一起35 k V电容器爆炸事故原因分析

潘俊伟

（绍兴水处理发展有限公司，浙江 绍兴312074）

0 引言

35 k V并联电容器作为重要的无功补偿装置广泛应用于220 k V及500 k V变电站，以提高电网电压质量，改善功率因数，降低电能损耗，提高整个电网电能质量，因此，高压并联电容器的安全运行极为重要。下面介绍一起发生在温州220 k V骄霞变的35 k V电容器爆炸事故及由其引起的一系列故障，并分析事故原因及应对措施，供检修人员及相关厂家参考。

1 事故概述

某日凌晨01：00左右220 k V骄霞变海骄4349线、海霞4350线带完负荷后，运行人员发现35 k V母线电压过高（Ⅰ母电压二次值分别为63.74 V、63.94 V、63.69 V；Ⅱ母电压二次值分别为63.79 V、63.95 V、63.69 V；折算为一次值分别为38.64 k V、38.76 k V、38.61 k V；38.67 k V、38.77 k V、38.61 k V），向调度汇报申请切电容器；＃1电容器开关于01：07：19.206遥控分闸成功。在开关分闸后不久就听到电容器室传来一声爆炸声，运行人员去电容器室观察情况，一开门就看到浓烟滚滚，紧接着又听到一声爆炸声，赶紧离开现场，随后其他几组电容器也退出运行，于01：11：43操作完毕，4台电容器均退出运行。其后断续听到电容器室有异响（事后猜测是绝缘瓷瓶爆裂的声音），之后又有巨大声响发出（事后估计是电容器组落地发出的声音），运行人员通过遥控操作将＃2主变35 k V开关分闸，此时已是凌晨01：30。早上检查现场发现，＃1电容器B、C两相已经严重烧毁，支持绝缘子已断裂，电容器B、C相倒地；＃1电容器开关C相真空泡已爆炸，开关柜内烟熏痕迹明显。

2 系统运行及相关设备情况

如图1所示，海骄4349线、海霞4350线挂副母运行，＃2主变挂正母运行，＃1、＃2电容器挂35 k VⅠ母运行，＃3、＃4电容器挂35 k VⅡ母运行，＃1、＃2电容器负荷通过35 k V母分送35 k VⅡ母，与＃3、＃4电容器一起通过＃2主变35 k V侧送海骄4349线、海霞4350线进行带负荷试验。＃1、＃2电容器为日新电机（无锡）有限公司生产，型号 BAMr11.5-500-1Wh，额定电压11.5 k V，额定容量500 kvar，4并2串接线方式；35 k V真空断路器由AREVA提供，额定电流3 000 A；电容器微机保护装置为北京四方的CSC-200系列。

图1 骄霞变一次系统简略图

3 事故原因推断及分析

可以大致推断出：在运行过程中，由于35 k V母线电压过高，通过后台遥控操作退出＃1电容器，在操作初始产生的操作过电压超过电容器组的耐压值，使其发生爆炸；但＃1电容器真空开关为何爆炸尚不得而知，需要通过后台SOE报文及故障录波资料来分析原因。

3.1 后台SOE报文显示

＃1电容器开关于01：07：19.206遥控分闸成功，之后是顺序操作退出＃3、＃2、＃4电容器组；

＃4电容器开关于01：11：43.501遥控分闸成功；01：25：00之前＃1电容器保护装置反复启动复归；01：28：58.463，＃1电容器 CSC-221A：过流Ⅰ段第一次动作，Ia＝0.006 A，Ib＝3.578 A，Ic＝3.578 A；

01：28：59.043，＃1电容器 CSC-221A：过流Ⅰ段第二次动作，Ia＝0.010 A，Ib＝3.657 A，Ic＝3.641 A；

01：28：59.343，＃1电容器 CSC-221A：过流Ⅱ段动作，Ia＝0.003 A，Ib＝3.657 A，Ic＝3.657 A；

01：28：59.448，35 k V 母分 CSC-211：过流Ⅲ段动作，Ia＝0.006 A，Ib＝3.625 A，Ic＝3.625 A；

01：29：08.062，＃1电容器CSC-221A：跳闸失败（开关已经在分闸位置）；

01：29：08.463，35 k V 母分 CSC-211：跳闸失败（母分过流保护出口压板退出状态）；

01：29：14.855，35 k V 母线保护Ⅰ母差动动作（南瑞 BP-2C）；

01：29：14.914，35 k V母分开关分（母差动作切除）；01：30：00.497，＃2主变35 k V开关分（后台遥控拉开）。

3.2 故障录波器显示

对照主变故障录波器（武汉中元）对＃2主变35 k V侧电流、35 k V母线电压的录波图（图2、图3）进行分析，可知：操作初始产生的操作过电压是造成＃1电容器组爆炸及其断路器断弧不成功的原因。

图2 ＃2主变35 k V侧电流波形图

图3 35 k VⅠ母电压波形图

＃1电容器开关C相因断口熔化或动静触头粘连等不明缘由，造成系统C相通过电容器组不完全接地；系统A、B相对地电压升高，造成＃1电容器开关B相断口断断续续击穿导通，导致＃1电容器保护反复启动，因为击穿时间较短，保护不动作。反复的击穿造成＃1电容器组严重烧损、B相断口严重烧损，＃1电容器组B、C相间短路，短路电流约2 500 A，持续时间约16 s，造成＃1电容器组C相断路器真空泡爆炸。期间＃1电容器保护装置正确动作，35 k V母分过流保护正确动作。

＃1电容器组C相断路器真空泡爆炸后，＃1电容器组C相在开关柜内接地短路（CT之前），B相在电容器室内接地短路（CT之后），短路电流约10 000 A，持续时间约80 ms，造成35 k V母线保护动作（C相有差流，无制动电流）。

4 结语

发生类似情况后，不应先分电容器开关，而要先调节主变分接头，使主变35 k V侧电压降到37 k V以下，这样可以有效降低电容器操作过电压发生的几率。爆炸发生后，应先拉开分段开关，将故障手动隔离，以免事故扩大。

［1］刘伟，汤雨海.变电站综合自动化实用技术问答［M］.中国电力出版社，2007

［2］江苏省电力公司编.电力系统继电保护原理与实用技术［M］.中国电力出版社，2006

［3］陈怡，蒋平，万秋兰，等.电力系统分析［M］.中国电力出版社，2005

［4］孟凡钟.真空断路器实用技术［M］.中国水利水电出版社，2009