一起集合式电容器差压保护动作事故分析
一起电容器起火事故分析及防范措施
３ ０ ０ ｍｍ，两相 之 间最 近距 离为 ５ ０ ０ ｍｍ。故符 合 安全
２ ）Ｎ 相排 上部被 烧化 ，绝缘 子被严 重烧 黑 ，Ｎ 相排热 缩套 管烧尽 。
距 离 的设 计要 求 。故可 以排 除此 故障 原 因发 生 的可
能性 。
３ ）放 电线 圈与 母 排之 间的镀 锡 软 铜绞 线 被烧 化 ，放 电线 圈接线 铝排 与镀 锡软铜 绞线 搭接 处被 烧
因此 放 电线 圈质量 有 问题被击 穿不会 导致 此故 障现
以 内的 电流 。综上 ，母排及 绞 线载 流量 符合 设计 要
求 。通过 现场 对母 排及 镀 锡软 铜绞 线进 行实 际测 量
确认 ，排 除此故 障 原因发 生 的可 能性 。 ２ ． ３ 保护 定值 设置错 误未 及 时跳 闸 本 次 电容 器组 主要 采用 以下保 护方 式对 电容 器 进 行保 护 ：①过 压保 护 １ １ ５ Ｖ；② 过流 保护 ６ ． ６ Ａ； ③ 开 口三 角保 护 Ｉ ． ８ ３ Ｖ。最 终生 效保 护 为开 口三 角
ｌ
本设 备选 用母 排 为 Ｌ ＭＹ － ５ ０ ×５ 铝 母排 ，根 据
Ｄ Ｌ ／ Ｔ ５ ２ ２ ２ －２ ０ ０ ５《 导体 和 电器 选择 设计技 术规 定》 的规 定要 求 ，该 母排 载流量 为 ：５ １ ８ Ａ￣５ ４ ５ Ａ，故在 本 工程 中能够 承受 设备 正常 电流 。本 设备选 用镀 锡 软 铜绞线 为 Ｔ Ｊ Ｒ Ｘ３ ． ７ ０ ，根 据 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ２ ９ ７ ０ ． １ —２ ０ ０ ９
２ 原 因分析
事 故 发生 后 ，通 过对 设 备进 行仔 细检 查 ，发现 造 成 电容器 母排 及软连 接 线烧毁 存在 六种 可 能的事 故原 因 ：设计 安全距 离不 足 ，母排 及绞 线载 流量 不
一起电容器组真空断路器爆炸事故分析和预控
未进 行 过技改 或更 新 ， 备 老化 严重 ， 能 下降 明 设 性
次 。虽 然 目前可 通 过 耐 压试 验 来代 替 ， 耐 压试 但 验 只是 定性 ， 能定 量反 映真 空度 ， 不 即在 真空度 临 近 不合 格 时 ， 压试 验 同样 可 以通过 ， 耐 却不 能反 映
显。因为电容器 是 １ Ｖ同类设 备 中投切最 频 ０ｋ 繁、 开关分合 次数 最多 的设备 ， 且真空泡 每次 熄灭 的容 性 电流 都 要 比线 路 的感 性 电流 困难 得
的特点 ， 我们提 出了一系列针对 电容器组 开关故
障频发 的预控措 施 ， 以提 高 电容 器 组运 行 的安 全 可靠性 。
参考 文献 ：
［ ］吴 高波 ， １ 阮江军 ， 黄道春 ， 多断 口真空断路 器均压 等． 电容研究综述 ［ ］ 高压电器 ，０ １４ （ ） ７ －１ Ｊ． ２ １ ，７ ３ ：７８ ．
ｌ ｒ Ｓ １
０ 引言
东 莞是 一个 用 电 基数 大 、 负荷 增 长 快 的 发 达 城市 ， 如此 大的 电能需 求 ， 变 电站 的无 功设备 造 对 成 了巨大 的压 力 。为 满 足 电 网 无 功 不 断 变 化 需 求， 电容器 需 要 频 繁地 投 切 ， 夏季 用 电高 峰期 ， 在 每 日投 切次数 更 高达 ６次 。如此 频繁 地操作 真 空 断路器 ， 以熄 灭 电容器 的容性 电流 ， 它 的触 头 、 对
６ 测量 回路 电 阻值 ， ） 主要 是 检 测 动静 触 头 的
接 触情 况 。
器 正 常 操 作 的 机 械 寿 命 、 气 寿 命 都 为 电 １ ０ ０００次 ， 电容器开关运行 ｌ 年 ， ｊ此 ３ 以平均每 天操作 ３次 计算 ， 分合 次 数 已达 ３× ６ ３ ５×１ ３＝１ ４
一起10kV电容器组放电线圈烧毁分析
