电容器跳闸分析故障原因
2022-09-23
在一些工业应用中，经常使用许多电容器，并配置速断、过流、过压、失压等保护，但仍会因电容器故障而跳闸。问题是什么？如何解决？
故障原因分析：
电容器组采用普通星形连接方式，三相共用外壳与同一铁架相连，框架接地。电容器内部结构为多元件并联的四串结构，并设置内部熔断器保护。维修人员和厂家人员对受损电容器进行了解剖，发现受损电容器的A相和B相两个内部熔断器熔断，外部密封破损。经过仔细分析，确认在一相的两个熔断保险丝熔断后，外部密封件受损。在外部密封损坏的情况下，长期运行发展为外壳击穿，并发展为单相接地。由于单相接地是以不稳定电弧接地的形式进行的，因此，健全相受到过电压的影响，而另一相有两个熔断器熔断。外密封损坏，在过电压作用下导致外壳击穿，从而形成相间短路。虽然保护动作可靠，但巨大的短路电流引起的热效应仍会对电容器造成一定程度的损坏，导致电容器外壳严重变形。
此外，由于电网中存在大量非线性负载，电网中的谐波占据了一定数量。110kV漳河变电站除为郊区居民供电外，主要为工业供电。除了几条10kV工业专用线外，其他10kV线路上还有一些工业用户，如小型化工厂和铸造厂，这可能会产生谐波。虽然每个家庭产生的谐波很少，但可以收集大量谐波电流并馈入电网，从而提高电网的谐波水平，影响电网设备的安全运行。本变电站无功功率补偿装置配有一个电抗率为6的串联电抗器。虽然电抗率6可以抑制5次谐波及以上，但它使串联电抗器和补偿电容器的阻抗在3次谐波下电容，造成谐波电流放大和电容器过载。虽然母线以五次谐波为主，但三次谐波含量不是很高。电容器安装后，电容阻抗会放大原始的三次谐波含量，这可能导致内部保险丝熔断。由于总保护设置为四组电容器额定电流的1.3倍，因此很少四组电容都投入运行。当某段时间内谐波含量过高时，总过流保护不能动作，导致熔断器在某相熔断，熔断器熔断后不能及时发现，导致事故扩大，速断跳闸。
从保护配置来看，电容器内部故障的保护只设置了内部熔断器保护，但未设置后备保护——电压不平衡保护，导致事故扩大，致使熔断后无法及时找到内部熔断器，导致速断跳闸事故。因此，电容器事故扩大的主要原因是保护配置不完善。
此外，电容测量不规范也是事故扩大的原因之一。由于电容器内部器件最直接的反应是电容的变化，而电容的测量方法落后，测量电容器的电容时需要取下连接线的测量方法，这不仅测量起来很麻烦，但也可能由于拆卸连接线所产生的力而导致衬套漏油。因此，自运行以来，维护人员从未测量过电容，也未对反应电容器内部故障设置保护。当个别内部保险丝熔断时，无法及时找到，导致事故扩大。
电容器故障的改进措施：
1.在每个分组电路中安装过载保护
2.在每个分组电路中安装开口三角形电压保护
3.定期测量电容
设计和维护疏忽可能会给电容器的安全运行带来隐患。因此，只有配置完善的保护，定期测量电容，并采取预防措施，才能减少甚至避免电容器事故的扩大，提高电容器的可用性，延长电容器的使用寿命。
