发布时间 : 星期五 文章1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程110kV低压无功补偿装置的配置及运行分析=陕华平 - 图文更新完毕开始阅读4d82822db4daa58da0114aa1
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图5.2单相电容器组一次接线原理图
如图5.2所示，110kV并联电容器组包括：电容器，串联电抗器，避雷器，接地开关，支柱绝缘子等，其中串抗率5%的电抗主要抑制5次及以上谐波，12%的电抗主要抑制3次及以上谐波。110kV电容器组的额定电压126kV，最高运行电压126kV，经计算加在串抗率12%电容器设备上的额定电压为136.4/3 kV，加在串抗率5%电容器设备上的额定电压为126.32/3 kV。
6 电容器组易发故障的分析
由上述电容器结构特点可知，电容器数量较多，连线较复杂，同时根据向运行公司及网省公司调研，电容器几乎是各站故障率最高的设备设备之一，易发故障包括：本体的渗油、漏油、接头发热、电容器损坏等。
根据运行公司运行经验，在投产初期，交流滤波器经常发生因电容器损坏而退出运行的事件。另外电容器安装方式为卧式，设备线夹设计不合理，经常会出现接头过热和跑、滴、漏油的现象，因此需严格控制线夹螺栓紧固力矩（20牛米），并清除引线污垢，保证接触良好。运行公司经过逐年改造电容器接头的连接金具，使其接线牢固可靠，避免了因测量电容值而需要松、紧接头带来的接头磨损或损坏。从下述换流站内主设备历年缺陷次数统计表可以看出，交流滤波器及并列电容器历年的缺陷次数并不少。
表6.1 换流站内主设备历年缺陷次数统计表 主 设 备 分 类 缺陷数量 2002 2003 2004 2005 13 48 125 286 换流变及平抗 93 91 90 182 交流场 15 16 34 96 交流滤波器及并列电容器 7 5 20 19 直流场 1 1 4 3 阀 10 22 34 49 站用电设备 6.1 渗漏油频繁发生
电容器渗漏油是电容器最常见的故障之一，主要发生在电容器接线头部位以及瓷瓶根部。
(1)接线头部渗油主要发生在连续运行时间较少的电容器上，或是刚投运的电容器上。主要原因是由于安装接头时不到位或者接头设计问题，以致接头处接触不良，使得接头易发热，焊锡熔化后造成渗油（见图6.1）。根据红外测温现场观察，有时接头温度在80度以上时，电容器端头焊锡仍未熔化，而有时在60度时，就已经熔化漏油，由此可以说明存在材料控制不严或者焊锡密封时的厚度不均的问题。
2006 120 46 113 13 7 38 合计 592 502 274 64 16 153 9
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图6.1 电容器接头焊锡熔化
(2)瓷套与法兰连接处以及法兰与箱盖之间的渗油。这类电容器通常在比较高的位置，在安装搬运的时候，由于方法不当，用套管来搬运，从而造成隐形的损伤，这样的损伤在夏季高温季节时就会暴露出来。 6.2 电容器接头发热
电容器接头发热是电容器的另一常见故障，往往需要申请停电处理。大部分接头发热由于接头结构不合理、螺丝松动所致，如图6.2、6.3所示：
图6.2 多股铜导线在灼伤后的照片 图6.3 电缆夹件在灼伤后的照片
6.3 电容器电容值超标
各站发生的电容器不平衡告警或跳闸很大部分是由于电容器电容值超标引起。电容器电容值发生变化主要有以下原因：
(1)电容器由于周围强磁场的作用存在较强的感应电压，同时合闸时存在较高的合闸过电压，在这些因素的共同作用下，致使电容器电容值发生变化。
(2)由于电容器本身质量原因，如元件卷制过程中杂质及灰尘进入元件内部引起局部场强过高，造成内部击穿。
(3)额定电压设计偏低，导致电容器耐受电压冲击能力较弱，各次谐波引起实际承受电压较高，从而导致电容器被击穿损坏。
另外，本期110kV低压电容器组布置在室外，根据室外电容器组的运行经验，经常有小动物进入，引起设备转入检修。
7 结论
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综合上述分析，在要求的特高压投运初期持续输送2800MW功率的情况下，4组210Mvar电容器组需全部投入且按额定容量运行。关于1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程低压无功补偿装置的配置应注意如下问题：
(1)当手动投切两组电容器组、电抗器组时，低压侧母线电压波动可能超过5%，需引起注意。各组电容器组投入前的母线电压应不高于规定值。
(2)本期110kV并联电容器组单组容量大，投产初期如频繁发生接头发热、渗油、漏油等故障，则需要频繁向调度汇报投切，对系统的稳定运行不利，是否可考虑备用一组电容器，当电容器组故障时自动切换至备用组；
(3)国内尚无110kV并联电容器的产品及运行经验，运行状况还待日后考核； (4)目前国调尚未制定特高压交流工程的电压曲线及年度无功控制策略，特高压站内主变压器为无励磁调压变压器，特高压工程运行时需要与国调、设计院讨论同时投切大容量并联电容器组、并联电抗器组引起的系统电压波动情况及系统无功控制策略。
(5)在设计及选择相应耐压等级的电容器时，已充分考虑了电压水平及谐波水平，并留有足够的裕度，以防投入时造成电容器频繁损坏；
(6)针对高压预试较难发现电容器初期故障的现象，要加强对电容器的绝缘性能监测的研究，尽量做到能及时发现设备隐患；
(7)装设围栏严防小动物的钻入，网格大小要符合规范；
(8)电容器所发生的故障和电容器质量有很大关系，在采购阶段要严格控制电容器质量，使用先进制造工艺和高质量元器件的电容器，同时加强设备监造，以保证电容器质量；
(9)在电容器运输、安装过程中，应加强施工管理，采用相同的安装工艺要求和标准，避免出现螺丝紧固力矩不符合要求，对瓷瓶造成隐形伤害等。
8 参考文献
[1] 中国电力工程顾问集团. 1000kV晋东南－南阳－荆门特高压交流试验示范工程初步设计专题研究报告. 2007.
[2] 中国电力工程顾问集团. 特高压交流试验示范工程容性无功补偿装置配置方案专题研究. 2007. [3] 周 琍, 康 义等. 1000kV荆门变电站主变压器第三线卷额定电压选择及低压无功补偿设备配置[J]. 电网技术, 2007, 31(1): 12-15.
[4] 晋东南、荆门变电站110kV并联电容器成套装置. 2007. [5] 晋东南、荆门1000kV变电站综合自动化系统技术协议. 2007.
[6] 国网运行有限公司. 常规直流典型问题及运行经验课题研究报告. 2007.
作者简介:
陕华平，女，1977年6月生，2006年7月参加工作，毕业于上海交通大学高电压技术专业，硕士研究生学历，现在国网运行有限公司特高压生产运行处工作。
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