晏國明

摘 要：在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，時常會發(fā)生故障，為保證非故障系統(tǒng)及設(shè)備的正常運(yùn)行，各級保護(hù)裝置會立即斷開故障設(shè)備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，但有些故障并非設(shè)備本身引起，而是受到系統(tǒng)的擾動引起。故筆者對本單位發(fā)生的電容器異常跳閘的事故進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對故障的原因與處理措施進(jìn)行了總結(jié)，以供參考。

關(guān)鍵詞：電容器；保護(hù)跳閘；原因分析；處理對策

電容器是一種靜止的無功補(bǔ)償裝置，它的主要作用是向電力系統(tǒng)提供無功功率，減少系統(tǒng)能量損耗，改善電壓質(zhì)量，提高功率因數(shù)，對提高電能質(zhì)量有著舉足輕重的作用，是保障電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行的重要設(shè)備。

在長期運(yùn)行工作中，因為運(yùn)行環(huán)境、人為因素以及設(shè)計方面的問題，電容器故障屢有發(fā)生，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。但在電容器實際運(yùn)行過程中發(fā)生的故障發(fā)現(xiàn)，并非所有的事故跳閘都是由電容器本身故障引起，如不能認(rèn)真分析故障原因，對電網(wǎng)設(shè)備及電容器本身都會埋下安全隱患。

1 事故過程

中原油田供電服務(wù)中心所屬220kV變電站帶的4座35kV變電所，在10kV側(cè)分別裝有多臺BWF-11/3900kvar和1200kvar容量的電容器組，所帶負(fù)荷性質(zhì)均為高壓壓縮機(jī)、配電變壓器，2015年內(nèi)多次發(fā)生在運(yùn)行的電容器組過流保護(hù)動作跳閘情況，（過流值整定為1.6倍額定電流，時限0.5S），動作值為1.7-1.8倍的額定電流，運(yùn)行人員檢查電容器組未發(fā)現(xiàn)異常，檢修人員初步懷疑電容器內(nèi)部有故障，經(jīng)對跳閘的電容器安裝的CT極性、變比及保護(hù)回路和定值反復(fù)進(jìn)行檢測，并未發(fā)現(xiàn)問題，保護(hù)傳動試驗也正常，重新投入運(yùn)行時一切正常，經(jīng)調(diào)取故障錄波發(fā)現(xiàn)，故障錄波顯示電流波形存在有大量的諧波分量，經(jīng)與同系統(tǒng)的其他4座站結(jié)合，同時間存在站內(nèi)投運(yùn)35kV主變壓器或站用變的操作，分析為諧波造成電容器過流保護(hù)動作跳閘。

2 原因分析

通過分析故障錄波，發(fā)現(xiàn)故障電流存在諧波分量，主要以三次諧波為主，經(jīng)過保護(hù)人員查找資料深入分析，在大容量變壓器合閘時會產(chǎn)生勵磁涌流，而勵磁涌流中，包含著很高的諧波分量，其中以二、三次諧波為主。由于此變電站的無功補(bǔ)償裝置，配置電抗率為6%的串聯(lián)電抗器，6%的電抗率雖然能對5次及以上諧波有抑制作用，但在3次諧波下使串聯(lián)電抗器與補(bǔ)償電容器的阻抗成容性，出現(xiàn)諧波電流放大現(xiàn)象，所以當(dāng)上級變電站變壓器合閘產(chǎn)生大量諧波時，該站無法有效消除系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波，上級變電站主變投運(yùn)時產(chǎn)生的勵磁涌流中的諧波波及該站10kV網(wǎng)絡(luò)，由于網(wǎng)絡(luò)的高次諧波施加于電容器組后，由于諧波頻率高，使電容器的容抗減小，通過電容器組的電流增大，即在基波電流的基礎(chǔ)上，又增加了諧波分量，基波與諧波幅值疊加后，出現(xiàn)尖峰值較高的電流，使電流波形發(fā)生嚴(yán)重的畸變，特別是當(dāng)系統(tǒng)的諧波頻率達(dá)到某一特定值時，電容器可能會與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振或?qū)е略摯沃C波電流放大到幾倍甚至數(shù)十倍，因此當(dāng)電容器運(yùn)行電流超過保護(hù)整定電流時，其保護(hù)將動作跳閘。

3 分析結(jié)果

通過以上分析，可以得出結(jié)論，電力電容器非故障狀態(tài)下過流保護(hù)動作跳閘的主要原因是系統(tǒng)內(nèi)投入了較大容量的變壓器，造成了系統(tǒng)內(nèi)電壓的突變和大量的諧波分量。這是引起事故的根本原因，從保護(hù)動作情況看與電容器自身故障造成的相同，但從觸發(fā)根源上有很大的區(qū)別，保護(hù)人員不仔細(xì)地分析故障錄波無法確切地發(fā)現(xiàn)故障根源。

4 應(yīng)對措施

4.1 為避免電容器受上級電網(wǎng)擾動影響而造成保護(hù)動作跳閘，經(jīng)查繼電保護(hù)有關(guān)資料，可以通過提高過流保護(hù)的時限而躲過擾動的影響，但因該處所屬變電站已是電網(wǎng)末端，各級保護(hù)時限較小，再增加過流保護(hù)時限會造成各級保護(hù)無法配合，因此我們決定將電容器過電流保護(hù)定值調(diào)整到額定電流的2～2.5倍，使其能躲過因系統(tǒng)電壓波動而引起的過電流。

4.2 在一般情況下，電力系統(tǒng)的高次諧波電流主要是3、5、7……奇次分量，因此我們主要考慮奇次諧波對電容器的影響，在10kV母線上安裝濾波器以吸收網(wǎng)絡(luò)中各次諧波電流，改善電壓質(zhì)量。

4.3 為限制諧波對電容器的侵害，考慮電抗器與電容器相串聯(lián)，其感抗值的選擇應(yīng)該在可能產(chǎn)生任何諧波下均使電容器回路的總電抗對諧波為感抗而不是容抗，從而消除諧波產(chǎn)生的影響。

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