变电站电容器组跳闸原因分析及措施

陈惠雄

摘  要：分析了变电站电容器组跳闸的原因和相应的解决措施，并详细阐述了变电站电容器组设备的情况，为现场缺陷的处理提供了一系列的解决方法，并就此进行了深入的讨论，以期为相关方面的工作提供必要的参考。

关键词：变电站;电容器组;跳闸;电容器总容量

中图分类号：TM53                文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.113

电容器组作为无功补偿的基本元件，被广泛应用于电力系统中。而在变电站电容器组的实际运行过程中，存在频繁跳闸的情况，需要相关工作部门及时查明电容器组跳闸的原因，并采取相应的措施排除故障，以保障电容器组的正常运行。基于此，本文简要分析了变电站电容器组跳闸的原因和解决故障所采取的措施，以期为保障变电站电容器组的正常工作提供一定的帮助。

1  设备描述

某变电站34 kV设备区320电容器组间隔的电容器组围栏内含有6排共192只单只电容器，每排各32只，电容器组共3相，每相两排并联。此电容器组总容量为64 128 kVar，额定电压为35 kV。电容器元件型号为BAM12/2-334-1 W，单只电容量为334 kVar，额定电压为12/2 kV，内部采用14并4串接线方式，元件串接内熔丝。以A相为例，其第1排、第2排的电容器安装位置编号分别为A1～A32、A33～A64，其余两相类同。每排含有2个放电线圈，放电线圈抽头由3个套管引出。3个套管分别为A1，A，A2套管，即A1与A间和A2与A间分别为2个放电线圈的一次绕组，放电线圈的变比为120/1.该电容器组内部A相接线方式如图1所示。

图1  A相电容器分支接线方式图

对于该电容器组与外部的连接，一次进线由#1母线经321-1隔离开关、321断路器与电容器组内每排放电线圈中的A2套管引出线相连，而每排中的A1套管引出线与中性点相连。A相外部接线单线图如图2所示。

图2  A相与外部的接线方式图

该电容器组配置TBB35-64128/334BCW型差电压保护装置，差电压保护的整定值换算到放电线圈二次侧为1.6 V。在该保护逻辑中，差电压值比较共有6次，即对于每相每排32只电容器，比较位于放电线圈A2A和AA1间的2个整组电容在运行中的差电压值。

2  现场缺陷处理

某日，该电容器组因不明原因造成差电压保护动作而退运。当断路器动作时，后台监测到三相差电压最大值为3.1 V，超过了保护定值。

电容器组故障跳闸后，检修人员突破了“抢修电容器组时，

需测量其内部所有单只电容器电容量”的常规思路，而采取了整组测试的方法，即根据测量组内每排电容器中与2组放电线圈相关联的2个整组电容量（总共测量12个整组电容量）来判断缺陷电容器的位置。

在测量前，需对组内电容器放电（在放电过程中，A相第2排有明显的放电声响），拆除放电线圈首末端套管引线。

由此可知，与A相第2排2个放电线圈对应的整组电容量A33～A48与A49～A64间差别较大，为1 μF，因此，怀疑缺陷电容器位于该排内。逐只测量第2排电容器发现，电容量超过试验规程注意值（并联电容器的实际测量值与铭牌值间的差别在-3%～5%）的有3只。经过分析认为，这3只缺陷电容器是造成差压保护动作的主要原因。整个测试过程共耗时45 min，测量所耗时间仅为全部测量所用时间的1/6～1/5，大幅缩短了总体测量时间。

该方法为一种试探性的缺陷查找方法。为了检验其可行性和有效性，测量了组内其余电容器的情况，结果显示，电容量偏差最大的电容器也是这3只。更换了缺陷电容器后，考虑到电容量参数的变化裕度，更换了组内电容量偏差小于铭牌值-2.5%的电容器。

