串联电抗器接线错误引起电容器组损坏的分析

串联电抗器接线错误引起电容器组损坏的分析 第 33 卷 第 3 期 高 电 压 技 术 V ol. 33 N o. 3 184 2007 年 3月 H igh V ol t age Engi neering M ar. 2007 串联电抗器接线错误引起电容器组损坏的分析 1 1 2 1 黄 伦 吉 安 倪学锋 张 莉 1. 西安供电局 西安 710032 2. 国网武汉高压研究院 武汉 430074 摘 要: 为找 到西安地区 2005 年 4 起电容器组运行故障的原因 简介了故障电容 器组的接线 试验 并比较了电 容 器组 上节电抗器接线拆开前后的噪声和振动变化 测量并 计算了上节电抗器短路前后 的电流和损 耗变化。结果 表 明 这些故障主要由串联电抗器的接线错误引起 短接上节半容量电抗器的接线方 式不能保证 安全运行 有此类 接 线的单位应尽快更改接线 避免产生扩大性事故 。 关键词: 串联电抗器 接线错误 分容式 电容器组 故障 分析 中图分类号: T M 47 T M 53 文献标识码: B 文章 编号: 1003 6520 2007 03 0184 020 引 言 2005 年西安供电局所属的多台分容式 结构电容器组在运行过程中发生故障 其中两组串联电抗器烧损 两组电容器组损坏。故障较集中地发生在同一结构电容器组上的现象引 起了运行部门 的注意。经充分研究分析 1 8 后认为 串联电抗器的接线错误是导致这些故障的主要原因 而这一接线在全国其它地方可能还在运行 故有必要在此作个介绍以供参考借鉴。1 故障电容器组接线简介 电容器组 C 1 、 2 的 典型接线图见图 1 C 1 、 2 C C 图1 电容器组接线原理图 容量各为 3 M VA 有 2 种运行方式: 1 半容量 3 M VA 运行方式 K 1 、 2 都 打开 K时 C 1 断开 C 2 工作 则电 容器组在 3 M VA 下 运行 L 1 与 L 2 串联 L1 L 2 为 6 半容量电 6 。 2 全容量 6 M VA 运行方式 K 1 、 2 都 合上 K时 C 1 与 抗器 电抗率为 C 2 并联 则电容器组在 6 M VA 下运行 L 1短路 L2 工 作 L2 为 6 全容 量电抗 器 电抗率 为6 。 电容器厂家在使用这一接线时曾做过试验 K 1合上时的主回路电流 I 1 与拆开 L 1 接线后电源直接加在 L 2 上的电流 I N 相比 仅相差约 5 故厂家认 图 2 拆开 L1 接线后的接线图为闭合 K 1 运行对电容器组影响不大。 后 此时电容器组接线图见图 2 电抗器运行中的 但事实证明 此接线方式是错误的 其电容器组 噪声 55 dB 和振动基本消失 这表明短路 L1 的运在运行中出故障是必然的。因此 有此类接线的电 行方式存在严重问题。容器组的单位应尽快更正接线 避免故障发生。 2. 2 测量电抗器短路 L 1 前后的电流损耗变化2 电容器组故障原因分析 为彻底了解电抗器短路 L1 后究竟能引起多大 的破坏作用 进行了电抗器短路状况下的试验研究。2. 1 运行中电容器组拆开 L1 接线前后的比较 试验电路见图 3 L1 、 2 电感值均为 3 85 m H 对应 L 为找到事故原因 先对用这一接线方式仍在运 于全容量 6 M VA 运行方式。行而未损坏的电容器装置进行调查摸底 发现合上 试验过程: 先打开 K 加压 U s 测量此时的电压K1 使 L1 短路的接线方式下 串联电抗器运行中的噪 U 电流 I 1 、 2 损耗 P 。再合上 K 加压 U 测量电流 I声 75 dB 和振动很大 而合上 K 1 但拆开 L1 接线 I 1 、2 损耗 P。试验结果见表 1。 I 2007 年 3 月 高 电 压 技 术 第 33 卷第 3 期 185 电压间的相角关系发生了改变 其关键 意味着电流、 之处在于上节环流造成的损耗是由下节电抗器耦合 传递而来。因此 万不可认为这种短接上节半容量 电抗器的接线方式可安全运行 因为虽然主回路电 流增加不大 但回路损耗增大很多 这将导致电抗器 过热而使绝缘劣化甚至破坏。运行结果亦表明该接 线不能保证安全运行。 图3 电抗器试验原理电路 3 结 论 表1 上节电抗器短路前后测量结果 计算和运行的综合情况表明 短接上节半 试验、 序号 试验状况 U/ V I 1/ A I 2/ A P/ W 容量电 抗器的运行方式会导致电抗器磁路严重不平 1 K 打开 380 315 315 2920 衡 使电抗器产生严重的噪声和振动 不利于电抗器 2 K 闭合 380 336 56 8 3543 6 安全运行 该方式虽使主回路电流增加不大 但使回2. 