一起10kV电容器组放电线圈烧毁分析潘佰冲，陈锡磊(国网浙江慈溪市供电有限公司，浙江 慈溪 315300)Burnout Accident Analysis of the Discharge Coil for 10 kV CapacitorsPAN Baichong, CHEN Xilei(Cixi Power Supply Company, Cixi 315300)〔摘 要〕 针对一起10 kV 电容器组放电线圈烧毁的事故，对一次设备进行了检查和试验，分析了相关保护告警信息、SOE 记录、故障录波信息，推演了事故发展的过程，分析了电容器组的保护动作行为，指出了不平衡电压保护未动作的原因。
〔关键词〕 并联电容器；放电线圈；故障录波；不平衡电压保护Abstract :In view of a burnout accident of discharge coil for 10 kV shunt capacitors, the primary components are checked and tested, the related warning information of relay protection, the sequence of event records and fault record information are analyzed, the evolution process of the accident is deduced, the behavior of capacitor group relay protection is analyzed, and the cause for the failure of the differential voltage protection is found out.Key words :parallelling capacitors; discharge coil; fault record; differential voltage protection 中图分类号:TM62 文献标识码:A 文章编号:1008-6226 (2021) 02-0032-04图1 110 kV 变电站事故前运行方式1.2 事故经过2019-04-07T12:23，2号电容器组过流Ⅰ段0 引言电容器是变电站最重要的无功补偿装置，三相单星型不接地型式的电容器组一般配置有两段式过流保护、低电压保护、过电压保护和不平衡电压保护以应对不同的故障。
一起电容器起火事故分析及防范措施
一起电容器起火事故分析及防范措施温州供电公司的研究人员张磊、王策，在2015年第2期《电气技术》杂志上撰文，对一起运行中的电容器装置发生起火故障的原因进行分析验证，并提出了相应的改进建议和措施，对今后防范和处理该类事件提供一定参考。
1 事故情况2014年4月1日，某变电所运行中电容器装置发生起火故障，该设备型号为：TBB10-4800/200-1%AK，故障发生后，电容器不平衡保护动作切断故障设备。
经现场查看发现：1）电容器柜眉头板及侧封板上部有烧焦现象，如图1所示。
图1 电容器柜烧焦情况2）N相排上部被烧化，绝缘子被严重烧黑，N相排热缩套管烧尽。
3）放电线圈与母排之间的镀锡软铜绞线被烧化，放电线圈接线铝排与镀锡软铜绞线搭接处被烧化。
4）被烧化的排、绞线、热缩管残渣落在了A、B相上。
5）现场保护定值设定如下：过流保护定值为6.6A，整定延时响应时间为：0.2秒。
开口三角保护定值为：1.83V，整定延时响应时间为：0.2秒。
过电压保护定值为115V。
保护装置显示0.000S保护启动，0.202S不平衡保护动作BPHmax=127.8V。
6）其他两相电容器外观完好，判断故障为单相故障。
2 原因分析事故发生后，通过对设备进行仔细检查，发现造成电容器母排及软连接线烧毁存在六种可能的事故原因：设计安全距离不足，母排及绞线载流量不足，保护定值设置错误未及时跳闸，二次接线错误造成保护不动作，放电线圈质量有问题被击穿，母排与绞线、母排与绝缘子连接处螺栓紧固不实发热，系统谐波电流。
