摘要：在电力系统运行阶段，一次电容器发挥了重要作用，一旦一次电容器出现了跳闸故障，则会直接影响到电力系统的运行安全。下文就一次电容器跳闸的故障进行分析。
关键词：一次电容器；跳闸故障；原因分析
引言：
一次电容器为电网提供无功功率，保证了电网运行的安全与稳定，当背景谐波进入到一次电容器回路之后，会诱发电容器跳闸故障，降低了电容器的使用寿命，影响到电网的运行可靠性。
一、电网研究对象
我国某电站配置了750WVA的主变容量设备，并在主变低压侧配置了两个60MVAR的电容器，该电网的一次电容器设计保护动作为五秒，确保并联电容器同时切除，避免影响到电网的整体运行质量与稳定。
二、一次电容器跳闸过程
通过对监测系统记录的信息进行分析发现，当电网母线的电压为38.9KV时，一次电容器设备处于正常运行工况。在并联电容器同时投入运营之后，电网母线的工作电压由35KV升高到了40.9KV，此时的工作电压已经超出了母线运行的额定保护电压，在该种工况下一次电容器出现了跳闸故障，此后电网母线的电压降低为37.6KV[1]。
三、电容器跳闸故障分析
（一）临界点推论
从该电网的电容器保护动作可知，并联电容器的跳闸故障仅仅发生于数秒之内，由于发生周期较短，因此在对记录数据进行分析时，可以推论一次电容器跳闸的临界点，即第一组电容器在运行阶段产生的工作电压与电容器跳闸后的电压相等，两者的电压都为37.6KV。
（二）侧空载分析
通过收集该电网一次电容器设备的相关数据可知，该电站的主变比为524/242+2*2.5%KV/36.75KV，其中最低变比的电容器数据参数没有发生较大的变化，低压绕组的电压为36.75KV。根据电网电容器设定的技术标准分析可知，低压侧的降压值为额定电压的1.05倍，对应的额定电压值为36.75KV。该电压值与国家电网设定的标准值比，明显存在偏高增长的变化趋势。
在对该电网500KV的额定电压控制曲线进行一定的分析研究之后，发现在500KV电压侧运行的过程中，一次电容器工作电压基本处于534到540之间。若是考虑到500KV和35KV的侧比变化，则可以发现35KV的空载运行控制电压处于37.38KV到37.80KV之间。
（三）额定电压分析
根据电网电容器的工作规章分析，一次电容器的额定电压值，若是在1.05倍的系统折算之后，一次电容器的额定电压可以处于标准系列之中，则可以更加深入的分析跳闸故障[2]。
在该电网系统当中选择百分之十二串抗率的电容器作为一次电容器的选择类型，该类电容器的端电压为24KV。为了更好的分析一次设备电容器发生跳闸故障的原因，相关的工作人员需要串抗率为百分之五的电容器作为参考对象，参考电容器的工作额定电压为11KV，相对应的电容器端电压为2KV。通过具体的试验可知，不同额定电压的一次电容器发生跳闸故障的具体影响因素。
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（四）保护定值分析
在电网运行的过程中，若是出现一些突发的事故，导致一次电容器的工作电压超出了保护定值，则一次电容器为了很好的保护电网系统，会进行跳闸技术保护动作。通过对上文的相关数据分析可知，由于一次电容器设备的工作状态长期处于超载环境，且超载的电压值为1.1倍，由此可见一次电容器设备长期处于高载荷的运行环境下。
当N331的电容器组和N332的电容器组都处于保护定值以内，且保护值分别为40.2KV和39.8KV时，并联的一次电容器同时投入使用时，一旦电网母线的工作电压超出了39.8KV时，并联的电容器组则会出现相关的跳闸动作[3]。
四、一次电容器跳闸故障的预防对策探讨
通过对一次电容器跳闸故障进行分析，并收集各个运行部门和调度电力部门的工作意见，决定对该电网的一次电容器进行改造升级，确保电容器在投入两组并联电容器之后，仍旧可以为电网提供稳定有序的无功功率，进而确保电网运维的安全与稳定。
在综合考虑了技术限制和经济成本之后，为了很好的规避一次电容器设备出现跳闸问题，则可以合理的控制电容器运行之前的母线电压，避免母线电压超出预定的工作值，或者是降低电容器投入使用之前的电压波动值，通过整理电压值的方式，进而很好的控制电容器的工作状态，提高电网运行的质量与安全。
在降低一次电容器的母线工作电压时，通过分析电网的实际运行情况可知，当电网处于500KV的运行工作环境下，电网母线的工作电压无法进行很好的调整，此时极易发生电容器跳闸事故。为了避免这一问题的发生，可以合理的调整绕组的圈数，进而有效的控制低压侧的工作电压，提高低压侧工作电压比，以控制电网的整体工作电压。为了实现这一工作目标，需要将相关设备返厂重造，该项工作需要耗费大量的成本，同时也将影响到电网的工作效率，因此采取该种方案时，需要综合考虑多种因素，确保电网改造工作的整体经济效益。
在电网的电压定值确定时，其母线工作电压上升的最高值不能超出40.5KV。通过计算分析可知。若需要确保并联的电容器同时投入运行，且两组设备可以安全稳定的运行，需要将母线的电压控制为37.5KV。因为通过对该电站的跳闸数据信息进行分析可知，母线在投入使用之前，工作电压则已经达到了37.5KV，因此在电力设备启动时，不可避免会出现电容器跳闸的问题。为了杜绝该问题的重复发生，在对电容器的电压定值进行标定时，需要确保运行电压低于母线的工作电压，避免出现母线损坏和设备烧毁等严重电力事故[4]。
在提高电网运行质量与安全时，需要合理的提升电容器的额定工作电压，因为电容器在不同工作电压下对外输出的无功功率存在很大的差异，同时无功功率将会直接影响到母线的电压定值和电容器的电压变化，为了合理的控制电压变化的区间，需要科学合理的提高设备的电压定值。如将N331电容器的工作电压提升到12V，则可以使得电容器对应的母线电压出现一定的变化，母线的基本工作电压值为35KV，在调整之后母线的额定工作电压升高为40.239KV，很大程度的提高了母线的工作范畴。当母线处于40.239KV 的工作电压时，并联电容器投入使用之后，则可以对外输出137.895MVAR的无功功率，很好的提高了电容器工作的质量与安全。
五、结束语
综上所述，为了很好的控制电网的一次电容器跳闸问题，需要合理的调控电网的母线电压和电容器的额定工作电压，确保电网运行的质量与安全。
参考文献：
[1]肖遥,张晋寅,黎建平,楚金伟,杨晓峰.H型接线高压滤波电容器组不平衡电流保护判据及定值[J].电力系统保护与控制,2018,4318:120-128.
[2]肖遥,张晋寅,杨晓峰,刘畅,郑伟,黎建平.Ⅱ型接线滤波电容器组不平衡电流保护判据及定值[J].电力系统自动化,2018,3922:137-144.
[3]王焕新.宜都换流站5631交流滤波器不平衡保护跳闸故障处理及分析总结[J].电力建设,2018,07:19-23.
[4]孔德全,王超,马小珍,骆飞.谐波影响下电容器组差压保护动作分析及对策[J].电工技术,2019,03:71-73.
论文作者:赵丰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/8
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