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并聯(lián)電容器組熔斷器群爆故障的典型案例處理

文檔作者：沈黎明扈艷玲靳建峰文檔來源： 1．新鄉(xiāng)電業(yè)局 2．鄭州電力高等?？茖W(xué)校		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年07月27日
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2003年第2期 并聯(lián)電容器組熔斷器“群爆”故障的典型案例處理 ·21·
沈黎明 ' 扈艷玲 ，靳建峰
(1．新鄉(xiāng)電業(yè)局，河南新鄉(xiāng)453002；2．鄭州電力高等?？茖W(xué)校，河南鄭州450004)
摘 要：首先對(duì)變電站內(nèi)可能引起并聯(lián)電容器組熔斷器“群爆”的因素進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)研與排
查，根據(jù)其呈現(xiàn)的特征，提出了故障分析的方法以及整改方案；通過整改方案的落實(shí)，避免了該
變電站電容器組熔斷器“群爆”的情況再次發(fā)生。實(shí)踐證明：規(guī)范地安裝電容器組及加強(qiáng)運(yùn)行的
管理和維護(hù)，可以避免補(bǔ)償電容器組熔斷器“群爆”的情況發(fā)生。
關(guān)鍵詞：并聯(lián)電容器組； 熔斷器； 群爆
中圖分類號(hào)：TM761．1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編碼：1002—0349(2003)02—0021—03
Typical Case Analysis for Colony Fusing Failure of Fuses in
Shunt Capacitor Bank
Shen laming。，Hu Yanling。，Jin Jianfeng。
(1．Xinxiang Electric Power Bureau，Henan Xinxiang，453002，China；
2．Zhengzhou College of Electric Power，Henan Zhengzhou，450004，China)
Abstract：The reasons for colony fusing of the centralized compensation shunt capacitor bank
in substations are investigated in detail．According to the failure characteristics ，a failure
analysis method and the corresponding measures are presented to avoid colony fusing．
Practice has proven that the phenomenon of colony fusing of centralized compensation shunt
capacitor can be prevented when the installation of shunt—capacitors is standardized and the
operation management is improved．
Keywords：Shunt capacitor bank； Fuses； Colony Fusing
1 引言 及整改方案，整改之后，效果是顯著的，沒有再發(fā)
作者實(shí)地考察了多次發(fā)生并聯(lián)電容器組 生類似問題。對(duì)于幫助解決并聯(lián)電容器組熔斷器
熔斷器“群爆”的兩個(gè)變電站，對(duì)變電站的運(yùn) “群爆”的問題是十分有益的。
行日志所涉及到的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了比較詳細(xì) 2 發(fā)生多次并聯(lián)電容器組熔斷器“群爆”的
的分析研究。處理問題的態(tài)度是十分謹(jǐn)慎的， 兩個(gè)變電站的基本情況
因?yàn)樗P(guān)系到變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，影響著電力系 2．1 變電站的基本情況
