一例电容器非故障状态下保护跳闸的处理

1、一例电容器非故障状态下保护跳闸的处理前言：电容器在电力系统中对于提高电能质量有着举足轻重 的作 用， 是保障电力系统经济平安运行的重要设备， 它的平安运 行和故 障处理非常重要。在长期运行工作中，因为运行环境、人 为因素以及 设计方面的问题， 电容器故障屡见不鲜， 严重地威胁 着电力系统的 运行。然而，并非所有的事故都是因电容器本身故障而引起的， 同样 的故障现象内也许会隐藏着不同的故障原因， 因此， 在系统 的运行 过程中，运行维护人员必须能够对故障作出准确的判断， 并采取及时 有效的处理对策。 否那么， 不但不能消除威胁系统的安 全稳定运行的 隐患， 还会对电容器的可靠运行与使用寿命带来严

2、 重的影响。下面，笔者即结合一例电容器非故障状态下保护跳闸的实 际案 例， 详细分析一下其事故的原因与处理对策， 以期为广阔一 线工作 人员提供参考。1. 事故过程某变电所10kV末端的变电所，10kVl、段母线分别装设有 BWF 1 1 /3900kvar 和 1200kvar 两台密集型电容器，其额定电流分别为47A和63A。该两台电容器在起初投入运行时较为正常，然而经过数月的运行之后， 屡次发生过电流保护动作跳闸的 故障， 运 行人员一度曾疑心电容器内部有故障， 经对两台电容器 及保护回路和 定值进行检测， 未发现其问题， 再次投入运行时也 没发生异常，但 当在110kV系统投入lOOO

3、OkVA及以上容量变压 器时，本站运行中的电 容器再次发生过电流保护动作而跳闸， 此 种情况在本站和上级枢纽站 进行大容量变压器投入运行操作时 得到验证。2. 原因分析2.1 系统内电压的突变 经过现场工作人员认真分析，初步得出了 电容器过电流保 护动作跳闸的原因。当110kV系统投入lOOOOkV及以上容量变压器时，其激磁 涌流 是该变压器额定电流的 6? 8 倍，由涌流衰减到正常值，其持续时间将随变压器容量的加大而延长， 大容量变压器可达几十 秒。也就是说， 在投入大容量变压器时，相当于系统内突然增加 了该变压器容量的 6 ? 8 倍的感性负载，其负载电流也将随时间 的推移而逐渐减小，直到

4、 恢复正常。因此，励磁涌流将引起系统 电压在较短的时间内有较大的 波动，尤其在投入变压器的瞬间， 其电压波动的幅值最大。此时 1OkV 系统电压将随主网电压的波 动而随之发生变化。 由于系统电压在短时 内发生的突变， 决定了 电容器极板上电荷量的变化； 如果电压的变 化率越大， 极板上电 荷量的变化率也越大，电容器的充放电的电流也 就越大。根据给定的保护定值，经计算1OkV系统电压在超过(1O? 7.3kV) 范围内发生变化，且时限超过 O.5s 时，电容器过电流 保护动作跳闸。2.2 谐波分量然而，系统内电压突变并非唯一的事故原因。 经过现场工作 人 员继续深入分析，找到了电容器跳闸的另一个

5、非常重要的原 因。 变压器激磁涌流中，包含着很高的谐波分量，其中以二、 三次 谐波为主， 在投入大容量变压器时， 涌流中的谐波将涉及到 10kV 网 络，网络的谐波对并联电容器的运行有较大的影响，谐 波电流叠加在 电容器的基波电流上， 使电容器运行电流的有效值 增大，温升增高， 当电容器运行电流超过整定电流时，其保护将 动作跳闸。同时，电容器对网络中的谐波电流还具有放大作用，有时 会在 电网中产生谐振， 如此恶性循环， 使电容器及电网中的其他 设备受 损，破坏其正常运行。电容器对网络中的谐波电流放大， 是一个值得 注意的问题， 据有关资料说明， 电容器对谐波电流一 般放大 2? 5 倍， 谐振

6、时高达 30 倍以上，这也是运行中的电容器 非故障状态下跳闸的一 个重要原因。2.3 分析结果 通过以上分析，可以得出结论，即：电力电容器非 故障状态 下过流保护动作跳闸的主要原因是系统内电压的突变和谐波 分 量所引起的。 而造成这两个因素的根源， 是系统内投入了较大容 量 的变压器。 这同电容器本身的内部故障而引起的过电流保护动 作跳闸 有本质区别，但从现象看，两者没有什么差异。但是，当 运行中的电 容器发生过电流保护动作时， 运行人员不能正确判明 是其内部故障还 是受外界因素的干扰。2.4 处理对策 1 为防止其电容器非故障状态下过流保护动作跳闸，躲 过 其因系统电压波动而造成的影响， 确保电容器的稳定运行， 经 查继电保护有关资料， 可将电容器过电流保护定值， 调整到额定 电流的 2? 2.5 倍，使其能躲过因系统电压的波动而引起的过电流。 2 在 10kV 母线上安装滤波器以吸收网络中的谐波电流和 电 压，提高电能质量，确保稳定运行。 3 为限制谐波对电容器的侵害，合理配置电抗器与电容器相串联， 以削弱和控制其谐波电流对电容器的侵入和放大， 保 证电容 器在电网中的平安运行。 4 系统内的谐波和大容量设备的操作，对运行中的电容器将产生较大的影响， 如不采取相应的措施将直接威胁到电容器 的使用寿 命和网络中其他设备的平安。 选配适宜的电抗器与电容 器