電容器跳閘故障原因排查及防范

錢金洪

摘 要：電容器跳閘故障會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)的電壓造成很大的影響。結(jié)合某電容器組斷路器異常跳閘這一事故，介紹了其接線方式和保護(hù)配置情況，探討了可能導(dǎo)致故障發(fā)生的原因和故障排查過程，并提出了一些防范措施，以預(yù)防此類設(shè)備事故再次發(fā)生。

關(guān)鍵詞：電容器；跳閘故障；原因分析；故障排查

中圖分類號(hào)：TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.134

在電力系統(tǒng)中，電容器對(duì)提高電能質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。然而，電容器經(jīng)常發(fā)生故障，嚴(yán)重威脅到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，其中，電容器組斷路器異常跳閘在變電站現(xiàn)場(chǎng)時(shí)有發(fā)生。為保證電網(wǎng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行，筆者結(jié)合故障案例，對(duì)事故原因進(jìn)行了排查分析，確定本次故障是由控制回路絕緣性能降低所致，并在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性地提出了一些防范措施，以期為相關(guān)人員解決日常運(yùn)行中電容器故障問題提供一些有益的借鑒。

1 故障簡(jiǎn)介

2014-06—2014-11，某110 kV變電站10 kVI號(hào)、II號(hào)電容器組153斷路器發(fā)生了多起未知原因跳閘事故，后臺(tái)監(jiān)控機(jī)只發(fā)出了第1組電容器故障跳閘信號(hào)和斷路器位置變位信號(hào)，且每次經(jīng)過各專業(yè)檢修人員的試驗(yàn)檢查，均未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，然后將其恢復(fù)運(yùn)行，也沒有發(fā)生立即跳閘和任何異常現(xiàn)象，但是經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，該電容器斷路器就會(huì)再次跳閘，并且故障報(bào)文均一致。

2 接線方式和保護(hù)配置情況

10 kVI號(hào)、II號(hào)電容器組153斷路器一次接線方式如圖1所示。

在圖1中，153斷路器帶2組電容器運(yùn)行，配置的保護(hù)裝置為南京某公司生產(chǎn)的電容器保護(hù)裝置，型號(hào)為PSC-641。該保護(hù)裝置配備有過流保護(hù)、過電壓和低電壓保護(hù)、三相差壓保護(hù)，無電容器本體保護(hù)功能。

3 故障可能原因分析

4 故障查找過程

仔細(xì)排查以上可能引起跳閘的原因，將10 kVI、II號(hào)電容器組153斷路器申請(qǐng)轉(zhuǎn)檢修。具體故障查找過程如下：①一次檢修試驗(yàn)化驗(yàn)專業(yè)人員對(duì)I號(hào)電容器組本體和放電線圈進(jìn)行耐壓等試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)電容器本體和放電線圈有故障；繼電保護(hù)人員對(duì)KA電壓繼電器進(jìn)行特性試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)繼電器接點(diǎn)存在問題，并實(shí)際加壓進(jìn)行了多次斷路器傳動(dòng)試驗(yàn)，也未發(fā)現(xiàn)KA繼電器存在問題。②一次檢修變壓器專業(yè)人員對(duì)I號(hào)電容器組本體壓力釋放進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，且壓力釋放接點(diǎn)正常，未發(fā)現(xiàn)粘連等現(xiàn)象。③斷路器多次跳閘現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)，電容器溫度均未達(dá)到表計(jì)上的定值整定值，可排除溫度過高跳閘影響，且經(jīng)過實(shí)際查看，其接點(diǎn)也正常。④將ZJ1繼電器拆除做特性試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)抖動(dòng)現(xiàn)象，可以排除ZJ1繼電器存在問題。⑤直流回路兩點(diǎn)接地，合上153斷路器控制回路電源，未發(fā)現(xiàn)直流有接地現(xiàn)象，直流正負(fù)電位均在110 V左右；斷開斷路器控制回路電源，檢查有關(guān)回路的絕緣，結(jié)果均正常，對(duì)地絕緣和回路之間的絕緣均大于10 MΩ。⑥現(xiàn)場(chǎng)檢查交直流，未發(fā)現(xiàn)有串接現(xiàn)象。

經(jīng)過進(jìn)一步分析和查找可能引起跳閘的原因，均未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。后據(jù)監(jiān)控人員反映，10 kVI、II號(hào)電容器組153斷路器有幾次跳閘都發(fā)生在陰雨天氣，因此初步推斷，控制回路中可能有進(jìn)水或比較潮濕的現(xiàn)象，造成直流兩點(diǎn)虛接地，從而導(dǎo)致153斷路器跳閘。由于之前進(jìn)行的絕緣檢查均是在晴天進(jìn)行的，所以有可能未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。

