电容器跳闸故障原因排查及防范

科技与创新┃Science and Technology & Innovation

文章编号：2095－6835（2016）04－0134－02

2016年 第4期

电容器跳闸故障原因排查及防范

钱金洪

（广东建能电力工程有限公司，广东 广州 510000）

摘 要：电容器跳闸故障会对供电系统的电压造成很大的影响。结合某电容器组断路器异常跳闸这一事故，介绍了其接线方式和保护配置情况，探讨了可能导致故障发生的原因和故障排查过程，并提出了一些防范措施，以预防此类设备事故再次发生。 关键词：电容器；跳闸故障；原因分析；故障排查

中图分类号：TM561 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.134

平衡电压保护，本体也具备压力释放和温度过高跳闸输出接点。由此可知，两电容器组的本体不平衡电压保护共需4组电压输入装置，其中，I号电容器组开口三角电压1组，II号电容器组三相差压3组，而PSC-1装置只提供了1组三相差压的电压输入，只能供II号电容器组差压保护使用，所以根据实际情况，将I号电容器组的开口三角电压和两电容器组本体保护通过加装电压继电器KA和跳闸出口中间继电器ZJ1、ZJ2来实现。二次接线如图2～图4所示。中间继电器ZJ1、ZJ2动作后，一副常开接点启动153断路器控制回路跳闸，另一副常开接点启动保护装置发送第1组或第2组电容器故障跳闸信号。

在电力系统中，电容器对提高电能质量有着至关重要的作用。然而，电容器经常发生故障，严重威胁到电力系统的安全运行，其中，电容器组断路器异常跳闸在变电站现场时有发生。为保证电网的正常、稳定运行，笔者结合故障案例，对事故原因进行了排查分析，确定本次故障是由控制回路绝缘性能降低所致，并在此基础上有针对性地提出了一些防范措施，以期为相关人员解决日常运行中电容器故障问题提供一些有益的借鉴。 1 故障简介

2014-06—2014-11，某110 kV变电站10 kVI号、II号电容器组153断路器发生了多起未知原因跳闸事故，后台监控机只发出了第1组电容器故障跳闸信号和断路器位置变位信号，且每次经过各专业检修人员的试验检查，均未发现故障点，然后将其恢复运行，也没有发生立即跳闸和任何异常现象，但是经过一段时间

.com.cn. All Rights Reserved.的运行，该电容器断路器就会再次跳闸，并且故障报文均一致。

2 接线方式和保护配置情况

10 kVI号、II号电容器组153断路器一次接线方式如图1所示。

在图1中，153断路器带2组电容器运行，配置的保护装置为南京某公司生产的电容器保护装置，型号为PSC-1。该保护装置配备有过流保护、过电压和低电压保护、三相差压保护，无电容器本体保护功能。

根据设计要求，现场I号电容器组放电线圈二次接成开口三角电压的不平衡电压保护，同时本体还具备压力释放和温度过高跳闸输出接点；II号电容器组放电线圈接成三相差压的不

间距：1.6 m。

角度：垂直巷帮布置，仰角6°～10°。 距巷道底板高度：1.5～1.8 m。

封孔：封孔长度不小于1 m，里段使用5节水泥封孔剂，外段利用黄泥封严封实。

在巷帮施工钻屑孔进行效果检验，滞后扩修头距离不大于8 m。 钻孔参数如下： 孔径75 mm。 孔深：20 m。 间距：8 m。

角度：垂直巷帮布置，0°～5°。

封孔：封孔长度不小于1 m，利用黄泥或水泥封孔剂封孔。 如果在打钻过程中发生卡钻、吸钻、煤粉颗粒大、频繁响煤炮等动力现象时，则表明存在冲击危险。 2.3.3 巷帮解危措施

当监测到钻屑量超过预警指标或施钻过程中动力显现明显

图1 10 kVI号、II号电容器组153断路器一次接线图

时，在钻屑施工位置横向或纵向加密布置卸压钻孔进行解危，

水平和垂直方向钻孔错距不低于0.5 m。采取解危措施后，再次利用钻屑监测进行效果检验。当超过预警指标值时，必须再次进行卸压解危，直至低于预警指标，方可继续施工。 3 结束语

通过对煤巷修护段进行冲击地压危险性评价，在21采区皮带暗斜井修护期间，采取了冲击地压防治措施，并取得了较好的防治效果，实现了安全生产，为今后其他煤巷修护段冲击地压的防治工作提供了依据。 参考文献

［1］李德喜，丁强.煤矿开采冲击地压灾害动态防治技术［J］.

煤矿开采，2008.

［2］窦林名，赵从国，杨思光，等.煤矿开采冲击矿压灾害防治

［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2006.

