襄陽源創電氣有限公司小王告訴我們:目前低壓電容器裝置通常在電容支路串聯6%(7%,13%)電抗器,用于阻止諧波電流進入電容支路。在電容器運行過程中,經常發生電容器燒毀,支路熔斷器熔斷,電抗器燒毀的事故,下面是某企業部分故障現場的情況。
分析有以下原因:
1) 串聯電抗器的線性度問題。如果電抗的頻率阻抗進入飽和區,則電容和電抗串聯諧振頻率可能跑偏,對應某次諧波頻率,變為了吸收某次諧波的濾波電路,導致電流過大而燒毀,損壞的首先是熔斷器,其次是電容器和電抗器。
解決方法:
-- 訂貨時應提出電抗器的電密和磁密的參數,保證電抗的線性度。
-- 電容柜應安裝電流諧波保護器,監測電流的異常變化。
2) 電抗器參數不合理。訂貨時只是簡單提出串聯6%或7%的電抗,由電抗器廠家計算具體參數,而電抗器廠家由于價格競爭,往往采用低性能的硅鋼片,同時磁密取得太高。應該具體給出XL占XC的百分比,然后由用戶計算出電抗量,額定電流和功率,提供給電抗器廠家。
3) 電容器容值變化。質量較差的電容器其容值衰減很快,例如串聯7%電抗的電容支路,其諧振頻率為189Hz, 當容值衰減20%時,諧振頻率變為227Hz, 當容值衰減30%時,諧振頻率變為245Hz,此時如果電網中有5次諧波,則會導致電容器過流。
解決方法:
-- 經常檢測電容器的容值,更換容值變化大的電容器。
-- 電容柜安裝電流諧波保護器,監測電流的變化。
4)上級電網和本級串電抗的電容器形成濾波電路導致電容器過流。
5) 多個電容支路發生并聯諧振。如果第1個支路的串聯諧振頻率為189Hz, 第2個支路串聯諧振頻率為210Hz,則會在189Hz和210Hz之間產生很高的諧振電壓,會擊穿電容器和電抗器的絕緣,甚至導致避雷器動作導通。
上圖中共2條電容支路,1條諧振次數為4.5,另1條諧振次數為5.5, 則2條支路的并聯諧振次數為5次,導致5次諧波放大。見紅色曲線。縱軸為2條支路合成阻抗與電網阻抗的比值,橫軸為諧波次數。
6) 環境溫度過高
夏季由于環境溫度較高,電抗器又是發熱源,柜體內部溫度較高,熱量散不出去,造成電容器溫度長時間超過55℃,會造成電容器絕緣程度降低,金屬化膜老化,自愈點增多,容量衰減加劇,電容器內部氣體壓力增大,最終導致電容器爆炸。
7) 導線接觸不良
從事故現場的照片可以清楚的看到,爆炸的電容器上的B、C相的導線已從電容器的連接端子上脫離,且B相線鼻子也已脫落。由于虛接使接觸面減小,接觸點阻值增大,導致電容器發熱,電容器內部氣壓增大,在頂開電容器防爆拉線的瞬間,由于它的壓力很大,有巨大的能量,把電容器的芯子崩出。因此導線虛接可能是導致事故發生的原因之一。
經常檢查,用紅外測溫器測量接點處的溫度。
3. 結論
串聯電抗器的電容器組的故障有多種原因,在設計時應全面分析電網現狀,以及諧波情況,提出切實可行的技術方案。在運行時應配置監測保護手段,隨時掌握運行狀態,避免造成重大事故。應生產企業要求源創公司參與技術改造后,安全運行一年以上無故障,補償效果達到客戶要求。
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