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無功補償案例
泵站高壓無功補償裝置熔斷器故障原因分析及解決方案

泵站高壓無功補償裝置熔斷器故障原因分析及解決方案


[摘 要] 本文就泵站高壓無功補償裝置溶斷器故障原因進行了闡述,并提出解決方案。[關鍵詞] 泵站;無功補償裝置;故障原因

1 工程事故概況

  揚水站 (舊站 )屬于麻地豪灌區的二級泵站,泵站設計流量 3.5 m /s,揚水站 (舊站)分為三級泵站,每級泵站安裝 4臺臥式離心 泵,單機容量 355 KW。三級泵站每級安裝一套 6kV無功補償裝置,共 3 套;每套無功補償裝置應分 3組投切 ,補償容量分別為 100 kvar、100 kvar、210kvar,總補償容量 410 kvar。揚水站計算自然功率因素 0.79,實際 電網功率因素應低于 0.76,補償后功率 因素大于 0.9;2012年安裝調試完成后試運行期間出現熔斷器無規律熔斷,后更換更大熔斷電流熔斷器,由于進入冬季停運,2013~2014年均未長期運行,2015年由于天氣干旱,揚水站自5月投運以來,三級泵站的三套無功補償裝置電容器均出現無規律熔斷或爆炸事故,造成站內高壓柜保護動作停電,目前三級泵站無功補償裝置均已經退出運行。

2 出現問題

揚水站 (舊站)三級泵站在運行期間投入無功補償設備后,運行一段時間后熔斷器出現無規律熔斷或爆炸事故,目前發生事故均為單相熔斷器熔斷或爆裂。

3 原因分析

(1)由于電網諧波含量過高,諧波引起局部并聯,上級水行政部門進行業務指導。要的水利專業設備和儀器。諧振或串聯諧振,使諧波被放大,致使外熔斷器及電容器等設備燒毀。

(2)由于電容器內部單元損壞量過大而引起的外熔斷器損壞,電容器內部單元損壞程度較大,電容器內部發生短路,發生過流,而引起外熔斷器損壞。

(3)熔斷器熔斷,應該是前面回路出現了大電流,熔管熔斷的不及時(速度慢 ),可能是熔斷器或電抗器內部爬電引起。如果電網高次諧波比較嚴重,在正常情況下,電容器組是不會出現過負荷的,但系統中除了工頻以外,還夾雜著各次諧波,各次諧波均會通過電容器組形成電流回路,出現各次諧波對應的諧波電流,有時某次諧波電流幅值是很大的,而考慮工頻和各次諧波疊加后的總電流,就可能會超過電容器組的額定電流,出現過負荷的情況,此時會有大電流通過熔斷器涌入電容器。而熔斷器的散熱主要靠金屬端蓋和尾線通過熱傳導來完成。在正常的工作條件下,即在通過電流等于或低于熔絲額定電流值時,熔體的溫度由這兩部分的溫升限值限定某一較低的溫度,此時發熱與散熱保持平衡,保證熔斷器長時間穩定工作狀態,此時若失去電流,熔斷器則可恢復到原來的狀態,包括熔體在內的各部分都能保持初始狀態不變。當通過熔絲的電流達到高于其額定電流的某個值時,熔絲熔體及各部位的發熱都將按電流的平方關系增大,溫度升高又使熔體電阻增大,加劇其發熱,而熔絲與端蓋,熔絲尾線與熔體的壓接處以尾線本身的溫度升高又惡化了熔體發熱量向外部傳導。當散熱跟不上發熱,熱平衡不能維持時,熔體溫度加快上升,由于熔體材料的不均勻和加工工藝的差別,在熔體上的某一點出現過熱,此處的溫度升高達到熔體材料的軟化點時,由于熔體尾部彈簧力的作用開始局部變細,此時其他溫度不再升高,熱量主要由變細的部分吸收,形成熔化區,在彈簧力和磁場力的作用下,熔化區進一步收縮變功,直到形成間隙產生電弧,在電弧的作用下熔化區的熔體快速氣化,并噴出弧光,當通過熔絲的電流很大時,如高達十幾倍或幾十倍熔絲額定電流時,由于輸入的能量很大,幾乎來不及傳導,即絕熱過程,此時熔體的熔化與氣化幾乎在同一時刻完成,并產生電弧。而開斷時的電弧熄滅是靠滅弧管在電弧高溫灼燒下產生大量氣體,在外管內形成高壓,向尾部噴射強氣流來完成的,電流越大,短時間內積累壓力越高,此時,如果熔斷器滅弧不強.則易發生息弧能力不強,造成短路,從而產生熔斷器爆炸。

(4)噴逐式熔斷器的熔斷原理是熔斷器熔斷后隨尾流噴出而阻斷電流,這種熔斷器對于安裝方法有一定要求,應盡量避免水平或垂直安裝,宜斜向下 45。安裝。毛不拉三級泵站熔斷器出現頻繁無規律熔斷或爆裂,不排除安裝方式及產品質量的原因。

(5)電容器未進行分組投切,加上放電線圈容量設置偏小,電容器投退時間間隔太短,容易形成內部過電流而使熔斷器熔斷。

4 解決方案

(1)請專業機構對電網諧波進行檢測,若電網諧波總體含量超過 5% ,應考慮加裝 FC濾波裝置。

(2)請供貨廠家派出專業人員對現有無功補償裝置電容器進行檢測,若電容器總損壞率超過 15% ,則應進行相應更換。

(3)必要時可將裝置電容器、電抗器拆除,請供貨廠家進行現場檢測或發回供方廠家進行檢測是否合格;根據現場情況分析,不排除噴逐式熔斷器存在質量問題,建議更換另一品牌的熔斷器。

(4)重新整定電容投切控制器參數。

(5)在今后的熔斷器安裝過程中應盡量減短熔斷器引線,如果熔斷器熔斷噴逐時其引線舞動,也會導致與其它相短路發生爆炸,熔斷器安裝方式值得關注,尾線過長且不加固定是隱患。

(6)對三級泵站無功補償裝置應做好接地,要求接地電阻小于等于 3.5n。

以上6點經過逐一排查,最終解決問題根本,在泵站使用無功無償裝置,不僅要知道怎樣使用,更要知道如果出現故障后的解決方法,奧東電氣引用實際案例進行分析。

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