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10kV并联电容器集中补偿装置因过电压损坏事故(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2011/4/2 16:31:15   

  摘要:针对10kV并联电容器集中补偿装置因过电压损坏事故,结合变电站的运行方式进行分析,并提出了相应的解决办法。

  关键词:电容器;集中补偿;过电压

  某110kV变电站为无人值守站,装设10kV并联电容器成套补偿装置,于2003年8月安装并投运。2006年4月,检修人员对该装置进行春季预防性试验时,发现分组电压电容器2C、3C、4C集合式并联电容器鼓肚、壳体严重变形,4L电抗器器身大面积发黑,其中4C变形最为严重。于是,与设备厂家联系,进行了更换并加装了保护装置。同时,对此次事故进行了分析。

  1故障原因分析

  1.1装置配置

  该站集中补偿装置采用室外防护箱布置方式,VQC自动无功控制装置,在主控制室内,电容器、电抗器、分组开关等设备安装在防护箱内,补偿容量5000kvar,配置6%干式串联铁芯限流电抗器,分成4组自动投切,每组1250kvar,三相集合式并联电容器(内熔丝保护)。详细配置如图1所示,其中,QS为隔离开关,FV为金属氧化物避雷器。

  1.2原因分析

  从故障的现状可以判断出,此次故障是由于分组电容器2C、3C、4C和4L电抗器内部长期发热导致的,从过电压、电容器的布置方式和运行方式出发,结合运行记录,进行了原因分析。

  如图2所示,该110kV变电站35kV出线1回,主供35kV某农业变电站(以下简称A站);10kV出线6回,其中,工业专线2回,与A站的10kV联络线1回。正常运行方式下,A站2台主变压器停运,通过10kV联络线带其全部负荷;非正常运行方式下,35kV电源进线2向A站供电,启用2台主变压器,且通过10kV联络线,向110kV变电站10kV母线供电。110kV变电站和A站所带负荷中,农业负荷占有较大比重。由于农业线路长,供电半径大,通道清障不彻底,部分铁件、瓷件等老化,在遇有风、大雾、阴雨等天气时,经常出现单相接地故障,导致非故障相电压升高。运行记录显示,2006年1~4月份,单相接地次数达16条次,最高相电压达到11.69kV。而目前35kV、10kV系统为中性点非有效接地系统,据有关规程规定,单相接地故障时,可允许故障线路继续运行1~2h。

  因单相接地而导致的非故障相电压升高,数值虽然不是很大,达不到电容器出线保护过电压整定值,也不能使电容器保护熔丝熔断,但故障时间长、次数多,是造成电容器鼓肚、壳体变形的主要原因。同时,2006年3月份,110kV电源进线有施工任务,两站在非正常方式下,110kV变电站VQC装置无法应用,A站2台主变压器为无载调压型,第二电源点距A站较远,为保证电压合格率,调高了2台变压器的档位。可是,在用电低谷时段,由于负荷轻导致电压经常越过上限。且在近1个月的时间段内,110kV变电站一直固定使用第四组进行无功补偿,致使4C和4L长期运行,电容器变形、发热较为严重。

  另外,该补偿装置的布置方式为室外防护箱型式。所谓防护箱,即用钢结构作为框架、四周及屋顶填充彩钢复合板而制作的小室,占地面积小,同时内部立体空间也小,无专用的维护、检修、巡视通道,也不利于布式热通风,在夏季时内部温度经常达到50℃以上。然而,对于并联电容器而言,运行温度是保证电容器安全运行和使用年限的重要条件。可以看出,箱内温度过高,也是导致电容器发热损坏的原因之一。

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