一起35kV电容器组缺陷处理分析
作者:黄帅军
来源:《科学与财富》2018年第29期
摘要:我局某500kV变电站35kV 电容器组发生多次跳闸的现象,通过返厂外观检查、电容量测试、耐压试验、局部放电试验、电容器损耗角正切值测试、解剖、电容器绝缘油击穿电压试试验等方面综合分析缺陷的原因,查找出电容器组缺陷的原因。针对缺陷的暴露的问题,提出防止此类缺陷的防范措施,保证电容器组的安全稳定运行。 关键词:电容器组;跳闸;缺陷;分析;防范措施 1、缺陷概况
我局500kV某站35kV#1、#2电容器组于2009年出厂,2015年之前虽然处于运行状态,但电容器组基本上未投入。2015年投运后,#1、#2电容器组发生多起发热、电容单元渗油、差流保护跳闸等故障。2017年至今已发生#1电容器组跳闸4次,#2电容器组跳闸2次,均为零序差流保护动作。 2、处理过程
2017年10月13日,我局对电容器组缺陷开展分析会,会议决定对该站电容器组设备进行抽检,从之前#1、#2电容器组更换下的电容器中抽取6只进行返厂试验及解剖。 2.1、外观检查及容值测量
在高压试验开始前首先对返厂的电容器进行外观检查,外观检查发现电容普遍存在外壳向外鼓起、瓷瓶接线头倾斜并渗油的情况,外观检查完毕后初测电容值。 2.2、高压试验
对电容器单元开展的高压试验有:耐压试验,tanδ测量,单台局部放电试验,极对壳局部放电熄灭电压测量,复测电容值。由于B47电容值与铭牌偏差较大,在极间加压可能会损坏试验设备,因此对B47只开展对地耐压试验和极对壳局部放电熄灭电压测量。
随后开展局部放电试验,电容器单元局放水平符合标准要求,并在试验结束后复测电容值试验方法:加压至2.15Um保持1s,将电压降到1.2Um并保持1min,然后将电压升到1.5Um保持1min并观察局部放电水平及是否增加。
最后开展的试验项目是极对壳的熄灭电压测量,测量结果都满足要求。
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3、解体分析试验
解体后发现A22电容器内熔丝用绝缘管封装,并排布置在元件的端部;绝缘油略有混浊,原因是该电容器单元以及出现渗漏的情况,空气进入电容器单元内部导致。
B47电容器解体后看到内熔丝采用绝缘纸包裹的方式,紧贴在电容元件的一侧,绝缘油清澈透明,但是颜色较深,原因初步判断是该电容单元内部发生了熔丝熔断,放电导致部分绝缘材料碳化导致。进一步对电容元件放电后,测量每一串段的电容值。 4、原因分析
(一)装置本身的问题分析
通过试验及解体未发现电容器单元批次性问题,抽检的电容器单元鼓肚的现象属于电容器单元外壳的正常形变,并非是由于电容器内部缺陷造成。4台电容器瓷瓶接线头有不同程度歪斜,接线头处无发热痕迹,瓷瓶被银层与接线头开裂,造成电容器渗油,初步认为是由于外力长期作用(装设的外熔断器拉簧扭力)与接线头温度过高所致。 (二)保护配置问题分析
500kV某站35kV电容器组,保护方式是双星零差电流保护,装置参数见表1 表1该站35kV#1,#2电容器组装置参数表
按照DL/T584-2007中对双星形接线电容器组中性线不平衡电流保护计算方法,#1电容器组保护参数计算如下: 允许内熔丝动作根数最大值 取k=4求不平衡电流
取保护灵敏系数KLM=1,整定值为 初始不平衡电流值(二次)
按照该站目前的电容器组零序差流保护设置,需要调整每个星形内的三个臂电容的最大值与最小值之比不大于1.0006,这种情况下#1电容器组Ibp值约为68.3mA,#2电容器组62.5mA。
(三)臂电容值调整方法误差分析
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臂电容调整方法:在三个臂之间调整各电容单元的位置,直到每个星形内的三个臂电容的最大值与最小值之比不大于1.0006。 对该调整方法存在的误差分析如下:
现场电容单元测试数据,电容值只能保证小数点后1位稳定,小数点后第2位一直在跳动,电容单元测量误差大于σ>0.1%;
电容器组臂的容值由各电容单元测量结果累加得到,根据误差分析,其误差与电容器单元的误差关系为[1]:
其中M1=15为臂电容并联数,N=2为串联段数。得到
计算臂电容最大值与最小值比值,其误差将是最大臂电容与最小臂电容误差的差值。在此误差基础上并不能保证得到每个星形内的三个臂电容的最大值与最小值之比不大于1.0006。 5、防范措施
1)电容器组现场安装时保证瓷瓶被银层与接线头接触良好,外熔断器拉簧扭力不能过大。
2)保护配置参数设置要合适,根据电容器组的接线方式及参数设置计算出合适的征订值,对保护参数进行设置。
3)臂电容值调整,臂电容调整方法:在三个臂之间调整各电容单元的位置,直到每个星形内的三个臂电容的最大值与最小值之比不大于1.0006,除此之外还要进行误差分析,最终确定臂电容调整的方法。 参考文献:
[1]许跃进,电容器组的容值误差研究及其在电容器组保护配置中的应用,电网技术,2002.
[2]刘海锋,邸世辉,孙鹏.一起220kV变电站电容器跳闸故障分析[J].电力电容器与无功补偿,2013(02).
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