統(tǒng)的降損節(jié)能、電能質(zhì)量以及整改措施實(shí)施過程 兩個(gè)變電站的情況基本相似，均靠近城區(qū)，
中所需的資金等問題。根據(jù)電容器組熔斷器“群 污染相對(duì)比較嚴(yán)重，屬11okV降壓變電站，由三
爆”的特征，提出了與其故障相應(yīng)的分析方法以 種電壓等級(jí)，即11OkV、35kV，lOkV。35kV、
· 收稿日期：2003—02—14
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·22· 電力電容器 2003年 第2期
1OkV都采用單母分段，中壓側(cè)負(fù)荷較重，低壓
側(cè)存在一定的有電鍍冶煉直供負(fù)荷。
2．2 變電站并聯(lián)電容器組與系統(tǒng)的接線、實(shí)
際布置
按照設(shè)計(jì)要求，在變電站的低壓母線上，
等容量裝設(shè)并聯(lián)電容器組，每組均通過隔離
開關(guān)、斷路器、電抗器等與10kV 母線相連。隔
離開關(guān)、斷路器位于1OkV 戶內(nèi)配電裝置的開關(guān)
柜內(nèi)，電抗器、電流互感器、并聯(lián)電容器組等位于
裝設(shè)電容器的柵欄房?jī)?nèi)。每段母線接一組并聯(lián)電
容器，每組按三相星形連接，每相由多個(gè)電容器
一端經(jīng)熔斷器、另一端在中性點(diǎn)并聯(lián)。其中一組
的實(shí)際布置(半露天)見圖1。
--．-． 。
L／ 上 上
Tf Tf
北
T
圖1 變電站并聯(lián)電容器組實(shí)際布置
3 并聯(lián)電容器組熔斷器“群爆”的特征
案例：某一變電站，2001年4月30日8
時(shí)54分，天氣陰，伴有大風(fēng)暴雨，風(fēng)向?yàn)闁|
南，突然，蜂鳴器響，“10 kV Ⅱ段配電裝置”、
“掉牌未復(fù)歸”光子牌亮。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)：在主控
制室，電容器的速斷保護(hù)信號(hào)繼電器動(dòng)作掉
牌；在電容器組房?jī)?nèi)，靠近外側(cè)的1O kVⅡ段
與電容器串聯(lián)的電抗器接地極擊斷，飛出1米
左右，電抗器本體有三處(散熱器)噴油著火；A、
B相熔斷器全部熔斷，C相熔斷器完好，電容器
房?jī)?nèi)雨水遍地，電容器組A相全部、B相的部分
經(jīng)過了雨水沖刷。經(jīng)臨時(shí)滅火、處理噴油后，分別
匯報(bào)給低調(diào)、工區(qū)負(fù)責(zé)人。
4 故障分析
我們知道，電容器組的保護(hù)分為內(nèi)部保
護(hù)和外部保護(hù)。內(nèi)部保護(hù)作為單臺(tái)電容器串、
并聯(lián)元件的保護(hù)，在電容器內(nèi)部故障時(shí)切斷
電源，防止電容器爆破甚至引起火災(zāi)事故。外
部保護(hù)用以切斷電容器回路中的短路故障，
且作為內(nèi)部保護(hù)的后備保護(hù)。單臺(tái)熔斷器保
護(hù)是電容器組內(nèi)部保護(hù)的一種。
故障分析：經(jīng)調(diào)查1)安裝了熔斷特性一
致的熔斷器；2)系統(tǒng)電壓的運(yùn)行長(zhǎng)期基本對(duì)
稱；3)在變電站裝設(shè)了消諧裝置；4)盡管低壓
側(cè)存在一定的電鍍冶煉直供負(fù)荷，經(jīng)省電業(yè)
局中試所定期測(cè)定報(bào)告查出，電網(wǎng)中高次諧
波成分沒有超標(biāo)；5)盡管污染相對(duì)比較嚴(yán)重，
但在運(yùn)行中電容器組的中性點(diǎn)還沒有直接接
地；6)電容器組的保護(hù)定期校驗(yàn)工作規(guī)范。
從以上情況看出，可以排除熔斷特性不
一致的熔斷器、系統(tǒng)電壓的運(yùn)行不對(duì)稱、高次
諧波成分高、系統(tǒng)共振、由于電容器組中性點(diǎn)
直接接地的同時(shí)，發(fā)生1O kV單相接地等因
素造成的電容器群爆。
由于電容器的速斷保護(hù)動(dòng)作，可以推斷
出在電容器組內(nèi)部發(fā)生了相間短路。在空氣
相對(duì)污染比較嚴(yán)重環(huán)境下，由于電容器組的