我们将对这六种可能的事故原因逐一进行分析验证。
2.1设计安全距离不足根据《GB50060-92 3～110kV高压配电装置设计规范》的要求，屋内带电部分至接地部分之间安全净距应大于等于125mm，不同相带电部分之间安全净距应大于等于125mm。
[1]现场对安全距离进行实际测量，本电容器成套设备故障点安全净距如下：N相排至后侧封板(最近接地点)距离为185mm，镀锡软铜绞线至柜前门板(最近接地点)距离为300mm，两相之间最近距离为500mm。
集合式并联电容器安全运行分析
电容器单元 内部并联元件数 ；
的效果 ， 现将在运行中碰到的几起 故障及处理情 况
作一些介绍。
Ｋ銮 —— 放电线圈电压 比， 比 一般为 １０ １。 Ｎ ＝ １ ， ＝２ ｍ ＝３ （ 同的制造厂的串、 ４Ｍ ， ４不 并数 略有不同） 。 通过计算得出ＡＵ ＝１５ －２２ ．１ ．７ Ｖ。根据上述 计算 ， 现场的差压保护整定值一般设置在 ２ Ｖ左右 。
法。其试验的结果见表 ２ 。
表 ２ 石西变 ９ ４电容器组再次试验 结果 ０
提高试验精度， 改进判断设备损坏的规程 ， 将判断设
备事故的关 口尽量前移 ， 保证 电网安全稳定运行 。 ③新投运 的集合式 电容器的电容量相间， 间 段
电容量平衡的精度很高 ， 三相间或两段之间的电容 量相差很小 ， 一般在 ± ． ％以内， ０５ 以确保继 电保护 动作 的正确性， 保证 电容器组 的长期稳定运行。而
的损 坏而造成总电容量的变化不大 。
为例， 根据集合式 电容器差压保护动作整定值 的计 算公式 ：
收稿 日期 ：ｏ ５—０ —２ ２ｏ ｒ ６ ７
维普资讯
２０ 年 第 ｉ ０６ 期
广西电 力
②集合式电容器 的内部空间狭小 ， 其内部 的单 个电容器没有一一安装熔 断保护装 置， 损坏后 的电 容器仍然要承受运行 电压 ， 造成 了电容器 内部 的电
维普资讯
广 西 电 力
２ｏ ｏ ６年 第 １ 期
集合式并联电容器安全运行分析
Ｓ ｆ ｅ ａ ｉ ｎ ｏ ｌｅ ｔｄ ｓ ｎｔＣａ ｃｔ ｒ ａ ｅ Ｏｐ ｒ ｔｏ ｆＣｏ ｌｃ ｅ ｈｕ ｐａ ｉｏ ｓ
35kV电容器组差压保护动作问题分析
35kV电容器组差压保护动作问题分析[摘要]本文从某220kV变电所35kV#1电容器组投产冲击时，35kV差压保护动作跳闸分析电容器组存在的问题及处理过程进行简单的介绍，提出预防措施避免类似问题的发生，供大家参考。
【关键词】电容器;差压;电容量引言电容器作为无功补偿的重要设备之一，对控制系统电压符合设计规范要求提供保障。
电容器差压（流）保护由于二次接线错误而误动作时有发生。
现介绍某220kV变电所35kV#1电容器组投产冲击时，35kV差压保护动作跳闸，现场发现：第一次合35kV电容器开关，合上不久后电容器开关跳闸。
打印保护装置动作报告，发现是差压动作跳闸，差压值A相0.12V，B相2.13V（整定值2V），C相0.08V,现场外观初步检查未发现有异常情况发生。
1、电容器差压（流）保护原理简介电容器一般的接线方式为8并2串（双）星形接线方式，电容器差压（流）保护是通过放电线圈（小变比CT）构成的，通过监视电容器上下两边的电压（流）差来构成差压（流）保护，在500kV变电所一般每相有2-3只放电线圈构成，在220kV变电所一般每相有1只放电线圈构成，差流则每（三）相一只差流CT构成。
若电容器有熔丝熔断，会产生差压（流），保护动作跳闸。
因本次发生故障的电容器组的保护方式为差电压保护，所以在此着重讨论“电压差动保护”的原理及接线。
如图1所示：为电容器组差电压保护接线原理图（只画出其中一相），图中T1、T2是完全相同的放电线圈兼电压互感器。
