摘要:

電容器是工業(yè)中補(bǔ)償功率因數(shù)使用最為普遍的器件之一，由于一般情況下電容器都是并聯(lián)在系統(tǒng)主回路中的，故其運(yùn)行的穩(wěn)定性不僅影響到系統(tǒng)功率因數(shù)的正常調(diào)節(jié)，而且也往往直接或間接地影響到系統(tǒng)其它電力設(shè)備的正常運(yùn)行。

1 案例概況

我公司3 臺(tái)水泥磨電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)容量為14000kVA，功率因數(shù)補(bǔ)償方式為就地補(bǔ)償，3臺(tái)高壓電容柜分別接至3臺(tái)電動(dòng)機(jī)出線端，每臺(tái)電容柜容量600kvar，3臺(tái)電容柜都能正常運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)為0.97， 如有1臺(tái)不能運(yùn)行則為0.93，2臺(tái)不能運(yùn)行時(shí)為0.89，這不僅造成損耗的增加，而且因無(wú)功的增加也影響到系統(tǒng)的正常啟動(dòng)，曾發(fā)生一起在2臺(tái)電容柜未投用時(shí)啟動(dòng)高壓大皮帶（355kW，2臺(tái)同時(shí)直接啟動(dòng)）瞬間造成進(jìn)線柜的速斷，不得已而調(diào)整進(jìn)線柜速斷的整定值。從2006 年以來(lái)，我公司水泥磨系統(tǒng)這3 臺(tái)電容補(bǔ)償柜先后發(fā)生4 起放炮事故，故障現(xiàn)象均為先是補(bǔ)償柜發(fā)出嗡嗡聲，隨即有濃煙外冒，約10s后放炮，水泥磨系統(tǒng)全線停電，總降1 號(hào)柜速斷跳閘?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)有一相熔斷器（DN3 型瓷殼）爆碎，經(jīng)測(cè)量有一相電容器擊穿，同時(shí)強(qiáng)烈的弧光和爆炸的沖擊也造成了柜內(nèi)另外兩相電容器、熔斷器及底座、3臺(tái)電壓互感器、補(bǔ)償柜柜門的報(bào)廢。

2 原因分析

1）由于先是補(bǔ)償柜發(fā)出嗡嗡聲，故可判斷此時(shí)應(yīng)是出現(xiàn)了電容器內(nèi)部擊穿故障，電容器擊穿后產(chǎn)生的大電流造成熔斷器外殼熔化爆碎拉弧（冒煙和弧光），產(chǎn)生的弧光隨即引起電源的三相短路從而造成了故障的擴(kuò)大。

2）其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在缺陷，高壓小車出線端接了兩個(gè)設(shè)備，一個(gè)接電動(dòng)機(jī)，一個(gè)接電容器，而電流互感器只檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電流，即高壓小車不能監(jiān)測(cè)電容柜電流變化情況，在電容柜出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，小車不能切斷故障點(diǎn)，只能靠熔斷器來(lái)保護(hù)，如果熔斷器有問(wèn)題，只能任由其故障惡化了。

3）高壓電容柜熔斷器的選型上也存在問(wèn)題。此處的熔斷器應(yīng)選防爆或在熔斷器斷開(kāi)時(shí)不出現(xiàn)弧光的產(chǎn)品，即在這種環(huán)境里熔斷器熔斷時(shí)不能允許其熔體發(fā)生爆炸，且其熔斷時(shí)發(fā)出的弧光也不能影響到其它兩相電源的工作， 否則就會(huì)出現(xiàn)三相弧光短路的惡果。

4） 購(gòu)置的此批電容器質(zhì)量可能也存在一定的問(wèn)題，因?yàn)? 次故障中有3 次是同一個(gè)廠家同一批次的產(chǎn)品，使用時(shí)間均未超過(guò)3 年（基本可以排除是電容器老化造成的故障）； 有一次故障是出事前2 天整個(gè)公司電網(wǎng)曾發(fā)生過(guò)一次雷擊過(guò)電壓事故，不排除此次過(guò)電壓事故對(duì)某些電容器內(nèi)部絕緣造成了一定的破壞。

3 處理措施

1）加隔離裝置，將三相熔斷器及電容器用絕緣裝置隔開(kāi)，這樣即使在單相熔斷器熔斷爆炸時(shí)出現(xiàn)一定弧光也不會(huì)造成三相短路的惡性后果。

2）增加綜保裝置，在高壓小車出線端電容側(cè)增加電流互感器，所測(cè)電流信號(hào)送入綜保，此綜保的輸出點(diǎn)再送入高壓小車綜保參與聯(lián)鎖。當(dāng)高壓電容器出現(xiàn)擊穿等故障時(shí)綜保裝置能及時(shí)切斷高壓小車甩開(kāi)故障點(diǎn)（在此例中，電容器從擊穿到放炮約10s）。

3） 在有條件的情況下可更換熔斷器的型號(hào)及電容器廠家。我公司由于考慮到整個(gè)補(bǔ)償柜內(nèi)的空間布置，目前未更換。

4 改造后效果

我公司在2008 年6 月份生產(chǎn)淡季對(duì)這3 臺(tái)高壓電容補(bǔ)償柜進(jìn)行了上述改進(jìn)，于2008 年11 月出現(xiàn)了一次主電動(dòng)機(jī)高壓小車跳閘故障，經(jīng)查電容補(bǔ)償柜綜保速斷報(bào)警， 再查發(fā)現(xiàn)電容柜內(nèi)電容器有一相擊穿，這也是水泥分廠第一起因電容器擊穿而又沒(méi)出現(xiàn)放炮事故的故障，證明對(duì)電容器柜進(jìn)行的電氣改造效果是明顯的。（作者：許世同，孫克強(qiáng)，孫統(tǒng)一）