变电站无功电容补偿装置运行维护技术要点分析 |
| 2012-06-14 15:05 作者：廖彬强 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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摘要：在对TBB-35型户外框架式高压并联无功补偿装置的结构特点进行简单阐述后，结合自我实际运行工作经验，针对TBB22-35型无功补偿成套装置在运行过程中容易出现的熔断器烧损等故障问题，提出几点改进措施和建议，希望与同行人员共同探讨研究。
关键词：变电站；无功补偿；TBB22-35型无功补偿成套装置
中图分类号：TM53文献标识码：A文章编号：1671—7597（2012）0420
【《硅谷》杂志2012年4月刊文】随着社会经济的进一步发展，对电力负荷需求总量在不断增加，电力工业得到迅猛发展。由于电网系统电压等级越来越高，输电线路、变配电站、发电厂、以及发电机容量的不断增大，电网逐步向结构复杂、容量较大的区域智能大电网方向迅速发展，这就要求电力企业在电能生产、输送、分配等环节中，必须有效解决远距离输电、电压调节、以及无功补偿等问题。电压是供电电能质量水平的重要考核指标，电压质量水平的高低直接影响到电网及输配电电气设备运行的安全稳定性、线路运行的节能经济性、工农业生产的安全可靠性、以及电力用户用电安全可靠性和节能经济性。无功容量是影响供电电能电压质量的一个非常重要因素，也就是说无功与供电电压稳定间具有密不可分的关系，只有有效解决好电力系统无功补偿问题，才能确保供电电能具有较高可靠性和节能经济性。电力电容器是10kV及以上电压等级变电站提高其供电电能质量水平的主要电气设备，是补偿变电站电力系统无功功率，提高系统供电功率因素，改善供电电能质量，降低线路损耗，提高供电质量的重要保障性设备。但是由于高压并联电容器组自身结构的复杂性，加上户外运行环境较为恶劣，电力电容器容易出现保护熔断器群爆、熔断器熔断等问题。因此，结合自我实际工作经验，对35kV户外框架式高压并联电容器运行维护技术要点进行归纳总结和分析研究，就显得非常有工作实践应用价值[1]。
1TBB22-35型户外框架式高压并联无功补偿装置的结构特点
TBB22-35型框架式高压并联电容器无功补偿成套装置，主要由高压断路器、串联电抗器、并联电容器组、氧化锌避雷器、放电装置、隔离开关、支柱绝缘子、以及一些附属设备等共同组成，其具体的一次接线原理如图1所示：
图1TBB-35型户外高压无功补偿装置一次接线理图
在日常运行中，TBB22-35型高压无功补偿装置应按照“优先保证变电站系统电压合格，实现无功功率平衡，尽量减少无功补偿调节次数”的原则进行投切，投切分手动、自动、远动三种方式，当投切方式设为手动、远动方式时，运行人员必须根据变压器高、中压侧运行电压和调度命令来进行投切，投入电容器组时，须先投第Ⅰ组电容器组，后投Ⅱ、Ⅲ组电容器组，退出时次序相反。由于运行中电容器组投切较为频繁，因此就必须要求配置的高压断路器要有较强的灭弧能力，通常采用电压等级相对额定电压高的SF6或真空断路器。在投切电容器组时，通常采用高压断路器与氧化锌避雷器相配合，以限制投切电容器组过程中可能产生的操作过电压。由于电容器组在投切时产生的暂态过程比较严重，为限制其投入产生的涌流，通常在电容器组前设置一组串联电抗器组，与电容器组组成串联谐振滤波器，消除系统特征谐波。在保护电容器内部故障方面，TBB22-35型高压无功补偿成套装置采用了专用的单独熔断器保护和继电保护相互搭配来实现，单独熔断器的使用可以有效防止因个别电容器内部元件击穿、短路可能引起的油箱爆炸事故，同时也使相邻电容器组、运行设备免受波及，熔断器保护包括外熔丝保护和内熔丝保护，由电容器厂家配置。继电保护应根据设计配置，主要配置包括过电压、过电流、低电压、零序电流保护、不平衡电流等保护。
TBB22-35型户外框架式高压并联电容器无功补偿成套装置，具有设计场强高、比特性小、体积小、运行可靠性高、综合使用寿命长、损耗小、以及运行温升低等优点，在变电站、电网系统、工矿企业等领域具有非常好的应用效果[2]。500kV莞城变电站中有4000MVA中压侧无载调压自耦变压器12台，共配置十二组TBB22-35-60120/334Mr-4DW型电容器组，分别接于35kV四条母线，其基本概况为：
1）设备型号
①型号：TBB22-35-60120/334Mr-4DW，单台电容器型号：BFM6r12/2-334-1W（第一组）；单台电容器型号：BFM6r11/2-334-1W（第二、三组）。
②厂家：无锡电力电容器厂。
③台数：180台（一组）。
2）单台电容器技术规范（第一组）
①额定电压：12/2kV；②额定容量：334kVar；③额定频率：50HZ；④额定电容：29.55mf；⑤温度类别：-5/D。
3）单台电容器技术规范（第二、三组）
①额定电压：11/2kV；②额定容量：334kVar；③额定频率：50HZ；④额定电容：35.16mf；⑤温度类别：-5/D。
电容器保护采用了NARI深圳所的ISA－359F型微机保护装置，配置限时速断过电流保护、定时限过流保护、有流闭锁失压保护、定时限过电压保护、零序差流保护、控制回路断线告警、PT断线告警等保护。