正常运行时，电容器组两串联段上的电压相等，又T1、T2变比相等，所以保护测得的电压几乎等于零（实际存在很小的不平衡电压），保护处于不动作状态；当某相多台电容器被切除后，两串联段上电压不再相等，该相保护出现差电压，使保护动作。
差电压计算：电容器组分上下两段，设每段上有N组电容器串联，每组又有M只电容器并联，当其中一段的某一组中有K（K<M）只电容器熔丝熔断退出运行，则有容抗而另一段总容抗得差电压计算式，为电容器组运行时的相电压值。
1电容器差压跳闸分析
110kV某某变2号电容器事故跳闸分析事件描述：110kV某某变2号电容器在正常运行时突然出现事故跳闸，差压动作出口跳开192开关。
变电一次检修班及电试班人员首先前往该变电站对192电容器进行检查试验，电容器本体及放电PT 没有任何异常，于是将该电容器送电，当时送电成功。
为了彻底找出2号电容器差压动作原因，第二天，继保工作人员前往某某变对2号电容器二次回路进行检查。
原因分析：到达某某变后，首先调出2号电容器当天事故报文及事故录波图形，如图8所示，并对照定值进行分析：2号电容器差压动作门槛值为5.4V，而事故录波图显示电容器C相差压在事故跳闸前曾出现过200ms左右高达100V的电压〔如图8红色标记局部所示〕，远远超过差压动作门槛值 5.4V，首先对保护装置差压回路的采样进行检查，未发现保护装置本身任何异常，因此断定保护装置为正确动作。
因此，差压保护动作的原因需要另行分析。
图8 事故录波图某某变电容器组为单星形接线且每相由两组电容器串联组成，其电压保护使用差压保护，检查现场接线，其差压保护原理图如图9所示，正常运行时，电容器组两串联段上电压相等，即可认为△UA、△UB、△UC几乎为零，保护不动作；当某相的局部电容器被击穿切除后，两串联段上电压不相等，该相出现差压，保护动作。
因此正常情况下，某某变2号电容器差压回路中C601线芯对地电压应为100V左右，C602线芯对地电压也应为100V左右，C601与C602两者之间的压差应该几乎为0。
由于事故录波图显示C601与C602之间事故跳闸前出现过200ms高达100V左右的电压，考虑到电容器本体及其放电PT本身无任何异常，于是疑心C601、C.N601、或者C602、C.N602几根线芯出现接线松动虚接情况。
因为只有上述线芯松动虚接时，压差才有可能到达100V左右。
图9 电容器差压保护原理图解决方案：结合以上分析，重点对2号电容器C相差压回路进行了检查。
电网电容器组差压保护动作跳闸分析及对应措施
１概 述
１． 基础数 据 １ 近 年 来 ，崇 左 电网 电容 器 组 差 压 保 护 动 作跳 闸 比较 频 繁 ， 压（ 差 不平 衡 ） 护跳 闸 保 １ ５台次 ， 主要集 中在 ２ ０ Ｖ下雷 、大新 、桃 ２ｋ 城 、 天 等 片 区 ，因 为 电容 器组 差 压保 护 动 作 跳 闸 后 必 须 经 过 试 验 合 格 才 能 投 入 运 行 ，所 以影 响 了 上述 片 区 的 无 功 补 偿 。数 据 统 计 发 现 ：差 压 保 护 跳 闸 后 经 高 试 班 对 电 容 器组 检 查 无异 常 有 ７ 台 次 ，占故 障 总 数 的 ４７ 。大新 、桃城 、下雷 、天等 片 区 ％ 属于 偏远 地 区 ，电 容 器组 差 压 保 护跳 闸 后 的 检 查 处 理 不 能 及 时 进 行 ，而 根 据 上 述 数 据 统 计 可 知 ，有将 近 一 半 的 差 压 保 护 跳 闸 属于 无 异 常 的 情 况 ，而 这 种 情 况 通 常 在 冶 炼负荷密集地比较常见 。 １ ２ 差压保 护动作 原理 ． 电 容 器 的 差 压 保 护 就 是 电 压 差 动 保 护 ，原 理 就 象 电路 分 析 中 串联 电 阻 的 分压 原 理 。是 通 过 检测 同 相 电容 器两 串联 段 之 间的 电压 ， 作 比较 。当设 备 正 常时 ， 并 两段 的容抗 相 等 ， 自电压 相等 ， 各 因此 两者 的压 差 为 零 。 当某 段 出现 故 障时 ，由于 容 抗 的 变 化 而 使 各 自分 压 不 再 相 等 而 产 生 压 差 ， 当压 差超 过 允 许 值 时 ， 护 动 作 。 保
