一起35 kV电容器组故障跳闸原因分析及处理

2020-02-20白俊良蒋卓辰

通信电源技术 2020年1期

关键词：电容量中性点三相

白俊良，陈佳，蒋卓辰

（常州供电公司，江苏常州 213000）

0 引言

随着电网规模的扩大和电力负荷的增长，电力电容器作为无功补偿装置在电力系统中被广泛应用[1]。变电站电容器组的实际运行过程中，存在频繁跳闸的情况，需要及时查明电容器组跳闸原因，并采取措施排除故障，确保电力系统的安全稳定运行[2]。

1 故障电容器组基本情况描述

该故障电容器组共有电容器120台，总容量为40 080 kvar。

图1 电容器组接线图

每相电容器组有两个电容臂，按上下层排列布置，每个电容臂中电容器先并后串，由20台电容器组成（5并4串）。在两组电容器的中性点之间加装了1台电流互感器，型号为LCWD1-35-20/5，初始设计要求电容器三相电容值不平衡度小于2%，采用中性点不平衡电流保护，保护整定值为1.3 A，单台电容器采用外熔丝保护。

通过现场查看发现，电容器组各个电容器外观良好均未有膨胀、喷油、渗漏油现象，保护单台电容器的外熔丝均未熔断，放电线圈的外观也无异常。初步判断是电容器组中存在电容器单元发生内部故障，电容量发生变化，致使三相不平衡，引起中性点位移，中性线之间流过不平衡电流，不平衡电流超出保护定值，造成保护动作断路器跳闸。

2 故障电容定位及不平衡电流计算

2.1 故障电容定位

现场利用电容量测试仪测得的A、B、C三相各个星臂的电容量如表1所示。

表1 A、B、C三相各个星臂的电容量

分析数据可知，B相两个电容臂的电容量相差较大，不平衡率4.29%。依次测量构成B相电容臂2的四个并联序列的电容量如表2所示。

表2 B相电容臂2四个并联序列的电容量

L2的电容量与其他序列的电容量偏差较大，然后依次测量组成L2序列的各个电容的电容量如表3所示。

表3 组成L2序列的各个电容的电容量

C3电容量与铭牌电容量（铭牌电容量29.3 μF）差别较大，故障电容定位成功。

2.2 不平衡电流计算

双星形接线的电容器组等效电路（忽略放电线圈的阻抗）如图2所示。

图2 双星形接线等效电路图

结点①和②之间连接有电流互感器，其一次绕组的等值阻抗值大约几十毫欧。因此当中性线上有不平衡电流流过时，在电流互感器上产生的电压降只有几十毫伏，具体计算时可以忽略此电压降，从而将图2中的结点①和②视为一个节点，计算得到不平衡电流[3]：

将测得的A、B、C三相的两个电容臂的电容数据代入，得到流过中性线的不平衡电流5.91 A，电流互感器变比20/5，二次侧电流1.48 A，超过保护整定值（1.3 A），中性点不平衡电流保护动作断路器跳闸。

2.3 故障电容更换

利用该电容器将故障电容器更换，重新测得的A、B、C三相的两个星臂的电容量如表4所示。

表4 A、B、C三相各个星臂的电容量

代入不平衡电流计算公式得不平衡电流0.66 A电流互感器变比20/5，二次侧电流0.165 A，小于保护整定值（1.3 A），将电容器组投入运行，保护未动作，故障消除。

2.4 原因分析及建议

双星形电容器组每相各星臂电容量的不均衡是产生中性点不平衡电流的主要原因。电容器内部故障，电容量发生变化，致使三相不平衡，两中性点之间流过不平衡电流。电容器组例行试验时以及电容器组中电容更换后，要加强电容器组电容量的测试工作，必要情况下要对电容器进行重新调配，确保中性点之间流过不平衡电流不会引起保护动作。