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摘要：本文通过理论分析和现场实际分析，对一起10kV电容器无损投切装置内可控硅SCR烧坏的事故进行了分析，并提出应对措施，为甄别和减少类似故障提供参考，提高电网运行稳定性。
关键词：电容器；无损投切装置；可控硅SCR
0 前言
电力系统广泛存在的感性负荷会消耗大量无功功率，造成线路电压损失、电能损耗增加降低系统的功率因数，直接影响电力企业的经济效益，供电网络中接入数量庞大的10kV电容器组的目的即补偿系统无功、减少损耗、提高供电品质。供电网络的无功补偿主要采用在主变压器母线端并联电容器组，通过电容器无功投切装置控制电容器组的自动投退，由于装置在自动投切过程中使用频繁，极易发生故障,影响变电站的安全运行。本文对一起10kV电容器无损投切装置损坏的故障进行了分析。
1 故障情况
2018年3月19日，工作人员现场巡视维护时发现，某110kV变电站10kV系统2#电容器室有刺鼻浓烟，及时开启通风装置。随后变电站烟雾报警装置发出报警声响，火灾报警装置动作，经检查，没有明火，站内其他设备无异常，立即将该变电站2#电容器停止运行。
工作人员检查后台机，结果如下：
（1）3月19日10：05：49报2#电容器断路器合位；
（2）3月19日10：05：58报2#电容器断路器分位；
（3）3月19日10：14：26报2#电容器断路器合位；
（4）2018年3月19日10：31：05报“公用测控_消防装置动作”；
（5）2018年3月19日11：10：54报2#电容器断路器分位。
工作人员佩戴防毒面具到2#电容器室检查火情，检查结果如下：
（1）2#电容器无损投切装置报保护装置：2018年3月19日11：10：54：541报整组起动；
（2）2#电容器无损投切装置报保护装置：2018年3月19日11：10：54：950报事故总信号；
（3）2#电容器室内没有明火、室内其他设备无异常。
工作人员立即断开无损投切装置交直流电源。检查2#电容器无损投切装置保护报事故总信号，站内其他设备无异常，事故原因可能是可控硅SCR问题，立即断开无损投切装置交直流电源并汇报调度。
2 电容器无损投切装置工作原理
该变电站电容器无损投切装置型号为：JHA-10/30-400。一方面，该晶闸管投入电容器，控制系统在可控硅两端电压为零时，控制可控硅串导通，电容器端电压不发生突变。确保此时投切电容器无冲击、无燃弧、无过电压。另一方面，晶闸管关断电容器，关断时撤掉可控硅触发脉冲，电流过零时关断（可控硅的特性）。确保此时关断电容器无重燃，实现对电容器组的无损投切，如图1所示。（此图可控硅只画了单向，实际是反并联双向）
图1 电容器无损投切装置一次结构示意
合闸过程：接收合闸命令—导通晶闸管（自动）—完成合闸；分闸过程：接收分闸命令后—关断晶闸管（自动）—完成分闸。
该方案优点：（1）在电容器切除时，虽然晶闸管控制的电容器组电流过零自然关断，电容器有关断残压，由于有放电线圈，电容器的直流残压从关断时刻立即开始衰减，残压的变化可由该投切装置实现自动检测，从而使电容器组能进行无损的频繁投切操作；（2）不产生涌流和操作过电压；（3）适应各种工作模式：手动、后台、远动、自动（多组组网的情况下）；
3 故障分析
将该变电站2#电容器解除备用作安措，经厂家、一次检修班、二次保护班检查，鉴定2#电容器开关二次回路跳合闸无问题。
待浓烟消散，现场检查发现2#电容器无损投切装置内部可控硅已经多处烧损、变形，如图2所示。
图2 无损投切装置内部可控硅烧损阻容元件
2#电容器无损投切装置报警窗口显示故障内容：SCR短路，如图3所示。
图3 无损投切装置故障报警窗
检查结果显示2#电容器无功投切装置中可控硅烧损，导致装置报SCR短路信号。
通过后台机报文、2#电容器无损投切装置告警信息及设备情况，鉴定断路器合闸回路发生共模干扰，误触发可控硅合闸，过电压损坏可控硅。随后无损投切装置厂家对烧损的可控硅进行检修更换，确保阻容元件正常，无损投切装置不受影响。经处理后，无损投切装置运行正常。
4 结论
本文使用理论分析和现场实际检查相结合的方法，针对一起10kV电容器无功投切装置损坏的过程进行分析，其原因是断路器合闸回路共模干扰导致可控硅的误触发合闸，过电压将可控硅烧损。鉴于以上情况，建议应从以下几个方面采取有效措施：
（1）确保电容器无功投切装置耐受电压可以承受断路器合闸回路发生共模干扰时的直流电压，针对老、旧装置应及时进行改造升级。
（2）加强对电容器无功投切装置的巡视，制定巡视周期、巡视项目，对其运行状态及时监视、严格把控。
（3）针对装置投切频繁的场所，应缩短巡视维护周期，做好问题预防工作。
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论文作者:申洪兴1,张博1,赵晓宁1,邰子豪2,陈樊2,游新
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/19
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