3 试验结果分析 路损耗大大增加 从而使电抗 器温升增加 绝缘劣 从上节电抗器 L 1 接线拆开前后的噪声和振动 化 该方式不能保证安全运行 有此类接线方式的单的变化情况看 L 1 被短接时 电抗器的磁路出现严 位应尽快更改 避免产生扩大性事故。重的不平衡 导致电磁力作用的不平衡 使电抗器运 参 考 文 献行时产生严重的噪声和振动 而拆开 L 1 接线后噪声和振动现象立刻消失。 1 倪学锋 林 浩 吴义华 干式并联电抗器表面放电的原因及 解 决措施 J . 高电压技术 1999 25 3 : 57 59. 试验证实了厂家提供的在 L 1 短接条件下主回 2 倪学锋 焦 丽 吉 安 一次高压并联电抗器装置运行状况 的路电流 I 1 增大约 5 的说法。试验中 I 1 由 315 A 调查研究 J . 电力设备 2004 5 9 : 21 24.增加到 336 A 增大了约 6 7 而 P 从 2920 W 增 3 雷赛衡 鲁铁成 张 博 等. 配电 网无 功补偿 电容器 组串联 电加到 3543 6 W 增大了约 J . 高电压技术 2004 30 10 : 29. 4 陈维贤 陈 21 3 。根据所给参数 抗器的选择 禾. 并联电抗器的可控调节 J . 高电压技术 2000L1 的等值电阻 R 1 约 0 085 L 2 的等值电阻 R 2 约 26 5 : 11.0 029 则 5 张仲先. 500 kV 高压 并联电 抗器 故障 实例 J . 高电 压技 术 L 不短接时 L 的损耗计算值为: 1 2 2000 26 4 : 75. 6 陈 禾 陈维贤. 并联电抗器中性点 小电抗的 选择 J . 高电 压 P I R 315 0 2002 28 8 : 9. L 1 短接时 回路损耗为 L 1 、 2 损029 2877 5 W 。 2 2 2 2 2 技术 耗之和: L 7 赵京武. 500 kV 并联电抗器的在线监测 J . 高电压技 术 2002 P P 1 P 2 3274 0 274. 2 3548. 2 W 28 11 : 50.其中 P 1 I 2 R 2 336 2 0 029 3274 0 W 1 8 倪学锋 吴伯华 王 勇 等. 现场 电容 器组 试验的 问题 与改 进 J . 高电压技术 2006 32 10 : 130. P 2 I R 1 56. 8 0. 085 274 2 W 。 2 2 2 从上可见 其计算结果同测量结果较符合 未短 黄 伦 1974 男 学士 工程师 从事电力系统科技管理。接 L 1 时测量结果比计算结果略偏小 这与还有其它 吉 安 1969 男 硕士 高工 长 期从事电 力系统无 功电压管 理。损耗有关 在短接 L 1 后 测量结果更接近计算值 这 电话: 029 83307239 E mail: jian xian pow er. com w gxs2303123 sohu . com与损耗增大 其它损耗比重减小有关。从数据中不 收稿日期 2006 09 12 编辑 李 东难看出 I 1 仅增大 6 7 但 P 增大了 21 3 这就 上接第 179 页 3 山西省电力工业局. 电气试验 中级工 M . 北京: 中国电力 出 版社 1996. b 测量介质损耗值是判断 变压器内部受 潮等 4 钨伟民. 高压电气设备现场试验技术 365 问 M . 北京: 水利 电缺陷的重要手段 但当试验数据超过技术规程要求 力出版社 1996.时 必须分解试验 以准确判明缺陷所在具体位置和 5 陈化钢. 电力设备预防性试验方法及诊断技术 M . 北京: 中 国类型 针对性地采取符合现场工作条件的处理。 科学技术出版社 2001. 6 范锡普. 发电厂电气部分 M . 北京: 水利电力出版社 1987. 参 考 文 献 刘长明 1974 男 学 士 高工 长 期从 事电 气 管理 工 作。电 话: 1 赵智大. 高电压技术 M . 北京: 中国电力出版社 1999. 0736 5162327 E m ail: liu changming1 21cn . com 2 DL / T 596 1996 电力设备预防性试验规程 S 1996. 收稿日期 2006 11 26 编辑 严 梦