一起交流滤波器跳闸原因分析及处理

赵银山 邓集瀚 周威振

摘要：本文针对一起交流滤波器跳闸案例，分析了由于电容器内部放电，不平衡电流互感器动作，导致设备跳闸的具体原因，并提出了处理的相关措施。

关键词：交流滤波器;电容器;不平衡电流;跳闸

1事故概述

2021年01月04日16时59分36秒，±800kV500kV562交流滤波器

A/BC1不平衡Ⅲ段动作出现”;“三相跳闸出现”;“跳开关出现”，信号0.055秒后复归。主要SER信号见表1。

带负荷运行，SER报“S1AFP12A/B紧急第一大组第二小组滤波器保护

2事故检查与处理

2.1继电保护动作分析

现场检查500kV562交流滤波器A套和B套保护装置均显示“保护启动”、“B相不平衡III段动作”和“跳开关”，562开关保护装置显示“保护启动”和“ABC沟通三跳”[2]。内部录波如图1、图2所示。

由图1故障录波图可以看到，562交流滤波器B相尾端CT电流约为

I

tro0.335/0.418=0.801，大于C1不平衡Ⅲ段系数定值0.770，562交流滤波器A套PCS976A装置C1不平衡Ⅲ段保护正确动作，保护发三跳562开关指令，

C1不平衡Ⅱ段系数定值为0.600，延时为120min，未达到动作时间，保护仅启动计时。

由图2故障录波图可以看到，562交流滤波器B相尾端CT电流约为

I

tro0.338/0.418=0.808，大于C1不平衡Ⅲ段系数定值0.770，562交流滤波器B套PCS976A装置C1不平衡Ⅲ段保护正确动作，保护发三跳562开关指令。

由于A、B两套保护装置故障时故障电流相同，保护动作相同且出口时间相同，因此排除两套保护同时误动可能。

2.2跳闸后一次设备检查情况

1、现场检查500kV562交流滤波器C1电容器三相高、低压电容塔电容器的外观无漏油、变形、放电痕迹，未发现鸟类尸体等异常，检查不平衡CT二次接线盒未发现进水受潮、放电等痕迹。

2、拆开一次接线，测量500kV562交流滤波器C1电容器B相高、低压塔桥臂电容，测量值见表2。

《DL/T596-2005电力设备预防性试验规程》要求：相同两臂间电容量偏差≤±0.5%[4]，测量桥臂数据偏差为0，满足要求。

1、开展500kV562交流濾波器不平衡CT的SF6气体湿度、现场分解产物、二次回路绝缘测试[1]，均未发现异常，在对500kV562交流滤波器C1电容器B相高、低压塔单只电容测试时，检查发现B相高压塔M侧第二层第2只电容值为21.85μF，现场电容值铭牌值为16.44μF，偏差值为32.9%，《DL/T596-2005电力设备预防性试验规程》要求值为：一、电容值偏差不超过额定值的-5%～+5%;二、电容值不应小于出厂值的95%[4]，不满足规程相关要求，确定该电容内部出现故障。

2.3电容器更换测试

结合上述检查情况，现场人员确定故障点为500kV562交流滤波器C1电容器高压塔M侧第二层第2只电容器后，立即查找备件电容器，测试备件电容器值为16.47μF，电容值铭牌值为16.44μF，满足规程要求。使用备品电容器对该电容器进行更换，更换完成后对该桥臂电容进行调平测试，M、N侧桥臂电容值均2.12μF，偏差值为0，满足规程要求。

3故障原因分析

该电容器型号为AAM9.32-448.7-1W，出厂日期为2017年9月，内部为油纸充油结构，油纸层间通过铝箔进行包裹，内部芯子由四个小组电容通过铝制连接片进行串联连接，具体结构如图3所示。

现场对电容器解体发现，电容器内部存在烧蚀痕迹，内部有电弧放电，放电位置如图4所示：

对该电容器进一步解体发现，电容器元件内部熔丝经过放电后有烧灼痕迹，但未发生熔断，熔丝结构如图5所示，从而导致其中一小组电容被短路，电容值为0，相当于剩下三个小组电容串联，电容值应为标准电容值的4/3倍。上述故障电容器实测电容值为21.85μF，现场电容值铭牌值为16.44μF，与现场解剖分析的结果保持一致。

当电容器发生故障时，电容器元件端部熔丝不能够及时熔断，造成该电容器的值偏大，从而使桥臂电容的值发生变化，导致M与N侧的桥臂电容不能保持平衡[3]。在交流滤波器进行投切时，高低压塔的不平衡电流就会发生变化，当超过保护的动作值时，断路器就会发生跳闸，从而影响设备的非计划停运。

4预防建议

1）加强电容器的外观巡视;检查电容器有无鼓肚，部件有无裂纹、碳化、电弧痕迹，有无异常变形和渗漏油现象，电容器有无异音、异味及振动，检查各构架及其它设备有无倾斜或严重锈蚀，各套管和支柱绝缘子无放电痕迹，若发现异常及时对设备进行检修。

2）日常开展红外测温;检测电容器装置及其电气连接部位是否有异常温升，检查环境温升是否超出电容器装置正常使用的温度限值。在没有太阳直射的情况下电容器装置各处电气接点部位温升不超过50K，电容器外壳温升不超过10K[5]，对比正常设备分析发热有无加剧趋势，若有加剧趋势，则填报检修申请单进行处理。

3）停电检修期间，一、开展电容器测量，并完成套管清洁，用力矩扳手检查等电位连接线连接情况，检查引线连接情况，更换锈蚀严重导线连接片;二、检查二次保护定值输出是否有异常，对于异常保护报警或跳闸信号，应及时分析原因，问题处理后方可投入运行。

4）对故障电容器进一步进行返厂解剖检查，确定故障的主要原因，出具相关分析报告及解决措施，并对同批次电容器进行抽检，对抽检结果确定后续处理措。

参考文献：References

[1]GB/T25093-2010高压直流系统交流滤波器[S].

[2]吴亚妮，吕鹏飞，王德林等.交流滤波器高压电容器不平衡保护新原理[J].电力系统自动化，2008.

[3]库晓斐，蔡泽祥，徐敏.高压直流输电系统交流滤波器故障与保护分析[J].电力系统保护与控制，2012.

[4]DL/T596-2005电力设备预防性试验规程[S].

[5]DL/T664-2016带电设备红外诊断应用规范[S].

作者简介：赵银山（1992-），男，河南周口人，助理工程师，主要从事高压直流输电系统的检修、试验工作。