2TBB22-35型无功补偿成套装置运行维护技术要点
2.1电容器运行维护技术要点
由于TBB22-35户外框架式高压并联电容器无功补偿成套装置是在户外运行，其运行环境相比户内无功补偿装置较为恶劣。因此，需要结合装置的实际特性定期进行污垢清除，并对装置中存在锈蚀部位及时采取除锈补漆修补措施。当装置投入运行期间，要建立完善的巡视维护制度，并认真落实各项定期检查工作[3]。
电容器运行过程中其电压允许范围为：电容器必须能够在1.05倍额定电压条件下长期运行，同时在一昼夜时间内，能够在最高不超过1.1倍额定电压条件下允许运行时间不得超过6h；当电容器周围空气温度24h的平均值低于标准10℃时，要确保电容器能在1.1倍的额定电压环境下长期运行。电容器运行电压的升高必然会引起电容器出线过流问题，电容器应能在1.3倍过流条件下长期稳定运行，当运行过程中超过规定1.3倍额定电流时应将电容器从系统中退出，确保电容器运行安全。电容器运行温度对电容器的运行是一个极为重要的因素，温度过高，造成绝缘老化，影响其使用寿命，甚至引起介质击穿，造成电容器损坏，因此在日常运行中必须加强对电容器组的巡视测温工作，重点测温部位是电容器组引线接头、熔断器、两极接头及器身。对于无人值班变电站而言，应确保一周一次以上的装置性能定期现地检查，若发现装置桩头出现发热、电容器壳箱出现膨胀等不利现象时，应立即将装置停运检修，待查明原因并采取有效措施进行完善处理后方可继续投入运行。当电容器的熔断器熔丝发生熔断时，应立即向值班调度员汇报，待取得值班调度员同意后，方能断开电容器的断路器。在故障排查过程中，先切断电源并对电容器采取放电后，进行仔细的外部检查，检查电容器是否存在鼓肚、过热、开裂、以及熔丝元件熔断等问题，如未发现上述故障迹象，则待熔断器更换熔丝后即可继续并网运行；如再次送电后熔断器熔丝依然出现熔断，则应将故障电容器从系统中退出，待故障原因排查清楚后方可电容器送电运行。当电容器回路断开后，为了防止出现操作过电压等引起的电容器发生损坏或因电容器上残留电荷而引起爆炸，通常应在开关断开的情况下5分钟以后，待电容器充分放电才能进行下一次操作，尤其强调在一分钟内不得重新投入电容器。另外，检修试验班组人员应定期对电容器进行预防性试验，其试验周期可以定为两年一次，在做预防性试验时应结合防雷等一并进行试验。
2.2电容器检修安全措施
当变电站全站出现停电故障后，如果电容器组继续连接在母线上，则当变电站供电恢复后，母线电压瞬时可能会非常高，就会超过电容器的耐压水平而威胁其安全。因此，当全站发生停电故障时，应将电容器组从系统中有效断开。在摇测电容器两极对外壳和两极间绝缘电阻时，如果额定电压在1kv以下的电容器，应采用10O0kV摇表进行摇测；如果额定电压在1kv以上则需要采用2500kv摇表进行摇测，摇测应由两人共同配合进行。当测毕并读完表后，待测笔未有效撤离电容器前，不得停转摇表，否则电容器会对停转的摇表放电，进而损坏表头。在电容器绝缘电阻摇测完毕后，应将电容器上的电荷放尽后方能进行下一步作业，以防出现人身触电伤亡事故。另外，由于故障电容器可能是由于引线接触不良、内部断线、或者熔丝熔断等问题引起，其内部可能有相当一部分电荷存在未放尽问题，所以检修人员在接触故障电容器之前，必须按照相关规范戴好绝缘手套，并先用短路线将故障电容器两极短接后，方能动手进行拆卸和更换处理。
3TBB22-35型无功补偿装置熔断器烧损故障改进措施
TBB22-35型户外框架式高压并联电容器无功补偿成套装置，其电容器单台保护熔断器（FU）普遍存在工作性能差、分散性大等质量问题，在运行过程中极易造成无功补偿装置发生熔断器群爆或非正常熔断等事故发生，严重影响到框架式电容器运行安全可靠性。对于框架式无功补偿装置常见的熔断器异常熔断故障，结合自我工作经验，认为可以采取以下改进措施予以性能改善，即：1）优选性能好、分散性小的电容器单台保护专用熔断器，确保框架式无功补偿装置具有较高质量水平；2）要重视户外框架式无功补偿成套装置的交接验收试验；3）结合变电站实际情况，合理选择外熔断器的熔丝额定电流。在熔丝额定电流选择时，应不低于被保护并联电容器额定电流的1.43倍，结合工作经验，推荐熔丝额定电流选择为电容器额定电流的1.43～1.55倍范围内；4）要加强外熔断器工作性能巡视力度，检查熔断器安装角度是否满足厂家技术规范要求，要及时处理或更换性能下降或失效的外熔断器。
4结束语
变电站中的电力电容器作为无功功率实时补偿的核心装置，对确保供电企业具有较高供电安全性、可靠性、节能经济性等尤为重要。因此，在日常运行维护过程中，必须高度重视电力电容器装置的安装、调试、运行维护和检修等工作，加强降低电力电容器故障率技术措施的研究，为变电站安全可靠、节能经济的高效稳定运行提供了重要的技术保障。
参考文献：
[1]王伟，变电站电容器的运行维护与故障处理[J].安全用电，2008（12）：29-30.
[2]雷玉贵，变电检修[M].北京：中国水利水电出版社，2006.
[3]胡俊雨，电力电容器维护和运行管理[J].安全用电，20011，159（03）：34-36.（注：本文版权归作者本人和硅谷杂志所有，禁止他人未经授权转载） |
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