Análise de causa de disparo do capacitor

Analisou-se a causa de um acidente de disparo de ruptura rápida de condensador e propôs-se as medidas correspondentes. Palavras-chave: corrente harmônica; sobrecarga 110 kV Subestação Zhanghe 10 kV barramento aberto de proteção delta tem um sinal de aterramento monofásico, cerca de 1 s depois, a ação de proteção de quebra rápida do capacitor, quando o pessoal de manutenção correu para o local, encontrou o shell do primeiro grupo de capacitores Obviamente abaulado e deformado. Analisou a causa do acidente que ocasionou o disparo de ruptura rápida do capacitor e aprimorou o equipamento de suporte, acrescentando os dispositivos de proteção necessários para que o dispositivo de compensação de potência reativa funcione sem problemas. 1 Análise da causa da falha 1.1 O diagrama de fiação do princípio primário do capacitor paralelo [alinhar=centro] Figura 1 Diagrama de fiação do princípio primário [/ alinhar] O capacitor de compensação da subestação 5000 kvar, dividido em 4 grupos de comutação automática, o primário o diagrama de fiação principal é mostrado na Figura 1. Cada grupo de capacitores tem uma capacidade de 1250 kvar, o modelo do capacitor é BAM11-1250-3W e o reator é conectado ao lado da fonte de alimentação. 4 conjuntos de capacitores são equipados com um conjunto de dispositivo de proteção total: a proteção é equipada com proteção contra quebra rápida, sobrecorrente, sobretensão e perda de tensão. O fusível interno é definido para proteção de falha interna do capacitor. O equipamento de suporte inclui: o capacitor de chaveamento é um disjuntor a vácuo, que é instalado em um gabinete central de 10 kV, cada grupo é um contator CA a vácuo, um pára-raios de óxido metálico é instalado no barramento do capacitor e o transformador de tensão TV é conectado em paralelo com o primeiro e o último capacitores. Em ambas as extremidades, o ponto neutro é conectado ao ponto neutro do capacitor e a bobina primária é conectada ao lado da fonte de alimentação como um reator de núcleo de ferro para descarga, e a taxa de reatância é de 6%. 1.2 Análise de falha do banco de capacitores O banco de capacitores adota o método de conexão em estrela comumente usado, a carcaça comum trifásica é conectada à mesma estrutura de ferro e a estrutura é aterrada. A estrutura interna do capacitor é uma estrutura de quatro cordas na qual vários componentes são conectados em paralelo e a proteção do fusível interno é definida. O pessoal de manutenção e o pessoal da fábrica dissecaram o capacitor danificado e descobriram que os dois fusíveis internos nas fases A e B do capacitor danificado estavam queimados. Após uma análise séria da ruptura do envelope externo, acredita-se que depois que dois fusíveis de uma fase são queimados, o envelope externo é danificado. Quando o envelope externo é lesado, a operação de longo prazo se transforma em um par de quebra de casca e se desenvolve em um aterramento monofásico. Como o aterramento monofásico é um aterramento de arco instável, a fase de som gera sobretensão e a outra fase também tem dois fusíveis queimados e a vedação externa é danificada, o que leva ao desenvolvimento de um par de rompimento do invólucro sob o efeito da sobretensão, formando assim um curto-circuito entre as fases. Operação confiável, mas o efeito térmico causado pela enorme corrente de curto-circuito ainda causa certo grau de dano ao capacitor e deforma severamente a carcaça do capacitor. Este acidente foi causado principalmente pelo fato de que o fusível interno queimado não foi encontrado. A causa da queima do fusível interno foi a sobrecorrente do capacitor. Sobretensão e harmônicos mais elevados podem causar sobrecorrente do capacitor, devido à proteção total do banco de capacitores. A proteção contra sobretensão é definida e o dispositivo de comutação automática liga e desliga de acordo com a tensão e o fator de potência. Portanto, devido a anormalidades do sistema, é muito improvável que o fusível interno queime devido à sobretensão. No entanto, devido à troca frequente de capacitores, apesar da instalação de pára-raios de óxido de metal, a sobretensão causada pela abertura e fechamento é limitada a uma certa faixa, mas o efeito cumulativo da sobretensão operacional pode danificar o capacitor e fazer com que o fusível interno golpe. Além disso, devido ao grande número de cargas não lineares na rede elétrica, as harmônicas na rede elétrica ocupam um determinado conteúdo. A subestação 110 kV Zhanghe é usada principalmente para fornecimento de energia para residentes nos subúrbios e principalmente para fornecimento de energia industrial. Além de várias linhas industriais dedicadas de 10 kV, também existem alguns usuários industriais, como pequenas fábricas de produtos químicos e fundições em outras linhas de 10 kV. Esses usuários podem produzir eletricidade. harmônico. Embora haja poucos harmônicos gerados por cada residência, grandes correntes harmônicas podem ser alimentadas na rede elétrica, o que aumenta o nível de harmônicos na rede