２跳 闸原 因分析
崇 左 网区 ２２０ｋ Ｖ 下 雷 变 ，桃 城 变 、 ｌ ｋ 大新变 ，天等 变 ，扶 绥 变 出现 电容 ｌ Ｖ ０ 差 压保 护 动作 跳 闸 ， 通过 初 步分 析 认 为 ， 电 容 器 组 差 压 保 护 动 作跳 闸 有 几 种 可 能 ： （ ） 备 质量 、安 装 工艺 问题 。设 备 质 １设
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3.3 动作原因分析
为找出该电容器例行试验合格但差压保护动作
的原因，将该电容器历年的试验数据进行比对，见
表 3。发现Ｂ相同一串的两节电容变化趋势相反，
即一节电容量增大，另一节电容量减小。虽然电容
量的变化在规程的范围内，但是导致放电线圈二次
的差压增大，超出整定值，使差压保护动作。
表 3 历年电容量数据对比
1 设备基本信息
②三相电容值比较，最大值与最小值之比不大于 1.06；③每相有三个套管引出的电容器，应测量每
2014 年 4 月，廊坊地区某 110kV 变电站 10kV 电容器组发生差压保护动作跳闸故障，跳闸电压 3.9V，保护整定值 3.5V。故障电容器组为集合式， 同相两节电容量比为 6∶4，型号是 BFFH12/ 3 -
节的差压，如式（5）所示。 Δu = uAO − uOX
（5）
将 Δu 与差Байду номын сангаас保护整定值相比较，小于整定值则
保护不动作。
利用表 1 和表 2 的数据可以得出 B 相的差压为
4.08V，A 相的差压为 1.26V，C 相的差压为 1.84V。
而该电容器组差压保护的整定值为 3.5V，B 相差压
大于整定值。所以，可以判断 B 相为故障相。
见该电容器的电容量试验数据也在合格范围内。又 对其进行绝缘电阻试验也合格，数据均在 5000MΩ 以上。
障相判别。
表 1 电容量试验结果
A相
B相
C相
AX
AO
OX
AX
AO
OX
AX
AO
OX
铭牌电容量/μF 出厂电容量/μF
97.36 98.56
— 164.24
— 246.41
97.21 98.42
— 164.02
2015 年第 6 期
119
产品与解决方案
阻、绝缘电阻进行试验，发现各试验项目均无问题。
其中，放电线圈电压比试验数据见表 2。
表 2 电压比
A相
B相
C相
AO
OX
AO
OX
AO
OX
电压比 −0.38% −0.32% −0.34% −0.25% −0.36% −0.36%
3 差压保护原理与动作原因分析
3.1 差压保护原理及电容器组接线方式 集合式电容器内部按单星形接线，再由 N 段串
A相
B相
C相
2007 年 2011 年
AX 98.14 97.56
AO 163.93 163.79
OX 245.52 243.73
AX 98.21 98.18
AO 164.38 165.27
OX 246.23 244.37
AX 98.07 98.12
AO 164.37 164.55
OX 245.93 245.72
— 245.94
97.30 98.36
— 163.84
— 245.79
实测电容量/μF
97.03
162.79
240.72
98.15
167.15
240.63
98.23
165.52
245.73
误差/%
−0.34
—
—
0.97
—
—
0.96
—
—
在电容器上、下节电容量数据合格的情况下， 因此，现场对放电线圈二次回路进行接触电阻试验，
在差压继电器上却测到了差压值且数值超过了整定 发现数据都在微欧级别，不存在接触电阻过大的问
值，说明确有差压存在。放电线圈二次回路接触电 题。
阻大的话，相当于在二次串入了一个大电阻，那么，
为判断其他设备故障的可能，先后对电抗器的
