SVC系统TCR高压电缆头烧毁原因分析

2016-04-11梁日栋宝钢集团广东韶关钢铁有限公司广东韶关512123

中国新技术新产品 2016年1期

关键词：电缆头高压

梁日栋　夏时（宝钢集团广东韶关钢铁有限公司，广东　韶关　512123）

SVC系统TCR高压电缆头烧毁原因分析

梁日栋夏时
（宝钢集团广东韶关钢铁有限公司，广东韶关512123）

摘要：在SVC系统下，TCR高压电缆头烧毁将会对电网电压造成重要影响，不利于电网的安全稳定运行。本文对SVC系统下TCR高压电缆头烧毁的故障现象进行分析，并提出处理方法，总结电缆头烧毁的原因，供同行参考借鉴。

关键词：SVC系统；高压；电缆头；烧毁；原因

1 概述

韶钢中板厂为了保证设备的电能质量，减少不必要的电能损耗，节约生产成本，优化资源配置，决定安装一套6kV TCR型动态无功补偿装置（简称SVC）。该装置是一种能够为电网快速而连续地提供容性和感性无功功率的电力电子装置，SVC系统中TRC阀组和FC滤波器组相互结合，可以减少轧钢机等冲击性负荷对供电系统的电压波动和闪变，消除无功冲击，提高电网系统的功率因数。

2 TCR型动态无功补偿装置简介

系统母线运行电压6kV，在6kV母线安装静止型动态无功补偿装置（SVC）一套，主要电气设备有：10kV高压开关柜4面、10kV隔离开关4台、10kV电流互感器11台、10kV晶闸管阀组3组、10kV相控电抗器3台、10kV滤波电抗器12台、10kV电容器组4组（含10kV差流互感器4台、10kV氧化锌避雷器12支）、保护柜1面、SVC控制柜1面和SVC脉冲柜1面。

根据交-交变频传动系统的谐波状况，滤波器设计了3、5、7、11四个滤波支路，安装容量23.6Mvar，基波补偿容量17Mvar，为防止切断容性电流时，断路器电弧重燃可能导致的重大设备事故，采用六氟化硫断路器向SVC装置供电。六氟化硫断路器切断容性电流的能力为800A，中板SVC系统共采用3台SF6断路器对相控电抗器及各滤波支路供电。其中TCR通道单独使用一台断路器供电、H3滤波通道和H5滤波通道共用一台断路器供电、H7滤波通道和H11滤波通道共用一台断路器供电。断路器至相控电抗器、相控电抗器至晶闸管阀组和断路器至隔离开关间采用高压电缆供电，其余部分电气设备的连接主要采用钢芯铝绞线、铜母排和铝母排。

TCR容量20Mvar，为三角型接线；H3滤波通道安装容量为6240kvar、H5滤波通道安装容量为8250kvar、H7滤波通道安装容量为6240kvar、H11滤波通道安装容量为8250kvar，全部采用双星型接线。

3 TCR电缆接头烧毁故障原因分析

SVC系统自2009年2月安装完毕并投入运行至今，先后发生过2次因TCR柜高压电缆接头烧毁故障跳闸而引起生产停止的设备事故。

3.1 故障现象及处理

SVC系统TCR高压柜B相至相控电控器的两根单芯电缆接头发热冒烟并烧毁，导致B相接地短路，6SF断路器速断跳闸，各滤波支路连锁跳闸。电力监控系统后台报“高压开关分闸”信号。故障发生后，值班运行电气人员迅速停止轧钢机等主要生产设备，并对故障的产生原因进行查找，发现TCR柜内除电缆接头被烧毁外，滤波器高压开关柜，阀组室设备，相控电抗器及SVC控制系统均正常，通过电力监控系统查看设备运行记录，电流、电压均在正常范围内，排除了因为电力设备或电力线路短路、接地和过载引起的可能。

将TCR高压开关柜B相故障接地电缆接头锯断后，重新制作新电缆头，套护管，绝缘电阻值测量和低频交流耐压试验均通过。SVC系统重新投入运行正常。

3.2 故障原因分析

将已经烧黑的护套和绝缘电缆剖开，发现铜编织带与电缆屏蔽层连接完好，电缆绝缘和绝缘屏蔽层无质量问题，炭黑分散均匀。在电缆铜屏蔽层离护套套口约20cm处有明显放电痕迹，电缆头周围绝缘几乎全部烧熔，电缆铜芯被烧熔出一个约1cm2小坑，小坑边缘铜芯熔化为豆粒状。由此分析可知，导致此电缆头烧毁故障的原因是电缆铜线芯屏蔽层厚薄不均，较薄的屏蔽层不足以屏蔽铜线芯毛刺或铜屑引起的尖端放电，导致电缆主绝缘被击穿，金属屏蔽层严重带电发热，导致电缆绝缘烧坏。

电力系统中，电缆烧毁的原因有多种，但一般有以下四种：一是过电流和过电压，二是电缆头制作不合格；三是电缆质量差或老化；四是环境因素。根据排查法，电缆烧毁事故发生的电流和电压均在范围内，且使用的电缆是大型企业生产的全新产品，基本上也可排除质量差的问题。由于高压室内安装了空调进行冷却，所以环境因素也可排除。而剩下的就是电缆头的制作质量问题了，但电缆投入前进行了耐压试验，基本上电缆头的制作不合格引起的概率也极低。

通过分析，基本排除了上述的四种原因。后发现距离TCR电缆头0.5m左右的电缆绝缘体表面有不同程度的凹痕，肉眼不容易分辨，手触感觉明显。分析事故原因是：电缆安装人员在进行电缆线头与高压柜连接时，由于电缆受到挤压（电缆较粗120mm2，弯曲不容易），电缆绝缘层受力变形，厚度不均，绝缘强度下降所致。