变电站补偿装置事故处理优化方案

【教学目标】

知识目标:1.掌握导致电力电容器事故的主要原因。

2.掌握电力电容器事故处理的基本原则和步骤。

能力目标:1.能根据保护动作情况判断电力电容器的故障类型。

2.能对10 kV 电压等级的电力电容器故障进行正确处理。

态度目标:1.能主动学习,在完成任务过程中发现问题、分析问题和解决问题。

2.能严格遵守安全规程,具有较高的安全意识、质量意识和追求效益的观念。

3.能与小组成员协商、交流配合完成本学习任务。

【任务描述】

变电站常见的补偿装置(无功电源)有并联补偿电容器、静止补偿器等。 变电站补偿装置的作用是向电力系统输送无功,改善电网功率因数,降低电网电能损耗,调整电压,提高电能质量。 值班负责人组织各自学习小组在仿真机环境下,认真学习运行规程、调度规程,进行事故分析,完成事故处理步骤。

【任务准备】

课前预习相关知识部分。 根据变电站主接线和运行方式,经讨论后制订电力电容器事故的处理方案,并独立回答下列问题。

1.电力电容器故障有哪些类型?

2.电力电容器故障对应的保护有哪些?

3.电力电容器事故的主要现象。

4.#1 电容器301 断路器拒跳的原因可能有什么?

5.电容器失电后,未从系统中切除的危害有什么?

6.说明10 kV#1 电容器301 电容器组的运行方式。

【相关知识】

一、电力电容器常见异常及故障

1.电容器渗漏油

电容器渗漏油是一种普遍的异常现象,其原因可能是:设备质量问题或安装过程中瓷套管与外壳交接处碰伤,造成裂纹;运行维护不当;长期缺乏维修以致外皮生锈腐蚀,造成电容器渗漏油。

2.电容器外壳膨胀

在高电场作用下,电容器内部的绝缘物质游离分解出气体或部分元件击穿电极对外壳放电等,使电容器的密封外壳内部压力增大,导致电容器的外壳膨胀变形,此时应及时处理,避免事故蔓延扩大。

3.电容器温升过高

电容器温升过高的主要原因是电容器过电流和通风条件件较差,此外,电容器内部元件故障、介质老化、介质损耗增大都可能造成电容器温升过高。 电容器温升过高会影响电容器寿命,也会导致绝缘击穿,使电容器存在短路的可能,因此运行中应严格监控电容器短路的可能,严格监控电容器室的环境温度,如果采取措施后仍然超过允许温度,应立停止运行。

4.电容器绝缘子表面闪络放电

运行中电容器绝缘子闪络放电,其原因是瓷绝缘有缺陷,表面脏污,因此运行中应定期进行清扫检查。

5.电容器发出异常声响

如果运行中发现有放电声或其他不正常声音,说明电容器内部有故障,应立即停止运行,进行更换处理。

二、电力电容器保护

电力电容器一般应配置的保护有熔断器保护、过电流保护、过电压保护、欠电压保护及不平衡保护。

1.熔断器保护

熔断器保护是电容器内部故障的主保护。 熔断器在电容器元件损坏或过电流达到熔丝额定值时熔断,故将故障电容器从系统中切除。

2.过电流保护

过电流保护是高次谐波过电流等外部故障时的主保护,也可作为引线、套管短路故障的后备保护。 速断及过电流保护的电流取自断路器侧的电压互感器上。

3.过电压保护

过电压保护一般是作为外部过电压保护的主保护,用于防止当电容器电压超过额定电压较多倍时,引起电容器过载发热,造成电容器热击穿,其电压值取自并联在电容器组两端的电压互感器上。

4.失电压保护

电容器失电压保护指电容器在失电压情况下,应通过断路器将电容器从系统中切除,防止造成电容器自身及其他相关设备的危害。

5.不平衡保护

电容器发生故障后,利用电容器组内部某两部分之间的电容量之差,形成电流差或电压差构成的保护,称为不平衡保护。 不平衡保护包括不平衡电流和不平衡电压保护。

三、电力电容器事故的主要现象

①事故音响、预告警铃响,电力电容器断路器变位,绿灯闪光故障电力电容器的电流和功率的遥测值发生变化。

②监控系统显示电力电容器保护动作。

③电力电容器保护屏显示保护动作情况。

四、#1 电容器301 断路器拒跳的原因

1.电气方面原因

控制回路熔断器熔断或跳闸回路各元件接触不良,如控制开关触点、断路器操动机构辅助触点、防跳继电器和继电保护跳闸回路等接触不良;液压(气动)机构压力降低导致跳闸回路被闭锁,或分闸控制阀未动作;跳闸线圈故障。

