110 kV變電站3號(hào)電容器組不平衡電壓保護(hù)動(dòng)作分析

夏喜山，張 斌，呂琨璐

（1.國(guó)網(wǎng)黑龍江賓縣電業(yè)局有限公司，黑龍江 賓縣 150400；2.國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司寧東供電公司，寧夏 寧東 750411）

1 主設(shè)備情況

寧夏某110 kV變電站10 kV 3號(hào)電容器組于2012年7月投運(yùn)，放電線圈型號(hào)為1WGY，額定電壓為6930 V，額定輸出為100 VA，生產(chǎn)廠家為某電力電容器配件有限公司，生產(chǎn)日期為2011年2月，運(yùn)行年限為8年。

電容器為集合式結(jié)構(gòu)，三相電容器封裝在一個(gè)金屬箱內(nèi)，箱體上方通過(guò)6只套管引出電容器組6個(gè)接線柱。電抗器為三相獨(dú)立疊裝的結(jié)構(gòu)，與電容器串聯(lián)，組成星形方式。放電線圈并聯(lián)在電容器兩端，起到放電和監(jiān)視電壓與保護(hù)動(dòng)作的作用。

圖1 電容器組一次接線原理圖

2 事件發(fā)生和處理情況

2.1 事件發(fā)生概況

2020年11月1日14:08，寧夏某110 kV變電站10 kV 3號(hào)電容器組發(fā)生故障，該并聯(lián)電容器組在運(yùn)行中出現(xiàn)開(kāi)口三角形電壓保護(hù)跳閘，A相電壓為5866.5V、B相電壓為5889.4V、C相電壓為5873.8V，不平衡電壓為22.90V，電壓整定值為12.00V，整定時(shí)間0.20s。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

2020年11月2日，運(yùn)維人員到達(dá)工作現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)并聯(lián)電容器組回路的一次接線、一次設(shè)備與二次接線、保護(hù)裝置進(jìn)行了初步檢查。

一次回路整組電容器、電抗器、放電線圈、避雷器外觀完好，無(wú)破損變形，放電痕跡，一次電氣連接緊固，對(duì)地以及相間安全距離符合電氣安裝要求。二次回路的檢查與試驗(yàn)結(jié)果也表明，二次回路接線和保護(hù)裝置正常，保護(hù)裝置顯示不平衡電壓為22.9V（動(dòng)作電壓整定值為12V），保護(hù)為正確出口動(dòng)作。

初步檢查，對(duì)集合式電容器、電抗器進(jìn)行了高壓試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1、表2所示，通過(guò)一次試驗(yàn)的項(xiàng)目及表中的數(shù)據(jù)，并與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，集合式電容器、電抗器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合高壓試驗(yàn)規(guī)程要求。

表1 集合式電容器試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2 干式電抗器試驗(yàn)數(shù)據(jù)

對(duì)其他設(shè)備進(jìn)行檢查試驗(yàn)，10 kV 3號(hào)電容器組電力電纜絕緣電阻合格，且通過(guò)交流耐壓試驗(yàn)。10 kV 3號(hào)電容器組斷路器、電流互感器、避雷器試驗(yàn)數(shù)據(jù)均符合規(guī)程規(guī)定。10 kV 3號(hào)電容器組放電線圈直流電阻試驗(yàn)不合格，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所示。

由表3數(shù)據(jù)可知：放電線圈一次繞組的直流電阻三相誤差超出了規(guī)程的要求范圍，且B相直阻遠(yuǎn)高于歷史測(cè)量值，如圖2所示。由于B相直流電阻明顯大于A、C兩相，推斷B相一次繞組出現(xiàn)斷股的情況引起三相電壓不平衡，從而導(dǎo)致不平衡電壓保護(hù)動(dòng)作跳閘。

圖2 放電線圈B相一次繞組直阻測(cè)試

3 事件原因分析

由表3數(shù)據(jù)可知：放電線圈的一次繞組的直流電阻三相誤差超出了規(guī)程的要求范圍，且B相直阻遠(yuǎn)高于歷史測(cè)量值。由于B相直流電阻明顯大于A、C兩相，推斷B相一次繞組出現(xiàn)斷股的情況引起三相電壓不平衡，從而導(dǎo)致不平衡電壓保護(hù)動(dòng)作跳閘。

4 事件整改措施

對(duì)于運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的電容器組，對(duì)于其要增加其不平衡電壓巡視次數(shù)。在條件允許的情況下，對(duì)多于多年運(yùn)行的放電線圈要周期性進(jìn)行絕緣油取樣分析，必要時(shí)予以更換，保證并聯(lián)電容器組的安全運(yùn)行。

放電線圈發(fā)生斷股斷線、匝間短路、選型不匹配或并發(fā)性故障時(shí)，都會(huì)引起不平衡電壓保護(hù)動(dòng)作，因此要嚴(yán)格控制放電線圈的交接驗(yàn)收，正確進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)和分析，確保放電線圈無(wú)隱患投運(yùn)。

對(duì)新的放電線圈進(jìn)行交接試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后，按照檢修計(jì)劃進(jìn)行更換。