elétrica e afeta a operação segura dos equipamentos da rede elétrica. Como o dispositivo de compensação de potência reativa desta subestação está equipado com um reator em série com uma taxa de reatância de 6%, embora a taxa de reatância de 6% possa inibir a 5ª harmônica e acima, ela forma o reator série e a 3ª harmônica. A impedância do capacitor de compensação torna-se capacitiva e ocorre o fenômeno de amplificação da corrente harmônica, que sobrecarrega o capacitor. Embora o barramento seja dominado pelo 5º harmônico, o conteúdo do 3º harmônico não é muito alto e, após a instalação do capacitor, a impedância capacitiva amplificará o conteúdo original do 3º harmônico, o que pode causar a queima do fusível interno. Uma vez que a proteção total é fixada em 1,3 vezes a corrente nominal dos quatro grupos de capacitores, há muito poucos casos em que todos os quatro grupos de capacitores são colocados em uso. Quando o conteúdo harmônico é muito alto por um determinado período de tempo, a proteção total de sobrecorrente não pode operar, fazendo com que o fusível em uma determinada fase queime, e o fusível não pode ser detectado a tempo após o fusível ter queimado, o que leva à expansão do acidente e provoca a viagem de quebra rápida. Do ponto de vista da configuração de proteção, a proteção da falha interna do capacitor apenas define a proteção do fusível interno, mas não define a proteção de backup que causa a expansão da proteção de tensão desequilibrada por acidente, de modo que o fusível interno não pode ser encontrado a tempo após o fusível interno ter queimado, resultando em um acidente de viagem rápida. Portanto, a configuração imperfeita da proteção é o principal motivo para a expansão dos acidentes com capacitores. Além disso, a medição irregular da capacitância também é um dos motivos para a expansão do acidente. Visto que a reação mais direta do dispositivo interno do capacitor é a mudança da capacitância, e o método de medição da capacitância é para trás, quando a capacitância do capacitor é medida, é necessário usar o método de medição para remover a linha de conexão. A falha de vazamento de óleo da carcaça ocorre devido à força do tubo. Portanto, desde que o serviço foi colocado em operação, o pessoal de manutenção nunca realizou medição de capacitância, e não há proteção para falha interna do capacitor de reação. Quando o fusível interno individual queima, ele não pode ser encontrado a tempo, causando a expansão do acidente. 2 Medidas de melhoria 2.1 Instale proteção contra sobrecarga em cada circuito de agrupamento. Visto que a proteção de sobrecorrente é definida quando todos os 4 grupos de capacitores são colocados em operação, o fenômeno de sobrecorrente causado pela amplificação da corrente harmônica do agrupamento é lento ou mesmo sem resposta. Portanto, em cada circuito de agrupamento Instale proteção contra sobrecarga. Como o contator CA só pode interromper a corrente de carga em condições normais e não pode interromper a corrente de falha, substitua o contator CA por um disjuntor a vácuo ZN-28. Quando o conteúdo harmônico estiver alto, ele atuará no disparo. , Para evitar danos harmônicos ao capacitor e ao fusível interno queimado. 2.2 Instale a proteção contra tensão delta aberto em cada circuito de agrupamento. Quando o fusível em uma determinada fase do capacitor queima, a reatância capacitiva muda, que não é igual às outras duas reatâncias compatíveis, causando desequilíbrio de tensão entre a fase defeituosa e a fase saudável. Portanto, um relé de baixa tensão é instalado no triângulo aberto do enrolamento secundário do transformador de potencial de cada circuito de agrupamento. Quando o fusível em uma fase está queimado, uma tensão desequilibrada aparece no triângulo aberto e um sinal de alarme é emitido. O dispositivo pode refletir com precisão a falha interna do capacitor e não é afetado pelo aterramento do sistema e pela tensão desequilibrada do sistema, e o capacitor danificado pode ser retirado de operação a tempo. 2.3 Medição periódica de capacitância Tendo em vista a dificuldade de medição de capacitância, um equipamento de medição avançado foi adquirido, e a ponte de capacitância automática foi usada para medir regularmente a capacitância do banco de capacitores e um único capacitor sem desconectar o fio de conexão. A medição é simples, rápida, precisa e confiável. O pessoal de manutenção mede regularmente a capacitância. Quando o fusível interno individual de uma determinada fase do capacitor queima, a capacitância muda. Quando a capacitância medida diminui em mais de 3%, o capacitor danificado será colocado fora de operação a tempo. 3 Observações finais A negligência no projeto e na manutenção pode trazer perigos ocultos para a operação segura dos capacitores. Portanto, é necessário configurar uma proteção completa, medir regularmente a capacitância e evitar pequenas falhas para reduzir ou mesmo evitar a expansão de acidentes com capacitores, aumentar a disponibilidade dos capacitores e estender os capacitores. Vida de serviço.