低压补偿柜电容爆裂分析研究报告.docx

针对电容柜爆裂事故，本人作了以下分析： 1.厂区供电系统符合国家设计规范、合理： 厂区主电房相关电气设计都是经过电力设计院设计、三水供电局进行审核，在通过三水供电局专业人员审核图纸符合相关设计规范后才能开展施工的。是否符合国家相关设计、安全规范。 2.变压器补偿电容柜设置固定补偿是合理、可靠： 主电房电容柜属于配电变压器低压补偿，采用微机控制、跟踪负荷波动分组投切电容器补偿,目的是提高专用变压器用户功率因数,实现无功的就地平衡,降低配电网损耗和改善用户电压质量。而在三水区供电局要求在在变压器进行动态补偿的情况，必须增加固定补偿，主要补偿变压器空载运行期间自身损耗，保证电网的资源不被浪费。 从电容柜的设计图纸，分析其合理性； 该电容柜由1路10Kvar的固定电容和10路30Kvar 组成。每组电容线路的都设置有熔断器作为保护，（在电容发生异常情况下，过电流熔断器会熔断，自动切断电源输入）。关于谐波对电容的影响，该补偿柜是使用控制器控制各级电容的自动投切，另一方面该控制器能在电网谐波过大的情况下会自动不投切电容，避免投切的电容放大谐波，对电网造成更大的影响。其电柜组成下图图1所示： 动态无功补偿调节器事故电容器熔断器 图1 动态无功补偿调节器 事故电容器 熔断器 其等效电路图如下图2： 图2 3、电容爆裂分析： 在正常情况，若电容发生异常情况导致短路，其电流会变大，会导致输入线路侧的熔断器熔断，切断输入线路的电源。但从事故的现场考察，当时固定电容的输入线路的3相熔断器并无熔断，证明当时的电容输入电流并无过流，或其电流值并未超过配套熔断器的安秒特性。 因此，造成此次电容爆裂的主要原因是：电容自身的质量缺陷（绝缘纸或铅箔的质量差）、熔断器的安秒特性与该电容器配置不适当。 如下为电容爆裂过程分析： 单个电力电容器由三个电容器连接成△形，装在有填料的密封容器中（本公司使用的电容内填料为沥青），顶端引出三个接线端子，如下图3、图4所示。 图3 图4 其等效电路图如图5所示： 图5 假设A、B相间某一电容器其绝缘等级降低。图6是A、B相间的等效电路图。 图6 其中R为绝缘等级降低电容的等效电阻。等效电阻R是一个可变的动态电阻。电容器击在被穿过程中，电容会产生焦耳热，焦耳热的表达式为： Q=I2RRt= 因R动态电阻是由大变小，时间越长，产生的热量越多。在一段时间内电容已经积聚一定的热量，使电容发热膨胀。当电容有过大的漏电电流或瞬间击穿时，电容器会在很短时间内产生更大的热能，造成电容器爆裂，原来积聚在电容器内的沥青气体会迅速向外扩散，对周边的器件造成熏黑。 4.谐波国家允许的规范标准； 从测量的数据得：变压器1谐波5次谐波电流约为160A,谐波电压含量约为为3.5%。如下图7、图8所示： 图7 图8 从 HYPERLINK 电能质量_公用电网谐波.doc 《电能质量 公用电网谐波 GB/T 14549—93》的标准对标得，我司变压器1现时的谐波电流值为160A,已超过国家所规范标准的87A（计算依据如下）；谐波电压并无超过但超出国家所规范标准的5%。 电网公共连接点（变压器1）的谐波电流允许值： 式中：Sk1—公共连接点的最小短路容量，MVA； Sk2—基准短路容量，MVA； Ihp—第h次谐波电流允许值，A； Ih—短路容量为Sk1时的第h次谐波电流允许值。 则变压器1的3次、5次谐波电流允许值为： 而我司一期的电网中，同时使用较多大功率的变频器，其谐波电流也超过国家的标准，但从我司一期运行至今，并无出现较大的电容柜电容爆裂等安全事故。证明虽然谐波电流的大小已超过国家规定的谐波电流允许值，但此值临介于国家规定的谐波电流允许值至上和安全运行允许值之下。 5、结论： 厂区的供电系统在设计方面是合理的。 电容柜内电容爆裂只是偶然事件，是事故电容自身存在缺陷所致； 厂区电网的谐波电流超过国家规范标准，谐波电压在国家规范标准之内。 6、改进措施： 将变压器电容柜固定投入电容器线路组增加断路器，在变压器非空载的情况下，切断固定补偿，保证固定投入电容不连续长时间运行，在变压器空载的情况才投入固定补偿；同时将固定投入电容器更换为干式电容器（耐压等级为440V），且在增加7%的纯铜电抗器；该改造能提高系统的平均功率因数，而且能抑制谐波对用电系统的危害。 跟换与电容器相适当安秒特性的快速熔断器，在电容器发生异常时能迅速熔断，避免事故进一步发展。