变电站集合式电容器故障分析和处理

2021-09-06刘禹琦曲茂强

中国科技纵横 2021年13期

刘禹琦曲茂强

（内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电局，内蒙古包头 014030）

0.引言

集合式并联电容器它具有抗震性能好、占地面积小、维护简单、连线接点少等优点。主要用于工频电力系统中的无功补偿，以提高电网功率因数，减少线路损耗，充分发挥供配电的效率，改善和提高供电电压质量[1]。然而，此类产品因大容量一体设计，一旦出现故障，必须整台退出运行，势必影响供电质量，这也是多年来其市场占有率萎缩的重要因素。电容器常见的故障多是由电容量的变化引起的，而电容器保护动作能反映电容器组电容损坏的情况。

1.电容器基本信息

该变电站BAMH11/√3-6000-3W集合式电容器为合阳电力电容器制造有限公司2004年产品，其内部由上、下两段电容器组组成，每段电气连接为2串（2+1）并，每相共由4台BAM11/4√3-200-1和8台BAM11/4√3-150-1两种电容器单元组成。单元内部结构分别为1串38并和1串28并，每个元件由內熔丝作为电容器内部故障保护，电容器组采用相电压差动保护。

2.现场检验情况分析

2019年10月电容器进行例行试验，电容器各相技术参数见表1。

表1 电容器试验测试参数

实测数据显示，A相电容偏差-1.83%，以及各相的相间偏差、串段偏差值均不能满足DL/T628-1997《集合式高压并联电容器订货技术条件》1.10电容偏差中“4.10.1集合式电容器的电容偏差应不超过其额定值的0%～5%；4.10.3三相电容器的任意两相实测电容值中最大值与最小值之比≤1.02（10kV级；4.10.4电容器的每相中任意两段实测电容值之比…≯0.5%…）”条款的要求[2]，初步判定内部特别是A相应是有单元损坏，其余两相需进行电容器单元调配。

3.电容器拆修

3.1 故障分析

芯体包封拆除后，对故障电容器芯子情况进行分析，电容器单元有BAM611/4√3-150-1（标称电容：189.41μF）和BAM611/4√3-200-1（标称电容：252.54μF）两种型号，各单元实测电容值见表2。

表2 芯子单元产品电容实测值(μF)

在实测值中A02、A07、A11、B04 4台单元电容偏差大于标准要求（DL/T628-1997《集合式高压并联电容器订货技术条件》，单元电容偏差-5%～+5%）。其中A11偏差过大，损坏严重，必须换掉。三相电容实测值分别为：A相157μF、B相160μF、C相161μF。相间偏差161/157=1.025478大于标准要求（DL/T628-1997《集合式高压并联电容器订货技术条件》，相间偏差10kV Cmax/Cmin≤1.02），判定A相有单元损坏的结果与单元实测值相符。

3.2 匹配方案

根据现场单元实测电容值对芯体方案进行匹配，在同时满足DL/T628-1997《集合式高压并联电容器订货技术条件》的相间偏差10kV Cmax/Cmin≤1.02和串段偏差0.5%的要求前提下，将备品单元和电容器芯体的单元根据实测值整体匹配。

具体实施办法是将备用单元（实测值258.6μF）换至A02位置；将备用单元（实测值190.5μF）换至A03位置；将备用单元（实测值263.5μF）换至A07位置；将备用单元（实测值184.1μF）换至A04位置；将备用单元（实测值250.9μF）换至A12位置；将备用单元（实测值194.4μF）换至A08位置；将备用单元（实测值191.2μF）换A11位置；将备用单元（实测值190.5μF）换至A09位置；将单元B12（实测值261.4μF）换至A10位置。经上调整A相计算电容值为：1/(1/643.9+1/644.4+1/642.7+1/643.1)=160.88μF，串段偏差为644.4/642.7=1.00265（0.2%）。

将备用单元（实测值193.3μF）换至B01位置；将备用单元（实测值193.1μF）换B03位置；将备用单元（实测值194.8μF）换至B04位置；将备用单元（实测值251.4μF）换至B07位置；将备用单元（实测值250.2μF）换至B12位置；将单元C01（实测值197.3μF）换至B11位置。经此调整B相计算电容值为：1/(1/643.2+1/643.4+1/642.8+1/641.7)=160.69μF，串段偏差为643.4/641.7=1.00265（0.2%）。

将备用的单元（实测值193.5μF）换至C01位置；将备用单元（实测值193.9μF）换至C03位置。调整后C相计算电容值为：1/(1/642.7+1/643.3+1/643.1+1/644.7)=160.86μF，串段偏差为644.7/642.7=1.00265（0.3%）。

匹配结果三相电容偏差160.88/160.69=1.00118和串段偏差值均满足且优于DL/T628-1997《集合式高压并联电容器订货技术条件》的要求。