一起35kV并联电容器组故障的原因分析及防范措施

一起35kV并联电容器组故障的原因分析及防范措施
摘要：结合330kV变电站35 kV并联电容器组的结构和运行状况，通过诊断试验、理论推断，对电容器组损坏事故进行了深入分析和经验总结，发现电容器中性线
铝排与铜绞线连接处接触松动或其他原因，导致过热开始熔化，产生较大的过电
压及过电流，过电压及过电流冲击造成电容器损坏。

并针对性提出防范措施，对
今后如何确保电容器组安全稳定的运行，利用先进的带电检测技术手段和设备安
装时的旁站监督提前发现设备所存在的缺陷和隐患，防范类似事故再次发生进行
经验总结。

关键词：并联电容器组；发热；铜绞线；不平衡电流
理论状态。

从故障录波图来分析，从0秒到2260毫秒以前AC相不存在不平
衡电流，只有B相存在不平衡电流，但不平衡电流为3毫安，不足以使不平衡电
流启动。

且B相不平衡电流从启动到跳闸，持续时间为2459毫秒，在542ms到2260ms之间，A相出现不平衡电流，在2260ms以前就出现瞬间增大，同时伴随
三相电流波形增大，而2470ms到2570ms期间，ABC三相电流还有瞬时增大现象。

从现场测试结果看，A相电容器组单元数据合格，无损坏，但A相跳闸时的电流
为8.42A，导致A相中性线出现大范围的烧损。

通过理论计算，双股70平方铜绞
线（型号：TJRX-70）载流能力满足要求。

因A相中性线烧毁时，对C相产生较大的过电压及过电流，过电压及过电流冲击造成46、47号电容器损坏。

6号电容器
铜绞线灼伤为A相中性线出现烧损时产生的电弧灼伤，这点在视频监控系统中得
到印证。

根据A相跳闸时的电流为8.42A，根据现场试验测试得出的桥差电流互
感器初始不平衡电流为7mA，计算出过电流倍数至少在1000被左右，造成电容
器损坏。

而串联电抗器（CKK-1200/35-12，容量为1200kvar，电抗率为12%，最
大使用电流为其额定电流的1.35倍）此时已达到饱和状态无法起到抗涌流作用。

3 综上所述
4号电容器A相1号电容器支持瓷瓶铝排与铜绞线连接处接触松动或其他原因，导致此处过热开始熔化，熔断后对C相产生较大的过电压及过电流，过电压
及过电流冲击造成46、47号电容器损坏，造成35kV 4号电容器保护桥差电流启
动#3564断路器跳闸。

4 经验教训和防范措施
并联电容器是变电站内的重要设备，是站内发生故障较多的设备，对于并联
电容器组，除配置合理的保护装置外，在电容器安装和运行中，还应加强巡查力
度和检修手段，防患于未然，并制定合理的应急处理措施。

此次事故，电容器组
中性线铝排与铜绞线连接处发热导致熔断后出现的电容器损坏事故，得到的经验
教训非常深刻。

4.1 加强对变电站内的新投无功补偿装置的红外测温工作。

尤其是接头处的红外精确测温工作，对同类设备尤其加强测温监视，缩短测
温周期，在夏季、冬季大负荷时，要求至少每12小时进行一次精确红外测温，
并将原始数据及图像进行存档。

假设在AVC投运电容器后，运维人员精确红外测
温发现该发热点，紧急退出该设备，此次事故完全可以避免。

4.2 加强软铜绞线线耳选型工作。

在选购软铜绞线时，如不作特别说明，所配的线耳一般都是只有一个螺孔。

线耳与母排连接时，由于螺栓的压接面积有限，而使用的是普通垫片，接触压力
和面积不够，导致线耳与母排接触不良，在运行时容易发热。

4.3 安装阶段，加强母排搭接面的处理工艺。

电容器组的母排一般都采用铝排，由于铝排硬度较低，在使用母排冲孔机冲
孔时，螺孔周围容易产生凹陷的现象，施工人员处理接触面不规范，且难以接触
面未打磨平整，导致母排接触面积减少，在运行时容易发热。

4.4 安装阶段，处理好铜绞线和铝排连接时的防护措施。

当铜铝导体直接连接时，铜、铝的弹性模量和热膨胀系数相差很大，在运行
中经电流作用多次冷热循环，会使接触点处产生较大的间隙而影响接触，也增大
了接触电阻。

接触电阻的增大，运行中就会引起温度升高，高温下氧化腐蚀就会
加剧，产生恶性循环，使连接质量进一步恶化，最后导致接触点温度过高甚至会
发生冒烟、烧毁等事故。

一般电容器组与引线连接使用铜铝过渡片，一面为铜、
另一面为铝，如果施工人员将铜铝过渡片装反，即铜面接触铝排，铝面接触电容
器组铜导线。

导致接触面处产生铜铝氧化反应，使接触面出发热。

按照《国家电
网公司并联电容器验收细则》规定：“器身接线板连接紧固良好，不得采用铜铝过渡线夹连接；所有螺栓应使用非导磁材料，安装紧固，力矩符合要求”。

验收时，载流导体上的每个螺栓应使用力矩扳手紧固，每紧固一个螺栓均用油性笔或油漆
做记号，紧固完毕应全面检查无遗漏，确保每个接触面良好。

5 结束语
总结此次电容器组中性线铝排与铜绞线连接处发热而引起的电容器故障情况，通过事故调查分析和处理得出的结果，在以后设备运维及处理类似故障时积累了
一定的经验。

参考文献：
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