2.机械方面原因(https://www.xing528.com)

跳闸铁芯动作冲击力不足,铁芯可能卡涩或跳闸铁芯脱落;分闸弹簧失灵,分闸阀卡死等;触头发生焊接或机械卡涩,传动部分故障(如销子脱落等)。

五、电容器失电后,未从系统中切除的危害

电容器失去电压后立即复电(有电源的线路自动重合闸)将造成带负荷(电容器负荷)合闸,以致电容器因过电压而损坏。

变电站失电压后复电,可能造成变压器带电容器合闸。 变压器与电容器的合闸涌流与过电压可能导致相关设备的损坏。

六、#1 电容器301 电容器组正常运行方式

#1 电容器301 电容器组的作用是向10 kVⅠ母输送无功功率。 #1 电容器301 电容器组正常运行方式如下所述。

①一次部分为:#1 主变310 断路器带10 kVⅠ母线负荷;#1 电容器301 电容器组接10 kVⅠ母; #1 电容器301 断路器小车工作位置。

②二次部分为:#1 电容器301 电容器组保护为欠电压,过电压,过电流和不平衡保护;370 分段断路器自投装置运行。

【任务实施】

在仿真机上设置电容器事故,根据事故处理基本原则及一般程序,通过事故分析,正确写出电容器事故的处理步骤;并结合《电业安全工作规程》、各级《调度规程》和其他有关规定进行事故处理。

设置事故1: #1 电容器301 电容器组引线相间短路(保护、断路器动作正确)

一、事故分析

当#1 电容器301 电容器组引线相间短路故障(保护断路器动作正确,由10 kV#1 电容器组过电流动作跳开301 断路器切除故障。 按照事故处理的基本原则及一般程序分析,#1 电容器301 电容器组引线相间短路故障(保护、断路器动作正确)的基本处理思路为:一次设备组、二次设备组(每组检查人员不少于2 人)分别对一、二次设备进行检查;将#1 电容器301电容器组隔离;安排#1 电容器301 电容器组检修。

二、事故处理

根据事故处理基本原则及一般程序,通过以上任务分析,正确写出#1 电容器301 电容器组引线相间短路故障(保护、断路器动作正确)的处理步骤,并结合《电力安全工作规程》、各级调度规程和其他的有关规定进行事故处理。

①记录事故发生时间及故障现象,恢复警报。 故障现象主要包括:一次系统接线图显示的跳闸断路器位置信息,301 断路器变绿色闪光,相关表计指示301 断路器回路电流为0 值;告警信息窗显示的事故总信号;保护与重合闸动作信息;断路器跳闸信息。

②汇报调度及有关人员。

③检查故障相关设备。 二次设备组人员检查本站二次设备运行工况,主要检查本站监控机,#1 电容器301 电容器组保护屏,并与监控机核对保护动作无误(10 kV#1 电容器301过电流保护动作);记录保护动作情况,复归保护信号;复归301 断路器手把停止闪光。

一次设备组人员穿绝缘靴,戴绝缘手套、安全帽,到现场检查301 断路器位置(301 断路器在分闸位置)及相关设备(检查10 kVⅠ母线,301 断路器短路回路电气间隔设备,发现#1电容器301 电容器组引线相间短路点,其他设备情况正常)。

④将检查情况汇报调度。

⑤隔离故障。 将#1 电容器301 电容器组隔离(将301 断路器小车拉至试验位置,检查301 断路器小车在试验位置;拉开#1 电容器3013 隔离开关,检查#1 电容器3013 隔离开关在分闸位置。)

⑥将#1 电容器301 电容器组转检修。 在#1 电容器3013 隔离开关靠电容器侧验电确无电压,在#1 电容器3013 隔离开关靠电容器侧挂#1 地线;拉开#1 电容器301 断路器控制电源快分开关;拉开#1 电容器301 断路器储能电源快分开关。

⑦将上述情况汇报调度及有关人员,同时准备好#1 电容器301 电容器组送电的操作票。

设置事故2:#1 电容器301 电容器组引线相间短路(301 断路器拒动)

