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并聯(lián)電容器組熔斷器群爆故障的典型案例處理

文檔作者：沈黎明扈艷玲靳建峰文檔來源： 1．新鄉(xiāng)電業(yè)局 2．鄭州電力高等?？茖W校		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月27日
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2003年第2期 并聯(lián)電容器組熔斷器“群爆”故障的典型案例處理 ·21·
沈黎明 ' 扈艷玲 ，靳建峰
(1．新鄉(xiāng)電業(yè)局，河南新鄉(xiāng)453002；2．鄭州電力高等?？茖W校，河南鄭州450004)
摘 要：首先對變電站內可能引起并聯(lián)電容器組熔斷器“群爆”的因素進行了詳細的調研與排
查，根據(jù)其呈現(xiàn)的特征，提出了故障分析的方法以及整改方案；通過整改方案的落實，避免了該
變電站電容器組熔斷器“群爆”的情況再次發(fā)生。實踐證明：規(guī)范地安裝電容器組及加強運行的
管理和維護，可以避免補償電容器組熔斷器“群爆”的情況發(fā)生。
關鍵詞：并聯(lián)電容器組； 熔斷器； 群爆
中圖分類號：TM761．1 文獻標識碼：B 文章編碼：1002—0349(2003)02—0021—03
Typical Case Analysis for Colony Fusing Failure of Fuses in
Shunt Capacitor Bank
Shen laming。，Hu Yanling。，Jin Jianfeng。
(1．Xinxiang Electric Power Bureau，Henan Xinxiang，453002，China；
2．Zhengzhou College of Electric Power，Henan Zhengzhou，450004，China)
Abstract：The reasons for colony fusing of the centralized compensation shunt capacitor bank
in substations are investigated in detail．According to the failure characteristics ，a failure
analysis method and the corresponding measures are presented to avoid colony fusing．
Practice has proven that the phenomenon of colony fusing of centralized compensation shunt
capacitor can be prevented when the installation of shunt—capacitors is standardized and the
operation management is improved．
Keywords：Shunt capacitor bank； Fuses； Colony Fusing
1 引言 及整改方案，整改之后，效果是顯著的，沒有再發(fā)
作者實地考察了多次發(fā)生并聯(lián)電容器組 生類似問題。對于幫助解決并聯(lián)電容器組熔斷器
熔斷器“群爆”的兩個變電站，對變電站的運 “群爆”的問題是十分有益的。
行日志所涉及到的運行參數(shù)進行了比較詳細 2 發(fā)生多次并聯(lián)電容器組熔斷器“群爆”的
的分析研究。處理問題的態(tài)度是十分謹慎的， 兩個變電站的基本情況
因為它關系到變電站的穩(wěn)定運行，影響著電力系 2．1 變電站的基本情況
統(tǒng)的降損節(jié)能、電能質量以及整改措施實施過程 兩個變電站的情況基本相似，均靠近城區(qū)，
中所需的資金等問題。根據(jù)電容器組熔斷器“群 污染相對比較嚴重，屬11okV降壓變電站，由三
爆”的特征，提出了與其故障相應的分析方法以 種電壓等級，即11OkV、35kV，lOkV。35kV、
· 收稿日期：2003—02—14
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·22· 電力電容器 2003年 第2期
1OkV都采用單母分段，中壓側負荷較重，低壓
側存在一定的有電鍍冶煉直供負荷。
2．2 變電站并聯(lián)電容器組與系統(tǒng)的接線、實
際布置
按照設計要求，在變電站的低壓母線上，
等容量裝設并聯(lián)電容器組，每組均通過隔離
開關、斷路器、電抗器等與10kV 母線相連。隔
離開關、斷路器位于1OkV 戶內配電裝置的開關
柜內，電抗器、電流互感器、并聯(lián)電容器組等位于
裝設電容器的柵欄房內。每段母線接一組并聯(lián)電
容器，每組按三相星形連接，每相由多個電容器
一端經(jīng)熔斷器、另一端在中性點并聯(lián)。其中一組
的實際布置(半露天)見圖1。
--．-． 。
L／ 上 上
Tf Tf
北
T
圖1 變電站并聯(lián)電容器組實際布置
3 并聯(lián)電容器組熔斷器“群爆”的特征
案例：某一變電站，2001年4月30日8
時54分，天氣陰，伴有大風暴雨，風向為東
南，突然，蜂鳴器響，“10 kV Ⅱ段配電裝置”、