安裝屋頂偏小，靠近外側(cè)的電容器組A相全
部、B相的部分經(jīng)過了雨水沖刷，在大風(fēng)(本
站此時(shí)為東南方向)暴雨天氣，A 相全部、B
相的部分電容器極間經(jīng)雨水和污垢接通造成
短路，導(dǎo)致了A B相母線相間短路，其結(jié)果
造成了電容器的速斷保護(hù)動(dòng)作。
一方面電容器組中未經(jīng)電容器極間短接
部分，通過熔斷器、A B相母線經(jīng)電容器的短
路放電，導(dǎo)致了相應(yīng)相的熔斷器部分熔斷即
“群爆”，其短路回路如圖2中1方向所示；另
一方面，由于電容器是儲(chǔ)能元件，此時(shí)存在電
壓，經(jīng)電容器極間短接的部分則由電源通過
電抗器、熔斷器經(jīng)母線短路，由于電路的瞬間
短路，在電抗器上產(chǎn)生了較大的電流變化率
di／dt，隨之在電抗器線圈與地之間產(chǎn)生了過
電壓Ldi／dt，在此電壓的作用下，電抗器接
地極擊斷，飛出lm 左右，電抗器本體有三處
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2003年 第2期 并聯(lián)電容器組熔斷器“群爆”故障的典型案例處理 ·23．
(散熱器)噴油著火，其短路回路如圖2中2
方向所示。
B
圖2 大風(fēng)暴雨沖刷電容器組時(shí)
電容器室內(nèi)的電路工作情況
上述的情況造成的損失是慘重的，其一
造成了電容器組的A、B相的熔斷器全部群
爆、電抗器本體有三處(散熱器)噴油著火，毀
壞了電氣設(shè)備，影響了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；
其二造成了1OkV 母線短路，危及到了電力
系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行以及電能質(zhì)量。
5 整改方案及實(shí)施
從以上分析可知：發(fā)生事故的原因是由
于在污染比較嚴(yán)重的情況下，大風(fēng)暴雨沖刷
電容器造成的母線短路。在便于巡視和良好
通風(fēng)的前提下解決問題的途徑是：① 減少環(huán)
境污染對(duì)電容器組的影響，② 避免大風(fēng)暴雨
沖刷電容器組。
經(jīng)過慎重考慮，采取加大電容器組室的
房頂，尤其在外側(cè)應(yīng)注意屋檐的角度。
通過整改方案的落實(shí)，該變電站電容器
組熔斷器“群爆”的情況再也沒有發(fā)生過。
6 結(jié)論
為了防止電容器組熔斷器群爆問題的發(fā)
生，做好以下工作是非常必要的：
①安裝熔斷特性一致的熔斷器；② 加強(qiáng)
系統(tǒng)電壓的運(yùn)行管理；③在變電站裝設(shè)消諧
裝置；④ 加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)中高次諧波成分的管理；
⑤ 加強(qiáng)電容器組的中性點(diǎn)平時(shí)的清潔維護(hù)；
⑥ 保證電容器組的保護(hù)定期校驗(yàn)工作規(guī)范
化。同時(shí)設(shè)計(jì)過程中，在便于巡視和良好通風(fēng)
的前提下，應(yīng)充分考慮電容器組的防塵、防雨
水問題。這樣就可能避免電容器組熔斷器群
爆以及相關(guān)問題的發(fā)生。
參考文獻(xiàn)：
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電氣二次部分[M]．水利水電出版社，1990年9月
作者簡(jiǎn)介：
沈黎明(1963一)男，河南新鄉(xiāng)人，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期
從事電力系統(tǒng)的運(yùn)行與研究；
扈艷玲(1962一)女，河南鄭州人，實(shí)驗(yàn)師，長(zhǎng)期從事
電力系統(tǒng)的教學(xué)與研究；
靳建峰(1963一)男，河南鄭州人，碩士，長(zhǎng)期從事電
力系統(tǒng)的教學(xué)與研究。
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1．銀行匯款： 收款單位：西安電力電容器研究所
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