即使电容器上下节的电容量平衡，也将会产生差压[4]。 直流电阻、绝缘电阻、电抗值，放电线圈的直流电
由式（3）算出放电线圈实际电压比。
K ′ = K × (1+ σ )
（3）
式中，K ′ 为放电线圈实际电压比；K 为额定电压比；
σ 为电压比误差数值。
由式（4）变比算出放电线圈二次的电压。
uao
=
1 K′
×U
AO
（4）
式中， uao 为 A 相电容器上节对应放电线圈的二次
电压。
放电线圈二次电压的差值即 A 相电容器上下两
关键词：集合式电容器；差压保护；事故分析
集合式电容器具有体积小、容量大、占地面积 小、安装维护简单等优点，但如一旦发生故障，必
2 现场试验情况
须整台退出运行，这将严重影响供电质量[1-2]。常见
初步判断故障为集合式电容器电容损坏造成。
故障多是电容量的变化引起的，而差压保护能反映 接下来重点对电容器进行试验。电容量试验结果见
电容器组电容损坏的情况。设定合理整定值的差压 保护可以避免集合式电容器故障的扩大，影响电网
表 1。根据 Q/GDW07003-2012-10501《国网冀北电 力有限公司输变电设备状态检修试验规程》中的规
的电能质量。下面对近期发生的一起集合式电容器 差压保护动作的故障进行分析。
定：①每相电容值偏差应在额定值的−5%～10%范 围内，且电容值与出厂值比较应在测量误差范围内；
图 1 差压保护原理接线图
3.2 差压计算与故障相判断 若要计算差压出口电压值，主要考虑并联的电
容值，以及放电线圈的变比两个参数。计算思路是： 根据每相两组串联电容器电容值算出每个串联单元 的分压值，通过放电线圈一次电压值并考虑放电线 圈电压比的误差，进而算出放电线圈二次的电压值， 最终算出差压值。将结果与差压保护整定值比较，
大于整定值则保护动作，反之不动作。
具体以 A 相为例，首先根据电容分压原理，由
式（1）和式（2）确定各节电容的电压。
U AO
=
COX COX + CAO
×UN
（1）
U OX
=
CAO COX + CAO
×UN
（2）
式中，UAO 为 A 相上节电压；UOX 为 A 相下节电压； CAO 为 A 相上节电容量测量值；COX 为 A 相下节电 容量测量值，UN 为电容器的额定电压。
2014 年
97.03
162.79 240.72
98.15
167.15 240.63
98.23
165.52 245.73
为了找出跳闸临界点，对本地区 16 台同相两节 电容量比为 6∶4 的集合式电容器进行分析，模拟电
容量变化，看产生的差压数值。发现当同相两节电
（下转第 122 页）
120
2015 年第 6 期
产品与解决方案
一起集合式电容器差压保护动作 事故分析
曲金秋 金雍奥 赵志山 尹曙光 陈亚坤
（国网冀北电力有限公司廊坊供电公司，河北 廊坊 065000）
摘要 针对一起集合式电容器发生差压保护跳闸事故，根据集合式电容器接线方式及差压保 护原理，对试验数据进行分析，找出动作原因，并对集合式电容器例行试验提出合理建议。
联而成，然后将一相分为上、下两节。每相由 m 台 小电容器并联成段，使用带中间抽头的放电线圈与 各相电容器的相应抽头相连，分别测量抽头对相线 和中性点的电压，二次线圈反极性串联后接入差压 继电器，构成差压保护。正常运行时放电线圈二次 承受的电压相同，继电器两端基本无电压。当上、 下节电容值发生变化，就会引起电压的变化产生差 压，一旦差压达到整定值，开关就会跳闸[5]，差压 保护不受系统电压影响，能准确反映电容器内部状 况，原理接线图如图 1 所示。
两个套管之间的电容量，与出厂值相差不得超过± 5%[3]。该电容器每相电容值偏差最大为 0.97%，三 相电容值最大值与最小值之比为 1.01，每两个套管 之间的电容量与出厂值相差最大的为−2.3%，由此可
1400-1W，制造厂为合阳电力电容器制造有限公司， 2001 年出厂。由于差压保护设备老旧，只能显示跳 闸电压，无法判断故障相，需要进行故障原因及故