、#3主变并列运行,220kVⅠ、Ⅱ段并列运行。普两线、#2变高挂Ⅰ母,两阳线、#3变高挂Ⅱ母。110kVⅠ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ母并列运行。两陈Ⅰ线、两司Ⅰ线挂Ⅰ母,两陈Ⅱ线、两司Ⅱ线、#2变中挂Ⅱ母,#3变中、两义线挂Ⅴ母,两峡线挂Ⅵ母。10kVⅡ、Ⅲ段分列运行,10kVⅡ母配电南港线、古厝线、风华线、龙岭线及#8、#10电容器组处于运行状态。#1站用变处于热备用,#7、#9电容器组处于检修状态。10kVⅢ段配电#12电容器组及#2站用变处于运行状态。#11、#14电容器组处于热备用状态,#13电容器组处于检修状态。外来电源处于冷备用状态。 

 

  8月26日18:49分地调胡XX令投入10kV#14电容器组,合闸送电正常。 

 

  8月26日18:54分后台机事故音响报警,报文“10kV#14电容器组保护不平衡电流跳闸动作”、“10kV #14电容器564开关位置分闸”、“10kV#14电容器组保护闭锁遥合压板投入动作” 19:08经现场检查发现,#14电容保护装置记录故障时不平衡电流动作值Ibph为2.44A,B1、B2、B3、B4、B5、C6电容熔断器熔断,中性点CT炸裂,中性点CT避雷器击穿,导线脱落。将上述情况汇报地调胡XX,并经其下令将10kV#14电容器组由热备用转冷备用。 

 

  8月29日XX站10kV#14电容器组检查试验结果: 

 

  B2、B5、C6、A2、A5、A9、B9、B10、C1、C7电容器试验值不符合规程要求。 

 

  另附:《8月29日XX站10kV#14电容器组检查试验报告》,《10kV#14电容器组开关试验报告》试验结果:B2、B5、C6电容量变值,A2、A5、A9、B9、B10、C1、C7电容器绝缘电阻下降。共10只电容器损坏。中性点CT、中性点CT避雷器击穿烧坏。 

 

  XX站8月24日10kV#9电容器组故障分析: 

 

  由于10kV古厝线线路故障的冲击,10kV#9电容器组受到过电压、过电流以及电动力作用。电容器电介质无法承受过电压及过电流而损坏。导致中性点电流不平衡保护动作跳闸,使电容器保险脱落烧断。(A相电容器A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10及C相C9熔断器熔断跌落)。 

 

  XX站8月26日#14电容器组故障分析: 

 

  投入#14电容器组运行5分钟后,#14电容器组保护不平衡电流跳闸动作,动作电流值Ibph为2.44A。#14电容器B2、B5、C6电容量变值。电容器组A、B、C三相电容值不平衡,致使保护不平衡电流正常跳闸动作。


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