一起10kV并聯(lián)電容器外熔斷器群爆的故障分析

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(國網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司，河南 鄭州 450006)

1 引言

并聯(lián)電容器裝置在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中用來補(bǔ)償感性無功功率，提高功率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量，降低線路損耗，提高系統(tǒng)或變壓器的有功輸出，但是在實(shí)際運(yùn)行中仍存在少許問題，本文通過對一起并聯(lián)電容器群爆事故進(jìn)行分析，找出造成事故的原因，提出了并聯(lián)電容器熔斷器的改進(jìn)建議，同時(shí)對電容器組日常運(yùn)行維護(hù)工作作出了細(xì)致分析。

2 事故經(jīng)過

為確保電力設(shè)備迎峰度夏穩(wěn)定運(yùn)行，2015年5月，運(yùn)維人員用紅外線成像儀對某220kV變電站設(shè)備進(jìn)行了帶電測試，發(fā)現(xiàn)10kV 4#電容器組A相第5只電容器外熔斷器熔絲與鋁排連接處發(fā)熱40度，未處理，如圖1所示。5日10：00，天氣晴朗，10kV 某4板、4#電容器電流I段動(dòng)作、不平衡電壓動(dòng)作跳閘，現(xiàn)場檢查 4#電容器組A3、B5、C3套管爆炸，本體滲油、鼓肚，A4、A5、B1、B2、B5、C1、C2、C4、C5電容器外熔斷器脫落，隨即將該電容器組解除備用，做安措，現(xiàn)場群爆情況如圖2、圖3所示。

圖3 電容器組熔斷器群爆正圖

3 事故分析

3.1 熔斷器結(jié)構(gòu)特征

該電容器為某廠2008年生產(chǎn)投運(yùn)，型號(hào)為ZX-7L,額定容量7500kvar,每相5只并聯(lián)，共15只星形接線運(yùn)行，串聯(lián)電抗器為干式,型號(hào)：CKDK-10/150-6。

該熔斷器是由外消弧管、內(nèi)消弧管、熔絲及尾線彈出裝置所構(gòu)成。其中，外消弧管是由環(huán)氧玻璃絲布管和反白鋼紙管復(fù)合而成，主要起絕緣、耐爆和有效開斷額定容性電流的作用；內(nèi)消弧管可以在開斷瞬間聚集足夠壓力的非可燃?xì)怏w，以提高開斷能力，故用以開斷小容性電流，尾線彈出裝置根據(jù)應(yīng)用的條件不同而分為外繃簧式和防擺式結(jié)構(gòu)。防擺式結(jié)構(gòu)又根據(jù)所配套的電容器擺放形式的不同劃分為適應(yīng)電容器直立擺放和電容器臥式擺放的兩種形式。外繃簧式為采用不銹鋼彈簧作為熔斷器熔絲的繃緊彈簧，當(dāng)熔斷器正常工作時(shí)，彈簧處于繃緊儲(chǔ)能狀態(tài)，熔絲過流熔斷時(shí)，彈簧釋放能量，使熔絲殘余尾線迅速被拉出外消弧管，配合內(nèi)、外消弧管產(chǎn)生的氣體在電流過零時(shí)，將電弧熄滅，保證故障電容器與系統(tǒng)可靠脫離，安裝結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 熔絲安裝結(jié)構(gòu)

外熔斷器是并聯(lián)電容器裝置中單臺(tái)電容器保護(hù)的主要手段之一，因其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，價(jià)格低廉,在并聯(lián)電容器中廣泛應(yīng)用，但實(shí)際運(yùn)行情況不十分理想，其中主要原因是熔斷器質(zhì)量和連接組件發(fā)熱問題。

3.2 熔斷器群爆分析

220kV變電站旁邊2公里處有一熱電廠，環(huán)境污染較大，由于變電站在室外露天環(huán)境下，各連接點(diǎn)易遭受風(fēng)吹日曬等自然條件影響，接頭位置極易氧化腐蝕，造成接觸電阻增大，接頭發(fā)熱，造成設(shè)備燒壞。

現(xiàn)階段設(shè)備連接端子基本為螺栓緊固式，螺栓震動(dòng)后螺帽易松動(dòng)，造成壓緊力不足，導(dǎo)致接觸電阻增大。因鋁質(zhì)母線排彈性系數(shù)小，強(qiáng)度低，鍍鋅螺栓壓力過大時(shí)，易造成鋁排變形，減小接觸面積。

A5電容器M8緊固螺栓與鋁排連接處長時(shí)間發(fā)熱，外熔斷器熔絲熔斷脫落，還因彈簧支架板老化，不能完全拖住熔絲，熔絲頭下垂落到A5電容器另一端短路放電，巨大的短路電流造成星形點(diǎn)鋁排與軟連接處燒斷，由于其余部分熔斷器熄弧不善,使剩余電容器放電過電壓,導(dǎo)致4#電容器組熔斷器群爆發(fā)生，整組電容器報(bào)廢。

4 防范措施

(1) 加強(qiáng)并聯(lián)電容器紅外線測溫工作，對于存在的缺陷及時(shí)上報(bào)處理，確保質(zhì)量。

(2) 將電容器、電抗器連接鋁排改為銅排，M8螺栓改為雙孔螺栓，使用高強(qiáng)度不銹鋼螺栓。

(3) 對于運(yùn)行5年以上電容器，應(yīng)定期全部更換外熔絲和支架，發(fā)現(xiàn)熔斷器和支架老化現(xiàn)象也應(yīng)全部及時(shí)更換。

(4) 建議更換使用內(nèi)熔絲電容器，取代外熔絲電容器，以降低發(fā)熱故障，減小維護(hù)量。

(5) 加強(qiáng)防污措施，如及時(shí)停電清掃設(shè)備，搭建遮陽、防雨棚，將電容器、電抗器改為室內(nèi)運(yùn)行等。

5 結(jié)論

紅外檢測技術(shù)作為監(jiān)測手段，為監(jiān)測設(shè)備缺陷提供了科學(xué)依據(jù)，電容器的外熔斷器設(shè)計(jì)有待改進(jìn)。及時(shí)更換銹蝕、松弛的熔斷器、托架，對于同類型電容器進(jìn)行排查處理，防止類似事故發(fā)生。加強(qiáng)并聯(lián)電容器安裝、巡視、檢修質(zhì)量力度，發(fā)生事故認(rèn)真分析，找出事故原因，確保電容器穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]王季梅，編著.高壓交流熔斷器及其應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[2]董修峰,徐鐵軍,張順興.一起電容器組外熔斷器故障分析[J].電力電容器與無功補(bǔ)償,2013(5):71-72.

[3]黃斌,羅文宇,劉小波,等.電容器連接組件過熱原因分析與設(shè)計(jì)改進(jìn)[J].電力電容器與無功補(bǔ)償,2012(6):41-42.

[4]董萬光,董亞,侯憲法,等.一起35kV并聯(lián)電容器群爆事故原因分析[J].電力電容器與無功補(bǔ)償,2013(10):73.

[5]組樹濤,張寧,李光,等.35kV電容無功補(bǔ)償裝置發(fā)熱缺陷分析及對策[J].電力電容器與無功補(bǔ)償,2014(8):65-66.