电容器成套装置外熔断器群爆故障问题分析

王康

摘 要：文章针对某变电站的并联电容器装置运行中遇到的外熔断器群爆、电容器损坏进行了分析，根据其呈现的特征，提出了故障分析的方法以及整改方案。

关键词：并联电容器；外熔断器；损坏

引言

电容器是目前国内系统无功补偿最常用的设备，高压并联电容器装置中对电容器内部故障采用的保护方式以外熔丝为最多，在我国大部分地区采用。而在实际运行中，由外熔断器误动作引起电容器故障在电容器整体故障中所占较大比例。文章结合具体案例对外熔断器引起的电容器故障进行了分析，并对减少此类故障的方法进行了探讨。

1 概况

杭州候潮变#3电容器组，在运行过程中发生熔断器群爆、多台电容器损坏故障。#4电容器组不平衡电压保护动作，#4电容器开关跳开。

2 电容器的基本情况

#3电容器位于Ⅱ母上与Ⅲ母硬连，#4电容器在Ⅲ母上。主变带Ⅱ母和Ⅲ母运行。

（1）电容器装置型号： TBB22-10-6000/200M-3AK。（2）电容器单元型号： BAM11/√3-200-1W（外熔断器保护）。（3）装置的保护：装置采用开口三角不平衡电压保护。

3 故障情况

3.1 第一次故障

2013年7月23日9时36分，候潮变10kV #3电容器组由VQC自动投切过程中，不平衡电压保护动作，#3电容器开关跳开。经运行人员检查为C相10号单台电容器熔丝熔断。随即运行人员对熔断的熔丝进行了更换，11时38分左右结束工作，设备状态由检修改为热备用。

3.2 第二次故障

12时08分，候潮变10kV #3电容器组由VQC自动控制合闸过程中，#3电容器组过流保护和不平衡电压保护动作同时动作，#3电容器开关跳开。同时#4电容器组不平衡电压保护动作，#4电容器开关跳开。经检查#3电容器柜内有20只（共30只）熔丝群爆，其中2台电容器烧损，另外有2台电容器漏油。具体如图1所示。

4 故障原因分析

4.1 故障过程的了解

对于第一次的故障过程的推测：故障虽然发生在电容器装置进行投运的时候，可是电容器有可能在上次切除的时候就已经发生了故障，只是在本次投运的时候将故障表现出来；同时也不排除电容器在投运的时候发生故障的可能性。总之，不管电容器是在何时发生的故障，第一次电容器装置故障的初始很大可能是由于电容器发生损坏引起的。并且由于这台电容器的损坏，导致熔断器熔断，将故障电容器隔离，不平衡电压保护动作。这样就产生了第一次故障的现象，一台电容器损坏，对应的熔断器熔断，继电保护动作。

电容器单元在运行的过程中是有一定故障几率的，这一点不可避免。但是为了最大程度降低个别故障对于整个装置以及系统的影响，电容器装置采取了熔断器和各种继电保护。上述这样的故障和保护动作的过程还是按照设计要求来进行和发展的——熔断器及时的将故障电容器隔离，并通知继电保护动作切除电容器装置，对整个装置的其他完好电容器起到保护作用。

对于第二次的故障过程的推测：采用外熔断器保护的电容器装置，其继电保护是否动作通常依靠判断熔断器的动作情况。即只有熔断器发生熔断的时候，继电保护才会动作。由于熔断器的动作电流取电容器额定电流的1.5倍左右，所以通常要单台电容器内部一半以上串联段损坏之后，即电容器内部4串起码有2串击穿才会达到熔断器的动作电流，熔断器才动作。

当第一次事故发生后，运维人员在发现C相10号单台电容器熔丝熔断，随即运维人员对熔断的熔丝进行了更换。在未确定这C相10号单台电容器是否存在故障就更换熔断器投运，内部损坏的电容器即内部4串元件2串已经击穿，不能满足合闸涌流的冲击，发生元件全击穿的故障。熔断器异常熔断，它在熔断的过程中发生了拉弧和重燃造成熔断器群爆，多台电容器损坏，这就导致了第二次更大范围的故障。并且在第二次的故障过程中，熔断器的异常熔断起到加剧故障情况的作用。因此，建议当熔断器熔丝熔断后，应认真检查相关电容器的电容量，正确区分熔断器误动和电容器内部故障。

4.2 故障原因的分析

通过上述对于故障过程的了解，其实对于故障的原因已经比较明确了，对于第一次的故障起因很可能是C相10号单台电容器发生故障导致熔断器熔断，继电保护动作。可是对于第二次的故障便是运维人员未确定C相10号单台电容器是否存在故障就更换熔断器投运，这是造成事故扩大的关键。

对于初始的电容器故障，电容器在运行过程中不可避免地会发生偶然故障，其中的原因也很复杂。特别是本次电容器故障发生在投运的瞬间，电容器损坏可能是由于投运瞬间的种种不确定因素导致，也可能是在上次切除的时候由于断路器的偶然分闸不良所致，更可能是某台电容器自身存在一定的隐患所致。

5 故障处理

针对候潮变#3电容器故障建议采取如下的处理方式：（1）全部更换为带内熔丝的电容器产品。（2）加强运行维护。经了解该电容器组已经运行了8年时间，有必要加强运行维护。为了确保用户的电容器组安全稳定运行，实现使用的寿命，应对电容器组进行全面的、专业的检修维护。（3）更换熔断器。熔断器厂家建议户内使用的熔断器使用3年以上要加强维护，使用5年一定要整体更换。鉴于该站的电容器为04年产品，如熔断器一直没有整组更换，建议更换所有的熔断器，以确保故障发生时熔断器能够可靠动作。

6 结束语

综上所述，对于发生在候潮变的电容器故障原因的可能性进行了分析，并提出了处理意见。实践证明：规范地安装电容器组及加强运行的管理和维护，可以避免补偿电容器组熔断器“群爆”的情况发生。

参考文献

[1]周存和.并联电容器补偿装置技术问答[M].广西科学技术出版社，2012，11.

[2]宋森，等.并联电容器补偿装置技术及应用[M].中国电力出版社，2011，4.

[3]董修峰，徐铁军，张顺兴.一起电容器组外熔断器群爆故障分析[J].电力电容器与无功补偿，2014，4.

[4]周国良.高压并联电容器保护用外熔断器试验研究[J].电力电容器与无功补偿，2008，6.

[5]胡海安.运行中发生电容器组熔断器全爆的故障分析[J].电力电容器与无功补偿，2009，4.