〔编辑：王霞〕

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2016年 第4期

图2 I号电容器组不平衡电压保护二次接线图

图3 II号电容器组差压保护二次接线图

图4 本体及不平衡电压保护启动跳闸回路二次接线图

3 故障可能原因分析

由图4可知，I号电容器组不平衡电压继电器KA动作、I号电容器组压力释放动作和I号电容器组温度过高跳闸动作都将启动ZJ1中间继电器。ZJ1动作后，一副常开接点闭合启动控制回路跳开153断路器，另一副常开接点闭合启动装置发出第1组电容器故障跳闸信号。

依据后台监控机所发出的第1组电容器故障跳闸信号，可

排除保护装置PCS-1内保护动作的可能，并基本判定153断

路器跳闸是ZJ1中间继电器动作所致。可能引起跳闸的具体原因如下：①不平衡电压继电器KA动作。I号电容器组内部或放电线圈内部等发生故障，三相电压失去平衡，导致开口三角电压超过整定定值，KA继电器动作或KA继电器接点抖动粘连，启动ZJ1动作。②I号电容器组本体存在故障，压力释放阀动作或压力释放辅助接点抖动，导致ZJ1动作。③I号电容器组温度

过高跳闸或I号电容器组温度过高接点抖动粘连，

启动ZJ1动作。④ZJ1继电器接点抖动粘连，直接启动断路器控制回路，造成断路器跳闸。⑤存在交流串入直流，造成断路器跳闸。⑥存在直流接地，造成ZJ1动作。 4 故障查找过程

仔细排查以上可能引起跳闸的原因，将10 kVI、II号电容器组153断路器申请转检修。具体故障查找过程如下：①一次检修试验化验专业人员对I号电容器组本体和放电线圈进行耐压等试验，未发现电容器本体和放电线圈有故障；继电保护人员对KA电压继电器进行特性试验，未发现继电器接点存在问题，并实际加压进行了多次断路器传动试验，也未发现KA继电器存在问题。②一次检修变压器专业人员对I号电容器组本体压力释放进行了检查，未发现故障点，且压力释放接点正常，未发现粘连等现象。③断路器多次跳闸现场检查时，电容器温度均未达到表计上的定值整定值，可排除温度过高跳闸影响，且经过实际查看，其接点也正常。④将ZJ1继电器拆除做特性试验，未发现接点抖动现象，可以排除ZJ1继电器存在问题。⑤直流回路两点接地，合上153断路器控制回路电源，未发现直流有接地现象，直流正负电位均在110 V左右；断开断路器控制回路电源，检查有关回路的绝缘，结果均正常，对地绝缘

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和回路之间的绝缘均大于10 MΩ。⑥现场检查交直流，未发现有串接现象。

经过进一步分析和查找可能引起跳闸的原因，均未发现故障点。后据监控人员反映，10 kVI、II号电容器组153断路器有几次跳闸都发生在阴雨天气，因此初步推断，控制回路中可能有进水或比较潮湿的现象，造成直流两点虚接地，从而导致153断路器跳闸。由于之前进行的绝缘检查均是在晴天进行的，所以有可能未发现故障点。

在153断路器再次故障跳闸后（阴雨天），首先着重对断路器控制回路的绝缘进行了检查。在开关柜内，通过绝缘测量发现，I号电容器组本体压力释放启动ZJ1继电器电缆存在绝缘性能降低现象。该启动跳闸支路（回路编号03）芯线对地绝缘只有80 kΩ左右，而同一电缆内的其余芯线对地绝缘均大于10 MΩ。拆除电容器端子箱内的I号电容器组C相本体压力释放阀的电缆，绝缘恢复正常。

现场将I号电容器组C相本体压力释放阀封盖打开，拆除压力释放，启动跳闸辅助接点YLJ1，发现辅助常开接点中间的塑料壳体已经烧焦，并附有锈迹。由于此塑料壳体被烧焦面与固定它的不锈钢支架（固定在本体外壳上）是紧密接触的，因此之前未拆除检查时没有发现。由此可知，I号电容器组C相本体压力释放阀内可能进水或潮湿度比较大，直流正负电对潮湿的塑料壳体不断放电，致其烧坏，并出现锈迹。在潮湿的情况下，YLJ1常开接点两侧的正负电通过不锈钢支架虚接地，在潮湿度不断增大的情况下，电位导通，启动ZJ1继电器动作，导致断路器跳闸，而在天气干燥的情况下则不会发生。更换本体压力释放辅助接点，经过长时间的运行，至今再未发生不明跳闸现象。

5 防范措施和建议

通过对此起故障点的查找分析可知，此类故障具有一定的隐蔽性，在查找的过程中，相关人员不仅需要熟练掌握图纸原理，还要考虑环境情况的影响，找出其规律，这样才能更有效地排除故障。针对此类故障，特提出以下防范措施：①对于室外的一次设备，涉及到断路器跳闸的有关设备，例如断路器SF6密度继电器、变压器压力释放、重瓦斯继电器等，均应加装防雨罩，以防其内部进水，造成断路器误跳或拒跳；②对于室外断路器端子箱，要封堵完好，并加装加热器，开设通风口，保证端子箱内空气干燥；③严格把控设备入网关，选用密封合格的产品；④定期对室外设备进行巡视检查，发现问题，及时整改，保障设备的安全运行。 6 结束语

总之，电容器是电网运行的重要设备，它给电网中注入无功功率，保证了电压的稳定。如果电容器运行故障得不到及时处理，就有可能造成极大的经济损失和恶劣的社会影响。希望通过本次控制回路绝缘降低所致的跳闸事故分析，能引起相关工作人员的重视，并在排查故障过程中能够熟练掌握图纸原理，考虑环境情况的影响，找出问题的症结所在，从而有效地处理

故障，提高设备的可靠性，确保电网的健康、安全、稳定运行。

参考文献 ［1］赵洪波，孙海燕.变电站10 kV电容开关跳闸事故的分析［J］.

农村电气化，2015（03）.

［2］曾海涛，欧雄坚，胡少强.并联电容器谐波放大引起的10 kV

线路断路器跳闸事故的分析［J］.机电工程技术，2015（01）.

〔编辑：王霞〕

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