一起500kV变电站电容器组异常声响分析及防范措施

【摘要】并联电容器是目前国内采用最普遍的无功补偿设施，近年的运行数据显示，并联电容器尤其是集合式电容器运行中损坏率较高，电容器的运行状况对电网的电压质量影响较大。本文结合国家电网公司反措要求，对樊城变电站一起电容器组异常声响产生的过程，进行原因分析，最后提出相应的处理方法和预防措施。

【关键词】电容器组；异常声响；防范措施

1.引言

500kV樊城变电站是鄂豫联网的枢纽变电站，2008年为配合特高压建设，在樊#1主变低压侧安装了两组电容器组，但投入电容器组，运行2个小时左右本体会发出异常响声。随着特高压电网的发展，提高电容器无功补偿设备的可用率对电网的可靠运行有很重要的意义，电容器运行时有异常声音，严重影响电容器的可用率和电网的电压质量。

2.电容器异常声响出现过程

2010年7月25日10：00，调度下令投入35kV樊1-1C电容器组，投入运行后1小时樊1-1C电容器组C相出现类似变压器噪音的异常声响，噪音为80.6dB（热备用时背景噪音为65dB左右）。同日10：45，调度下令投入35kV樊1-2C电容器组，投入运行后1小时樊1-2C电容器组C相也出现类似变压器噪音的异常声响，噪音为87.7dB。

3.国家电网公司十八项反措中电容器相关规定及原因分析

3.1 从规定方面进行原因分析

对照设备技术协议及国家电网十八项反措要求，归纳出主要有以下八个方面规定[1-5]：

1）电容器至电容器组横联线之间必须采用软连接，接头必须采用铜鼻子压接方式，不得将电容器的套管直接与横联线连接。电容器应采用双套管结构，电容器组接线宜采用先串后并的接线方式，且每相每一并联段并联总容量不大于3900kVar。电容器组设备连接紧固、无松动。

2）支撑绝缘、支柱绝缘子采用20kV级产品，为防止锈蚀，安装框架应采用热镀锌处理。

3）主母线采用铜材，截面积由供方确定，其长期允许电流应不小于1.5倍回路工作电流，同时应能承受三相短路电流为20kA时的动、热稳定要求。

4）连接线：单台电容器至母线或熔断器连接线的长期允许电流不小于1.5倍单台电容器额定电流，同时应能承受三相短路电流为20kA时的动、热稳定要求。

5）电容器连接线应为软铜线连接，或采用有伸缩节的铜排，避免电容器连接线的热胀冷缩使套管受力而发生渗漏油故障。

6）电容器、串联电抗器、放电线圈、避雷器、隔离开关等相互之间的铜排连接导线须全部做绝缘处理，可用热缩绝缘套管进行绝缘，也可采用硫化绝缘母线或采用涂刷有机硅阻燃导热高压绝缘涂料的包封措施。

7）串补平台上测量及控制箱的箱体应采用密闭良好的金属壳体，箱门四边金属应与箱体可靠接触，避免外部电磁干扰辐射进入箱体内。

8）电容器组不平衡电流应进行实测，且测量值应不大于电容器组不平衡电流告警定值的20%。

我们首先检查现场设备是否符合设备技术协议和反措要求，对照上面的八条规定逐项进行现场分析如表1所示。

3.2 实际运行监测进行电容器异常声响原因分析

（1）红外测温

电容器投运后，我们对樊1-2C C相#25电容器及樊1-1C B相#6电容器进行跟踪测温4次，发现只有1次测温在100℃以上，其他3次三相温度在60℃左右。

（2）对电容器的背景噪音进行测量

异常振动声响出现时，耳测发现声响出现在串联电抗器与电容器之间，我们选择每相串联电抗器与电容器接地刀闸支架处为测量点，用TES1351B型噪声检测仪进行测量（测量结果见表2、3）。

（3）外观检查和电容量测量

1）外观检查

通过对电容器每相144个单体电容器进行外观检查，外观检查未发现单体电容器有渗漏油和鼓肚现象，也未发现有螺丝松动现象。为防止异常声响是设备共振引起的，停电后我们对每相的支柱瓷瓶破损情况进行检查，未发现有瓷瓶振破的现象。

2）停电进行电容量测量

结果表明各单元电容器单元电容量合格，结合停电期间，我们对单体电容器外观检查，未发现单体电容器有渗漏油和鼓肚现象，也未发现有螺丝松动现象。初步判断异常振动声响不是螺丝松动造成的，并初步排除电容器单元本体故障导致异常声响发生的可能性。《国家电网公司十八项反措》中规定电容器连接线应为软铜线连接，串联电抗器与电容器组间的连接采用的是铝排连接，异常声响的声源可能来自串联电抗器与电容器组间的连接部位。

4.电容器异常声响采取措施及效果检验

4.1 电容器异常声响采取措施

1）分析确定电容器组中需要加工处理的铝排连接处，详细记录统计；

2）在迎峰度夏前上报电容器组停电检修计划和技改项目，申请停电检修；

3）检修计划批答后报缺陷申请处理；

4）积极联系修试人员，讨论处理方案；

5）编写验收作业指导书，修试人员处理完毕后验收。

4.2 电容器异常声响处理效果检验

2012年6月5日，由于系统电压偏低，我们投入了樊1-1C和樊1-2C电容器组，运行1个小时、2个小时、4个小时分别进行噪音检测，测得的数据均在正常范围内。

2012年6月5日用TES1351B型噪声检测仪测量结果如表4所示。

综上所述，通过分析了电容器组异常声响的原因是：电容器与串联电抗器之间的硬连接，在螺丝轻微松动后引起振动。针对出现的问题，采用增加垫片的方法消除了声响，提高了电容器组的可用率，保障了电网电压质量。此外，建议在后续的运行维护中[6-8]：

（1）电容器组投运后，对其噪音进行监测，对本体进行测温，建立红外测温档案。

（2）对监测数据进行分析比对，建档保存。

5.结语

电容器组投运前，需要按照国家电网十八项反措，对电容器组的设计及连接部分进行审核，发现有不符合规定的应立即提出整改，特别是串联电抗器与电容