一、事故分析

当#1 电容器301 电容器组引线相间短路故障(301 断路器拒动),由10 kV#1 电容器301电容器组过电流保护动作跳电容器301 断路器,但因301 断路器拒动,由上一级保护#1 主变A 屏、B 屏10 kV 复压方向过电流保护动作跳#1 主变10 kV 本侧310 断路器切除故障。 此时,10 kVⅠ母线失压,10 kVⅠ母线电容器组欠电压保护动作跳电容器301 断路器,301 断路器拒动。

按照事故处理的基本原则及一般程序分析,#1 电容器301 电容器组引线相间短路故障(301 断路器拒动)的基本处理思路为:一次设备组、二次设备组(每组检查人员不少于2 人)分别对一、二次设备进行检查;将#1 电容器301 电容器组及301 断路器隔离;恢复10 kVⅠ母线的供电;安排#1 电容器301 电容器组及301 断路器检修。

二、事故处理

根据事故处理基本原则及一般程序,通过以上任务分析,正确写出#1 电容器301 电容器组引线相间短路故障(301 断路器拒动)的处理步骤、并结合《电力安全工作规程》、各级调度规程和其他的有关规定进行事故处理。 #1 电容器301 电容器组引线相间短路故障(301 断路器拒动)的处理。

①记录故障时间及故障现象,恢复警报。 主要故障现象有:一次系统接线图显示的跳闸断路器位置信息310 断路器变绿色闪光,相关表计指示301 断路器回路有功、无功、电流均显示0 值;10 kVⅠ母线失压,10 kVⅠ母线电压表指示为0;告警信息窗显示的事故总信号;保护动作信息;断路器跳闸信息。

②汇报调度及有关人员。

③检查故障相关设备。

二次设备组人员检查本站二次设备运行工況,主要检查本站监控机,#1 电容器301 电容器组保护屏及相关保护屏保护动作情況并与监控机核对保护动作无误(10 kV#1 电容器301过电流保护动作;#1 主变A 屏、B 屏10 kV 复压方向过电流保护1 时限动作;#1 主变A 屏,B屏10 kV 复压方向过电流保护2 时限动作;10 kVⅠ母线电容器组低电压保护动作);记录保护动作情况,复归保护信号;复归310 手把停止闪光。

一次设备组人员穿绝缘靴,戴绝缘手套、安全帽,到现场检查310、301 断路器位置(301断路器拒动在合闸位置、310 断路器在分闸位置)及相关设备(检查10 kVⅠ母线,310,301短路回路电气间隔设备,检查发现电容器组引线损坏严重,其他设备均无异常)。

④将检查情况汇报调度。

⑤隔离故障。 将#1 电容器301 电容器组及301 断路器隔离(拉开#1 电容器301 断路器,不能拉开;解锁将301 断路器小车拉至试验位置,检查#1 电容器301 断路器小车已拉至试验位置;拉开3013 隔离开关)。

⑥恢复10 kVⅠ母线的供电。 试合#1 主变310 断路器,10 kVⅠ母线恢复正常运行,10 kVⅠ母线电压表指示正常。

⑦将以上情况做好记录,汇报调度及有关领导。

⑧安排#1 电容器301 断路器及电容器组转检修状态。

将301 断路器小车拉至检修位置,检查301 断路器小车在检修位置;在301 断路器靠电容器侧验电确无电压,合上301-1 接地刀闸,检查301-1 接地刀闸合闸位置;在#1 电容器3013 隔离开关靠电容器侧验电确无电压,在#1 电容器3013 隔离开关靠电容器侧挂#1 地线;拉开#1 电容器301 断路器控制电源快分开关;拉开#1 电容器301 断路器储能电源快分开关);检查301 断路器拒动原因,并检修#1 电容器301 断路器及电容器组。

⑨将上述情况汇报调度及有关人员,同时准备好#1 电容器301 断路器及电容器组送电的操作票。

【拓展提高】

一、电容器过电压产生的原因

①由于雷电波侵入或者断路器投切、系统谐振时,电容器所在母线电压升高使电容器承受过电压。

②由于电容器组中个别电容器内部故障或者故障后熔断器熔断,使电容器组容抗发生变化,电容器之间电压分配也变化,引起部分电容器端电压升高。

二、电容器欠电压产生的原因

①系统发生故障导致母线失电压,造成低电压。

②一次设备正常运行,TV 更换熔丝或者二次空气开关拉开等原因导致测量不到电压,造成低电压。