SVC系統(tǒng)TCR高壓電纜頭燒毀原因分析

梁日棟　夏 時（寶鋼集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司，廣東　韶關(guān)　512123）

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SVC系統(tǒng)TCR高壓電纜頭燒毀原因分析

梁日棟夏 時
（寶鋼集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司，廣東韶關(guān)512123）

摘要：在SVC系統(tǒng)下，TCR高壓電纜頭燒毀將會對電網(wǎng)電壓造成重要影響，不利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文對SVC系統(tǒng)下TCR高壓電纜頭燒毀的故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，并提出處理方法，總結(jié)電纜頭燒毀的原因，供同行參考借鑒。

關(guān)鍵詞：SVC系統(tǒng)；高壓；電纜頭；燒毀；原因

1 概述

韶鋼中板廠為了保證設(shè)備的電能質(zhì)量，減少不必要的電能損耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，優(yōu)化資源配置，決定安裝一套6kV TCR型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置（簡稱SVC）。該裝置是一種能夠?yàn)殡娋W(wǎng)快速而連續(xù)地提供容性和感性無功功率的電力電子裝置，SVC系統(tǒng)中TRC閥組和FC濾波器組相互結(jié)合，可以減少軋鋼機(jī)等沖擊性負(fù)荷對供電系統(tǒng)的電壓波動和閃變，消除無功沖擊，提高電網(wǎng)系統(tǒng)的功率因數(shù)。

2 TCR型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置簡介

系統(tǒng)母線運(yùn)行電壓6kV，在6kV母線安裝靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVC）一套，主要電氣設(shè)備有：10kV高壓開關(guān)柜4面、10kV隔離開關(guān)4臺、10kV電流互感器11臺、10kV晶閘管閥組3組、10kV相控電抗器3臺、10kV濾波電抗器12臺、10kV電容器組4組（含10kV差流互感器4臺、10kV氧化鋅避雷器12支）、保護(hù)柜1面、SVC控制柜1面和SVC脈沖柜1面。

根據(jù)交-交變頻傳動系統(tǒng)的諧波狀況，濾波器設(shè)計了3、5、7、11四個濾波支路，安裝容量23.6Mvar，基波補(bǔ)償容量17Mvar，為防止切斷容性電流時，斷路器電弧重燃可能導(dǎo)致的重大設(shè)備事故，采用六氟化硫斷路器向SVC裝置供電。六氟化硫斷路器切斷容性電流的能力為800A，中板SVC系統(tǒng)共采用3臺SF6斷路器對相控電抗器及各濾波支路供電。其中TCR通道單獨(dú)使用一臺斷路器供電、H3濾波通道和H5濾波通道共用一臺斷路器供電、H7濾波通道和H11濾波通道共用一臺斷路器供電。斷路器至相控電抗器、相控電抗器至晶閘管閥組和斷路器至隔離開關(guān)間采用高壓電纜供電，其余部分電氣設(shè)備的連接主要采用鋼芯鋁絞線、銅母排和鋁母排。

TCR容量20Mvar，為三角型接線；H3濾波通道安裝容量為6240kvar、H5濾波通道安裝容量為8250kvar、H7濾波通道安裝容量為6240kvar、H11濾波通道安裝容量為8250kvar，全部采用雙星型接線。

3 TCR電纜接頭燒毀故障原因分析

SVC系統(tǒng)自2009年2月安裝完畢并投入運(yùn)行至今，先后發(fā)生過2次因TCR柜高壓電纜接頭燒毀故障跳閘而引起生產(chǎn)停止的設(shè)備事故。

3.1 故障現(xiàn)象及處理

SVC系統(tǒng)TCR高壓柜B相至相控電控器的兩根單芯電纜接頭發(fā)熱冒煙并燒毀，導(dǎo)致B相接地短路，6SF斷路器速斷跳閘，各濾波支路連鎖跳閘。電力監(jiān)控系統(tǒng)后臺報“高壓開關(guān)分閘”信號。故障發(fā)生后，值班運(yùn)行電氣人員迅速停止軋鋼機(jī)等主要生產(chǎn)設(shè)備，并對故障的產(chǎn)生原因進(jìn)行查找，發(fā)現(xiàn)TCR柜內(nèi)除電纜接頭被燒毀外，濾波器高壓開關(guān)柜，閥組室設(shè)備，相控電抗器及SVC控制系統(tǒng)均正常，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)查看設(shè)備運(yùn)行記錄，電流、電壓均在正常范圍內(nèi)，排除了因?yàn)殡娏υO(shè)備或電力線路短路、接地和過載引起的可能。

將TCR高壓開關(guān)柜B相故障接地電纜接頭鋸斷后，重新制作新電纜頭，套護(hù)管，絕緣電阻值測量和低頻交流耐壓試驗(yàn)均通過。SVC系統(tǒng)重新投入運(yùn)行正常。

3.2 故障原因分析

將已經(jīng)燒黑的護(hù)套和絕緣電纜剖開，發(fā)現(xiàn)銅編織帶與電纜屏蔽層連接完好，電纜絕緣和絕緣屏蔽層無質(zhì)量問題，炭黑分散均勻。在電纜銅屏蔽層離護(hù)套套口約20cm處有明顯放電痕跡，電纜頭周圍絕緣幾乎全部燒熔，電纜銅芯被燒熔出一個約1cm2小坑，小坑邊緣銅芯熔化為豆粒狀。由此分析可知，導(dǎo)致此電纜頭燒毀故障的原因是電纜銅線芯屏蔽層厚薄不均，較薄的屏蔽層不足以屏蔽銅線芯毛刺或銅屑引起的尖端放電，導(dǎo)致電纜主絕緣被擊穿，金屬屏蔽層嚴(yán)重帶電發(fā)熱，導(dǎo)致電纜絕緣燒壞。

電力系統(tǒng)中，電纜燒毀的原因有多種，但一般有以下四種：一是過電流和過電壓，二是電纜頭制作不合格；三是電纜質(zhì)量差或老化；四是環(huán)境因素。根據(jù)排查法，電纜燒毀事故發(fā)生的電流和電壓均在范圍內(nèi)，且使用的電纜是大型企業(yè)生產(chǎn)的全新產(chǎn)品，基本上也可排除質(zhì)量差的問題。由于高壓室內(nèi)安裝了空調(diào)進(jìn)行冷卻，所以環(huán)境因素也可排除。而剩下的就是電纜頭的制作質(zhì)量問題了，但電纜投入前進(jìn)行了耐壓試驗(yàn)，基本上電纜頭的制作不合格引起的概率也極低。

通過分析，基本排除了上述的四種原因。后發(fā)現(xiàn)距離TCR電纜頭0.5m左右的電纜絕緣體表面有不同程度的凹痕，肉眼不容易分辨，手觸感覺明顯。分析事故原因是：電纜安裝人員在進(jìn)行電纜線頭與高壓柜連接時，由于電纜受到擠壓（電纜較粗120mm2，彎曲不容易），電纜絕緣層受力變形，厚度不均，絕緣強(qiáng)度下降所致。

結(jié)語

正確認(rèn)識SVC系統(tǒng)，對其常見的故障問題進(jìn)行分析，并采取預(yù)防措施，減少故障發(fā)生率，有助于電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，為人們提供安全的電能資源，本文就其中的高壓電纜頭燒毀問題進(jìn)行分析，希望對同行有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]胡付有.SVC裝置TCR電抗器磁場影響分析及對策[J].廣西電力，2014（37）：18-21.

中圖分類號：TM247

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A