低壓補償櫃電容爆裂分析報告

2022-06-11 04:51:04 字數 2036 閱讀 2998

針對電容櫃爆裂事故,本人作了以下分析:

1.廠區供電系統符合國家設計規範、合理:

廠區主電房相關電氣設計都是經過電力設計院設計、三水供電局進行審核,在通過三水供電局專業人員審核圖紙符合相關設計規範後才能開展施工的。是否符合國家相關設計、安全規範。

2.變壓器補償電容櫃設定固定補償是合理、可靠:

主電房電容櫃屬於配電變壓器低壓補償,採用微機控制、跟蹤負荷波動分組投切電容器補償,目的是提高專用變壓器使用者功率因數,實現無功的就地平衡,降低配電網損耗和改善使用者電壓質量。而在三水區供電局要求在在變壓器進行動態補償的情況,必須增加固定補償,主要補償變壓器空載執行期間自身損耗,保證電網的資源不被浪費。

從電容櫃的設計圖紙,分析其合理性;

該電容櫃由1路10kvar的固定電容和10路30kvar 組成。每組電容線路的都設定有熔斷器作為保護,(在電容發生異常情況下,過電流熔斷器會熔斷,自動切斷電源輸入)。關於諧波對電容的影響,該補償櫃是使用控制器控制各級電容的自動投切,另一方面該控制器能在電網諧波過大的情況下會自動不投切電容,避免投切的電容放大諧波,對電網造成更大的影響。

其電櫃組成下圖圖1所示:

圖1其等效電路圖如下圖2:

圖23、電容爆裂分析:

在正常情況,若電容發生異常情況導致短路,其電流會變大,會導致輸入線路側的熔斷器熔斷,切斷輸入線路的電源。但從事故的現場考察,當時固定電容的輸入線路的3相熔斷器並無熔斷,證明當時的電容輸入電流並無過流,或其電流值並未超過配套熔斷器的安秒特性。

因此,造成此次電容爆裂的主要原因是:電容自身的質量缺陷(絕緣紙或鉛箔的質量差)、熔斷器的安秒特性與該電容器配置不適當。

如下為電容爆裂過程分析:

單個電力電容器由三個電容器連線成△形,裝在有填料的密封容器中(本公司使用的電容內填料為瀝青),頂端引出三個接線端子,如下圖3、圖4所示。

圖3 圖4

其等效電路圖如圖5所示:

圖5假設a、b相間某一電容器其絕緣等級降低。圖6是a、b相間的等效電路圖。

圖6其中r為絕緣等級降低電容的等效電阻。等效電阻r是乙個可變的動態電阻。電容器擊在被穿過程中,電容會產生焦耳熱,焦耳熱的表示式為:

因r動態電阻是由大變小,時間越長,產生的熱量越多。在一段時間內電容已經積聚一定的熱量,使電容發熱膨脹。當電容有過大的漏電電流或瞬間擊穿時,電容器會在很短時間內產生更大的熱能,造成電容器爆裂,原來積聚在電容器內的瀝青氣體會迅速向外擴散,對周邊的器件造成燻黑。

4.諧波國家允許的規範標準;

從測量的資料得:變壓器1諧波5次諧波電流約為160a,諧波電壓含量約為為3.5%。如下圖7、圖8所示:

圖7 圖8

從《電能質量公用電網諧波 gb/t 14549—93》的標準對標得,我司變壓器1現時的諧波電流值為160a,已超過國家所規範標準的87a(計算依據如下);諧波電壓並無超過但超出國家所規範標準的5%。

電網公共連線點(變壓器1)的諧波電流允許值:

式中:sk1—公共連線點的最小短路容量,mva;

sk2—基準短路容量,mva;

ihp—第h次諧波電流允許值,a;

ih—短路容量為sk1時的第h次諧波電流允許值。

則變壓器1的3次、5次諧波電流允許值為:

而我司一期的電網中,同時使用較多大功率的變頻器,其諧波電流也超過國家的標準,但從我司一期執行至今,並無出現較大的電容櫃電容爆裂等安全事故。證明雖然諧波電流的大小已超過國家規定的諧波電流允許值,但此值臨介於國家規定的諧波電流允許值至上和安全執行允許值之下。

5、結論:

1) 廠區的供電系統在設計方面是合理的。

2) 電容櫃內電容爆裂只是偶然事件,是事故電容自身存在缺陷所致;

3) 廠區電網的諧波電流超過國家規範標準,諧波電壓在國家規範標準之內。

6、改進措施:

1) 將變壓器電容櫃固定投入電容器線路組增加斷路器,在變壓器非空載的情況下,切斷固定補償,保證固定投入電容不連續長時間執行,在變壓器空載的情況才投入固定補償;同時將固定投入電容器更換為乾式電容器(耐壓等級為440v),且在增加7%的純銅電抗器;該改造能提高系統的平均功率因數,而且能抑制諧波對用電系統的危害。

2) 跟換與電容器相適當安秒特性的快速熔斷器,在電容器發生異常時能迅速熔斷,避免事故進一步發展。

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