由此可知，更换后的电容器组的整组电容量已基本平衡。经过缺陷处理的电容器组重新投运后，保护室内对应的差电压保护屏上显示的放电线圈差电压值如表1所示，差电压最大值只有0.42 V，缺陷顺利消除。

表1  放电线圈差电压值

相别

差电压值/V

相别

差电压值/V

A相（第1排）

0.07

B相（第2排）

0.21

A相（第2排）

0.42

C相（第1排）

0.369

B相（第1排）

0.359

C相（第2排）

0.2

3  处理方法讨论

在这起跳闸事故中，采用了电容器缺陷查找的方法节省了总体测量时间，提高了缺陷检出效率。然而，由于没有对组内电容器逐只测量，所以，该方法无法确定组内缺陷电容器的数量。另外，该方法在应用中还存在一定的局限性——在整组电容器内，如果单只电容量与铭牌值相比，既有正偏差超标的缺陷电容器，又有负偏差超标的缺陷电容器，且正负偏差相互平衡，那么，整组电容量变化不大，此方法必然失效;如果用于比较2个整组的电容量因组内缺陷电容器而存在均正偏差或负偏差，即用于比较的整组电容量变化趋势相同，则它们之间的差别不大，此方法也同样失效。由此可知，在电容器组因故障跳闸时，应以精确定位组内缺陷电容器的数量和位置为首要任务。鉴于此，推荐一种较为可行的现场缺陷处理方法。

这种较为可行的现场缺陷处理方法的具体做法是：①采用单只测量方式，一次测得缺陷电容器组内部所有单只电容器的电容量，以此精确定位故障电容器的数量和位置。②如果故障电容器数量很少，仅有一两只，那么，可将故障电容器用铭牌电容量类似的备件更换，这样即可认为缺陷处理结束。③如果待更换的故障电容器数量较多，那么，需要利用库存的电容器备件，将整组电容器的电容量配置平衡，以此来确定更换方案。在电容量平衡前，应先绘制电容器组内单只电容器接线方式图。④获得整组电容量值。可以直接测量各组的电容量值，也可以通过测得的单只电容量计算得到。由于测量整组电容量时，需要拆除放电线圈首末端套管的引线，拆除和恢复都会增加工作量，且有可能会损坏套管。因此，建议采用相应的计算方法，即根据电容器组内元件接线图，利用之前的单只测量结果，按照电容量串并联公式计算出整组电容量。⑤整组电容量的配平。当配平整组电容量时，缺陷电容器位置的电容量应用库存备件的实测电容值来代替。配平的原则是各组电容量间的差别最小，最终的更换方案就以此原则来确定。最优的方案可以通过编制专用程序，经计算来确定，也可以利用Excel表格简单计算，但是，所得到的更换方案只是近似最优，在对配平精度要求不高的情况下可以采用。⑥更换缺陷电容器，至此缺陷处理结束。

4  结束语

综上所述，电容器组在变电站的应用越来越广泛，但是，却存在着频繁跳闸的情况。要想有效解决这个问题，就必须要得到相关部门的重视。我们应该及时分析跳闸故障发生的原因，并制订合理的检修方案解决相关缺陷，以保障变电站电容器组的正常运行。

参考文献

[1]刘海锋，邸世辉，孙鹏.一起220 kV变电站电容器跳闸故障分析[J].电力电容器与无功补偿，2013（02）.

[2]闫建欣，郅啸，吴童生，等.750 kV变电站66 kV电容器组跳闸故障分析及处理[J].青海电力，2013（01）.

〔编辑：白洁〕

Substation Capacitor Bank Tripping Cause Analysis and Prevention

Chen Huixiong

Abstract： This paper analyzes the reasons for the trip substation capacitor bank and the corresponding solutions， and elaborated on the situation of substation capacitor bank equipment provides for processing the scene of a series of defect solutions， and conducted an in-depth discussion， in order to work-related aspects to provide the necessary information.

Key words： substation; capacitors; trips; a total capacity of capacitors