并联电容器组鸟害的防治策略

2010-04-08杜大全苗俊杰

河北电力技术 2010年5期

杜大全，苗俊杰，郑娜

(1.河北省电力研究院，石家庄 050021；2.河北省电力公司，石家庄 050021；3.石家庄供电公司，石家庄 050051)

鸟害是我国变电站电力设备和输电线路运行的一个重要安全隐患。近几年来，随着变电站和输电线路的不断增多以及生态环境的逐步改善，鸟害造成的事故呈上升趋势，由此造成的损失也越来越大[1]。对于并联电容器组，飞鸟会造成电容器极间或极对壳短路故障，一旦发生电容器组相间短路故障，将使主变压器经受短路电流的冲击，可能会造成主变压器损坏。因此，并联电容器组鸟害的防治对电网安全稳定运行具有重要意义。

1 鸟害引起的设备故障分析及处理

1.1 设备概况

某500 kV变电站共安装35 kV 1号、2号2组电容器，断路器号分别为3723和3733，电容器组型号为TBB 35-60120/334 CCW，单台电容器型号为BAM 12/2-334-1 W，均为2007年4月出厂、2008年2月投运。电容器采用三相星形差压保护接线，运行容量60 120 kvar(三相)。

1.2 故障情况

2008年7月5日，该500 kV变电站35 kV 2号电容器组差压保护动作跳开3733断路器。继电保护装置(WDK-851)动作信息为：差压保护动作，V相差压Uvw=12.5 V，0.2 s动作出口(差压保护定值：5 V，时间定值：0.2 s)。

1.3 现场检查

故障当日天气晴朗，变电站35 kV系统正常运行，其1号、2号电容器组均处于正常运行状态。现场检查发现2号电容器组V相一只电容器一次引线与层架支撑角钢间有一只鸟被电击致死，并留有放电痕迹。

1.4 故障原因分析

并联电容器存在一定的介质损耗，运行过程中有3～10 ℃的温升，特别是在北方寒冷的冬天，温暖的环境易吸引鸟类栖息[2]。由于并联电容器组母排和引线未经过绝缘化处理，大鸟飞落造成V相一次引线对层架角钢放电(相当于极对壳短路)，导致差压保护动作跳闸。因此鸟类飞入造成电容器极对壳短路是故障发生的直接原因。

1.5 处理措施

检修人员清理被电击致死的鸟，打磨烧损的一次引线，并逐台对电容器的电容量和放电绕组的直流电阻进行测试，结果均合格，经检查确认无其它问题后，将2号电容器组恢复正常运行。

2 电容器组防鸟害方案

通过对近年发生的类似故障进行调研，发现多个网省公司系统均发生过飞鸟造成的电容器极间或极对壳短路故障。飞鸟不仅可能直接威胁电容器的安全运行，而且一旦造成相间短路，将使主变压器低压侧经受短路电流冲击，给主变压器的安全运行造成隐患。因此，应寻找防治鸟害的对策，减少鸟害对电容器的影响，以下提出3种室外散装电容器组反事故措施的方案。

2.1 采用全封闭式围栏结构

全封闭式围栏结构具有防鸟害效果好的优点。采用该方案，鸟类无法飞入，可彻底消除因飞鸟造成的电容器组故障。缺点如下：

a. 适用范围有限，只适用于下进线(电缆进线)方式。而目前大多数500 kV变电站的35 kV电容器采用上进线(铝排进线)方式，也有相当一部分220 kV变电站采用上进线方式，这种情况无法使用该方案。

b. 价格较高。220 kV变电站一组7 200 kvar的电容器，采用全封闭式围栏价格为22～23万元。

考虑到该方案适用范围有限且价格较高，一般不推荐采用该方案。

2.2 加装热缩护套和防鸟绝缘帽

室外散装电容器组加装母排和引线热缩护套，套管引出端子加装防鸟绝缘帽。保定某公司曾在张家口、承德和甘肃天水等地区的变电站加装过电容器组母排和引线热缩护套，并对套管引出端子加装防鸟绝缘帽(热缩材料冷轧制成)。

2.2.1 优点

a. 防鸟害效果好。采用该方案，将电容器组外露铝排、引线和端子全部绝缘化，可消除因飞鸟造成的电容器故障。同时，还可以防止其它各种可能的异物短路，在发生短路时防止故障扩大。

b. 适用范围广。该方案可适用于所有室外散装电容器组。

c. 价格适中。据测算，采用该方案所需费用约为电容器组价格的5%。如220 kV变电站一组7 200 kvar的电容器价格为17～18万元，采用该方案所需增加费用为0.85～0.9万元。

2.2.2 缺点

a. 采用该方案对在运电容器组进行改造，工程量较大。

b. 该方案应用于500 kV变电站的电容器组，价格较高。500 kV变电站一组60 120 kvar的电容器价格约为200万元，按照电容器组价格的5%测算，采用该方案所需增加费用约为10万元。

2.3 加装超声波驱鸟器

超声波驱鸟器采用单片机技术实现分段工作，每次工作是在一定频率范围内随机发出某频率超声波来延长动物的适应期[3]。超声波驱鸟器的原理是通过发出人类听不到的声音频率刺激鸟类的听觉器官，恶化鸟类的生存环境，从而达到驱鸟的效果。

优点如下：

a. 适用范围广。该方案可适用于所有室外散装电容器组。

b. 价格较低。1个超声波驱鸟器价格为3 500～4 000元，每组电容器在四周围栏各装1个，仅需1.4～1.6万元。

c. 工程量小。采用该方案，只需在四周围栏上加装超声波驱鸟器，安装方便。

缺点：超声波驱鸟器发出的频率经过一段时间后，鸟类可能适应，驱鸟效果变差。而且，有观点认为，超声波对人体生理有一定负面影响，可能影响值班员的身体健康。

3 电容器组改造建议

为了防止飞鸟对电容器组造成的危害，结合以上防鸟害方案，综合考虑，可针对各等级变电站内散装电容器组的情况进行如下改造。

a. 在运110～220 kV变电站的散装电容器组单组容量一般为2 000～12 000 kvar(价格15～30万元)，采用加装热缩护套和防鸟绝缘帽所需费用为0.75～1.5万元，不高于加装超声波驱鸟器，且防鸟害效果好，可消除包括飞鸟在内的各类异物短路造成的电容器故障，故建议采用加装热缩护套和防鸟绝缘帽的方案进行改造。

b. 在运500 kV变电站的散装电容器组单组容量一般为45 000～60 120 kvar(价格150～200万元)，采用加装热缩护套和防鸟绝缘帽所需费用为7.5～10万元，远高于加装超声波驱鸟器的费用。因此建议对超声波驱鸟器做进一步调研，经过比较后，选择一种驱鸟效果较好且副作用小的超声波驱鸟器在500 kV站试用，根据试用效果确定最终方案。

c. 对新建或改扩建110～220 kV变电站的散装电容器组均可采用加装热缩护套和防鸟绝缘帽防治鸟害，对新建或改扩建500 kV变电站的散装电容器组根据超声波驱鸟器的试用效果确定防鸟害方案。