在153斷路器再次故障跳閘后（陰雨天），首先著重對(duì)斷路器控制回路的絕緣進(jìn)行了檢查。在開關(guān)柜內(nèi)，通過絕緣測(cè)量發(fā)現(xiàn)，I號(hào)電容器組本體壓力釋放啟動(dòng)ZJ1繼電器電纜存在絕緣性能降低現(xiàn)象。該啟動(dòng)跳閘支路（回路編號(hào)03）芯線對(duì)地絕緣只有80 kΩ左右，而同一電纜內(nèi)的其余芯線對(duì)地絕緣均大于10 MΩ。拆除電容器端子箱內(nèi)的I號(hào)電容器組C相本體壓力釋放閥的電纜，絕緣恢復(fù)正常。

現(xiàn)場(chǎng)將I號(hào)電容器組C相本體壓力釋放閥封蓋打開，拆除壓力釋放，啟動(dòng)跳閘輔助接點(diǎn)YLJ1，發(fā)現(xiàn)輔助常開接點(diǎn)中間的塑料殼體已經(jīng)燒焦，并附有銹跡。由于此塑料殼體被燒焦面與固定它的不銹鋼支架（固定在本體外殼上）是緊密接觸的，因此之前未拆除檢查時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)。由此可知，I號(hào)電容器組C相本體壓力釋放閥內(nèi)可能進(jìn)水或潮濕度比較大，直流正負(fù)電對(duì)潮濕的塑料殼體不斷放電，致其燒壞，并出現(xiàn)銹跡。在潮濕的情況下，YLJ1常開接點(diǎn)兩側(cè)的正負(fù)電通過不銹鋼支架虛接地，在潮濕度不斷增大的情況下，電位導(dǎo)通，啟動(dòng)ZJ1繼電器動(dòng)作，導(dǎo)致斷路器跳閘，而在天氣干燥的情況下則不會(huì)發(fā)生。更換本體壓力釋放輔助接點(diǎn)，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，至今再未發(fā)生不明跳閘現(xiàn)象。

5 防范措施和建議

通過對(duì)此起故障點(diǎn)的查找分析可知，此類故障具有一定的隱蔽性，在查找的過程中，相關(guān)人員不僅需要熟練掌握?qǐng)D紙?jiān)?，還要考慮環(huán)境情況的影響，找出其規(guī)律，這樣才能更有效地排除故障。針對(duì)此類故障，特提出以下防范措施：①對(duì)于室外的一次設(shè)備，涉及到斷路器跳閘的有關(guān)設(shè)備，例如斷路器SF6密度繼電器、變壓器壓力釋放、重瓦斯繼電器等，均應(yīng)加裝防雨罩，以防其內(nèi)部進(jìn)水，造成斷路器誤跳或拒跳；②對(duì)于室外斷路器端子箱，要封堵完好，并加裝加熱器，開設(shè)通風(fēng)口，保證端子箱內(nèi)空氣干燥；③嚴(yán)格把控設(shè)備入網(wǎng)關(guān)，選用密封合格的產(chǎn)品；④定期對(duì)室外設(shè)備進(jìn)行巡視檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)整改，保障設(shè)備的安全運(yùn)行。

6 結(jié)束語

總之，電容器是電網(wǎng)運(yùn)行的重要設(shè)備，它給電網(wǎng)中注入無功功率，保證了電壓的穩(wěn)定。如果電容器運(yùn)行故障得不到及時(shí)處理，就有可能造成極大的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響。希望通過本次控制回路絕緣降低所致的跳閘事故分析，能引起相關(guān)工作人員的重視，并在排查故障過程中能夠熟練掌握?qǐng)D紙?jiān)?，考慮環(huán)境情況的影響，找出問題的癥結(jié)所在，從而有效地處理故障，提高設(shè)備的可靠性，確保電網(wǎng)的健康、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]趙洪波，孫海燕.變電站10 kV電容開關(guān)跳閘事故的分析[J].農(nóng)村電氣化，2015（03）.

[2]曾海濤，歐雄堅(jiān)，胡少強(qiáng).并聯(lián)電容器諧波放大引起的10 kV線路斷路器跳閘事故的分析[J].機(jī)電工程技術(shù)，2015（01）.

〔編輯：王霞〕