一例電容器非故障狀態(tài)下保護(hù)跳閘的處理

1、一例電容器非故障狀態(tài)下保護(hù)跳閘的處理前言：電容器在電力系統(tǒng)中對于提高電能質(zhì)量有著舉足輕重 的作 用， 是保障電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)平安運行的重要設(shè)備， 它的平安運 行和故 障處理非常重要。在長期運行工作中，因為運行環(huán)境、人 為因素以及 設(shè)計方面的問題， 電容器故障屢見不鮮， 嚴(yán)重地威脅 著電力系統(tǒng)的 運行。然而，并非所有的事故都是因電容器本身故障而引起的， 同樣 的故障現(xiàn)象內(nèi)也許會隱藏著不同的故障原因， 因此， 在系統(tǒng) 的運行 過程中，運行維護(hù)人員必須能夠?qū)收献鞒鰷?zhǔn)確的判斷， 并采取及時 有效的處理對策。 否那么， 不但不能消除威脅系統(tǒng)的安 全穩(wěn)定運行的 隱患， 還會對電容器的可靠運行與使用壽命帶來嚴(yán)

2、 重的影響。下面，筆者即結(jié)合一例電容器非故障狀態(tài)下保護(hù)跳閘的實 際案 例， 詳細(xì)分析一下其事故的原因與處理對策， 以期為廣闊一 線工作 人員提供參考。1. 事故過程某變電所10kV末端的變電所，10kVl、段母線分別裝設(shè)有 BWF 1 1 /3900kvar 和 1200kvar 兩臺密集型電容器，其額定電流分別為47A和63A。該兩臺電容器在起初投入運行時較為正常，然而經(jīng)過數(shù)月的運行之后， 屢次發(fā)生過電流保護(hù)動作跳閘的 故障， 運 行人員一度曾疑心電容器內(nèi)部有故障， 經(jīng)對兩臺電容器 及保護(hù)回路和 定值進(jìn)行檢測， 未發(fā)現(xiàn)其問題， 再次投入運行時也 沒發(fā)生異常，但 當(dāng)在110kV系統(tǒng)投入lOOO

3、OkVA及以上容量變壓 器時，本站運行中的電 容器再次發(fā)生過電流保護(hù)動作而跳閘， 此 種情況在本站和上級樞紐站 進(jìn)行大容量變壓器投入運行操作時 得到驗證。2. 原因分析2.1 系統(tǒng)內(nèi)電壓的突變 經(jīng)過現(xiàn)場工作人員認(rèn)真分析，初步得出了 電容器過電流保 護(hù)動作跳閘的原因。當(dāng)110kV系統(tǒng)投入lOOOOkV及以上容量變壓器時，其激磁 涌流 是該變壓器額定電流的 6? 8 倍，由涌流衰減到正常值，其持續(xù)時間將隨變壓器容量的加大而延長， 大容量變壓器可達(dá)幾十 秒。也就是說， 在投入大容量變壓器時，相當(dāng)于系統(tǒng)內(nèi)突然增加 了該變壓器容量的 6 ? 8 倍的感性負(fù)載，其負(fù)載電流也將隨時間 的推移而逐漸減小，直到

4、 恢復(fù)正常。因此，勵磁涌流將引起系統(tǒng) 電壓在較短的時間內(nèi)有較大的 波動，尤其在投入變壓器的瞬間， 其電壓波動的幅值最大。此時 1OkV 系統(tǒng)電壓將隨主網(wǎng)電壓的波 動而隨之發(fā)生變化。 由于系統(tǒng)電壓在短時 內(nèi)發(fā)生的突變， 決定了 電容器極板上電荷量的變化； 如果電壓的變 化率越大， 極板上電 荷量的變化率也越大，電容器的充放電的電流也 就越大。根據(jù)給定的保護(hù)定值，經(jīng)計算1OkV系統(tǒng)電壓在超過(1O? 7.3kV) 范圍內(nèi)發(fā)生變化，且時限超過 O.5s 時，電容器過電流 保護(hù)動作跳閘。2.2 諧波分量然而，系統(tǒng)內(nèi)電壓突變并非唯一的事故原因。 經(jīng)過現(xiàn)場工作 人 員繼續(xù)深入分析，找到了電容器跳閘的另一個

5、非常重要的原 因。 變壓器激磁涌流中，包含著很高的諧波分量，其中以二、 三次 諧波為主， 在投入大容量變壓器時， 涌流中的諧波將涉及到 10kV 網(wǎng) 絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的諧波對并聯(lián)電容器的運行有較大的影響，諧 波電流疊加在 電容器的基波電流上， 使電容器運行電流的有效值 增大，溫升增高， 當(dāng)電容器運行電流超過整定電流時，其保護(hù)將 動作跳閘。同時，電容器對網(wǎng)絡(luò)中的諧波電流還具有放大作用，有時 會在 電網(wǎng)中產(chǎn)生諧振， 如此惡性循環(huán)， 使電容器及電網(wǎng)中的其他 設(shè)備受 損，破壞其正常運行。電容器對網(wǎng)絡(luò)中的諧波電流放大， 是一個值得 注意的問題， 據(jù)有關(guān)資料說明， 電容器對諧波電流一 般放大 2? 5 倍， 諧振

6、時高達(dá) 30 倍以上，這也是運行中的電容器 非故障狀態(tài)下跳閘的一 個重要原因。2.3 分析結(jié)果 通過以上分析，可以得出結(jié)論，即：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)電壓的突變和諧波 分 量所引起的。 而造成這兩個因素的根源， 是系統(tǒng)內(nèi)投入了較大容 量 的變壓器。 這同電容器本身的內(nèi)部故障而引起的過電流保護(hù)動 作跳閘 有本質(zhì)區(qū)別，但從現(xiàn)象看，兩者沒有什么差異。但是，當(dāng) 運行中的電 容器發(fā)生過電流保護(hù)動作時， 運行人員不能正確判明 是其內(nèi)部故障還 是受外界因素的干擾。2.4 處理對策 1 為防止其電容器非故障狀態(tài)下過流保護(hù)動作跳閘，躲 過 其因系統(tǒng)電壓波動而造成的影響， 確保電容器的穩(wěn)定運行， 經(jīng) 查繼電保護(hù)有關(guān)資料， 可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)電壓的波動而引起的過電流。 2 在 10kV 母線上安裝濾波器以吸收網(wǎng)絡(luò)中的諧波電流和 電 壓，提高電能質(zhì)量，確保穩(wěn)定運行。 3 為限制諧波對電容器的侵害，合理配置電抗器與電容器相串聯(lián)， 以削弱和控制其諧波電流對電容器的侵入和放大， 保 證電容 器在電網(wǎng)中的平安運行。 4 系統(tǒng)內(nèi)的諧波和大容量設(shè)備的操作，對運行中的電容器將產(chǎn)生較大的影響， 如不采取相應(yīng)的措施將直接威脅到電容器 的使用壽 命和網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備的平安。 選配適宜的電抗器與電容 器