“掉牌未復歸”光子牌亮。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)：在主控
制室，電容器的速斷保護信號繼電器動作掉
牌；在電容器組房內，靠近外側的1O kVⅡ段
與電容器串聯(lián)的電抗器接地極擊斷，飛出1米
左右，電抗器本體有三處(散熱器)噴油著火；A、
B相熔斷器全部熔斷，C相熔斷器完好，電容器
房內雨水遍地，電容器組A相全部、B相的部分
經(jīng)過了雨水沖刷。經(jīng)臨時滅火、處理噴油后，分別
匯報給低調、工區(qū)負責人。
4 故障分析
我們知道，電容器組的保護分為內部保
護和外部保護。內部保護作為單臺電容器串、
并聯(lián)元件的保護，在電容器內部故障時切斷
電源，防止電容器爆破甚至引起火災事故。外
部保護用以切斷電容器回路中的短路故障，
且作為內部保護的后備保護。單臺熔斷器保
護是電容器組內部保護的一種。
故障分析：經(jīng)調查1)安裝了熔斷特性一
致的熔斷器；2)系統(tǒng)電壓的運行長期基本對
稱；3)在變電站裝設了消諧裝置；4)盡管低壓
側存在一定的電鍍冶煉直供負荷，經(jīng)省電業(yè)
局中試所定期測定報告查出，電網(wǎng)中高次諧
波成分沒有超標；5)盡管污染相對比較嚴重，
但在運行中電容器組的中性點還沒有直接接
地；6)電容器組的保護定期校驗工作規(guī)范。
從以上情況看出，可以排除熔斷特性不
一致的熔斷器、系統(tǒng)電壓的運行不對稱、高次
諧波成分高、系統(tǒng)共振、由于電容器組中性點
直接接地的同時，發(fā)生1O kV單相接地等因
素造成的電容器群爆。
由于電容器的速斷保護動作，可以推斷
出在電容器組內部發(fā)生了相間短路。在空氣
相對污染比較嚴重環(huán)境下，由于電容器組的
安裝屋頂偏小，靠近外側的電容器組A相全
部、B相的部分經(jīng)過了雨水沖刷，在大風(本
站此時為東南方向)暴雨天氣，A 相全部、B
相的部分電容器極間經(jīng)雨水和污垢接通造成
短路，導致了A B相母線相間短路，其結果
造成了電容器的速斷保護動作。
一方面電容器組中未經(jīng)電容器極間短接
部分，通過熔斷器、A B相母線經(jīng)電容器的短
路放電，導致了相應相的熔斷器部分熔斷即
“群爆”，其短路回路如圖2中1方向所示；另
一方面，由于電容器是儲能元件，此時存在電
壓，經(jīng)電容器極間短接的部分則由電源通過
電抗器、熔斷器經(jīng)母線短路，由于電路的瞬間
短路，在電抗器上產(chǎn)生了較大的電流變化率
di／dt，隨之在電抗器線圈與地之間產(chǎn)生了過
電壓Ldi／dt，在此電壓的作用下，電抗器接
地極擊斷，飛出lm 左右，電抗器本體有三處
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2003年 第2期 并聯(lián)電容器組熔斷器“群爆”故障的典型案例處理 ·23．
(散熱器)噴油著火，其短路回路如圖2中2
方向所示。
B
圖2 大風暴雨沖刷電容器組時
電容器室內的電路工作情況
上述的情況造成的損失是慘重的，其一
造成了電容器組的A、B相的熔斷器全部群
爆、電抗器本體有三處(散熱器)噴油著火，毀
壞了電氣設備，影響了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行；
其二造成了1OkV 母線短路，危及到了電力
系統(tǒng)的穩(wěn)定運行以及電能質量。
5 整改方案及實施
從以上分析可知：發(fā)生事故的原因是由
于在污染比較嚴重的情況下，大風暴雨沖刷
電容器造成的母線短路。在便于巡視和良好
通風的前提下解決問題的途徑是：① 減少環(huán)
境污染對電容器組的影響，② 避免大風暴雨
沖刷電容器組。
經(jīng)過慎重考慮，采取加大電容器組室的
房頂，尤其在外側應注意屋檐的角度。
通過整改方案的落實，該變電站電容器
組熔斷器“群爆”的情況再也沒有發(fā)生過。
6 結論
為了防止電容器組熔斷器群爆問題的發(fā)
生，做好以下工作是非常必要的：
①安裝熔斷特性一致的熔斷器；② 加強
系統(tǒng)電壓的運行管理；③在變電站裝設消諧
裝置；④ 加強對電網(wǎng)中高次諧波成分的管理；
⑤ 加強電容器組的中性點平時的清潔維護；
⑥ 保證電容器組的保護定期校驗工作規(guī)范
化。同時設計過程中，在便于巡視和良好通風
的前提下，應充分考慮電容器組的防塵、防雨
水問題。這樣就可能避免電容器組熔斷器群
爆以及相關問題的發(fā)生。
參考文獻：
Eli 靳龍章，丁毓山．電網(wǎng)無功補償實用技術
[M]．中國水利水電出版社，1993年3月
[2] 李致恒等．城鄉(xiāng)電力網(wǎng)無功補償技術[M]．
水利水電出版社，1988年9月
[3] 陳維賢．內部過電壓基礎[M]．電力工業(yè)出
版社，1981年12月
[4] 能源部西北電力設計院．電氣工程設計手冊
電氣二次部分[M]．水利水電出版社，1990年9月
作者簡介：
沈黎明(1963一)男，河南新鄉(xiāng)人，高級工程師，長期
從事電力系統(tǒng)的運行與研究；
扈艷玲(1962一)女，河南鄭州人，實驗師，長期從事
電力系統(tǒng)的教學與研究；
靳建峰(1963一)男，河南鄭州人，碩士，長期從事電
力系統(tǒng)的教學與研究。
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