汪亮亮

【摘  要】本文针对荷花池变电所引起并联电容器组熔断器“群爆”的因素进行了分析与排查，根据其呈现的特征，提出了解决故障的改进措施，通过现场措施的实施与落实，避免了荷花池变电所该故障的再次发生。为其它变电所应用并联电容器时起到了防护和借鉴作用。

【关键词】并联电容器组  熔断器  群爆

1、引言

当发生电容器组全组熔断器熔断或一相全熔断，而熔断器熔断时不再同一瞬间，是一只接一只的持续一段时间，称该现象为熔断器的“群爆”。荷花池变电所10KVI段电容器组熔断器熔断，操作人员接到指令后将I段电容器由运行改检修，检查发现共有6只熔断器熔断，其中A相3只，B相2只，C相1只。随后对电容器组详细全面的检查，并进行了绝缘及特性试驗，更换了熔断器，重新投运10KVI段电容器。运行8小时后，10KVI段电容器熔断器再次熔断5只，其中A相3只，B相1只，C相1只。类似这样的熔断器“群爆”现象，荷花池变电所以往曾经发生过好几次。熔断器“群爆”，一定是过电流作用的结果，且熔断器是并联电容器组中单台电容器内部故障的主要保护。可见对于“群爆”故障的危害是不言而喻的，因此，必须对其原因进行深入的分析，总结相应的防范措施，确保系统的安全运行。

2、“群爆”现象的特点：

2.1、室外电容器组发生“群爆”后，外观检查均能发现熔断件熔断管表面有放电烧损的痕迹。

2.2、有无串联电抗器均能发生“群爆”。

2.3、无论何种接线均会发生“群爆”，统计资料表明三角形接线者发生机率相对多一些。

2.4、“群爆”多发生于恶劣天气或投入运行操作结束时。

2.5、调整电容器容量也不能防止“群爆”。

2.6、“群爆”发生时，大部分情况下保护不会动作，故断路器不跳。

3、造成荷花池变电所并联电容器组熔断器群爆原因分析如下：

3.1、熔断器的额定电流选择不合理。选择熔断器额定电流时，应考虑与电容器的额定电流相配合。

电容器允许在1.3IN下长期工作，并允许电容值的偏差为-5%～+10%.因此在运行中，有的电容器工作电流可达1.1×1.3=1.43倍的额定电流。因而IEC549规定：熔断器额定电流和电容器额定电流之比值要大于1.43倍。GB3983-85《并联电容器》标准规定为1.5～1.6倍，原水利电力部SDJ25-85规定为1.5～2.0倍。但在发生“群爆”现象的电容器组中，该比值有的只有1.35～1.37，有些甚至更小。根据统计表明，国产熔断器额定电流的偏差多数超过20%，考虑该因素，推荐电流比以1.7～1.8为宜。

3.2、谐波产生“群爆”。由于荷花池变电所10KV带有大量电机非线性设备，加之负荷较重使产生的谐波不断增大。当谐波电流进入电容器后，回路中电流急增，从而造成电容器过负荷，当时间超过其延时时间，便会大量熔断，形成“群爆”现象。而荷花池变电所10KV并联电容器组没有串联起限制合闸涌流和高次谐波的电抗器。

3.3、熔断器开断性能较差。熔断器在开断规定的容性电流时不应发生重燃，否则相当于许多并联运行的电容器中的一组切断后又重新投入，将引起与之并联运行的电容器对其放电。此放电电流大大超过熔断器的抗涌流能力，从而使其熔断，产生“群爆”。

4、防止荷花池变电所并联电容器组熔断器发生群爆的改进措施：

4.1、正确选择熔断器的额定电流。

当单台电容器为三相时，以10KV系统为例：其标注的额定电压有11KV/√3和 11KV。这两种标注方式主要区别在于说明此三相电容内部接线方式分为星型 Y 和三角型Δ两种。而加在三相电容器三个接线端电压均为线电压 11KV。计算其额定电流时和标注中11KV/√3分母上的√3 无关，不管是Y接法Δ接法，U均为11KV。而不是11KV/√3。根据三相电功率 Q=√3UI 得出I=Q/√3U（不论星型Y和三角型Δ接法。不考虑sinΦ）。Q为电容器额定容量Kvar，U为电网线电压。

当单台电容器为单相时，以10KV系统为例：其标注的额定电压有11KV/√3和 11KV，这两种标注方式主要区别在于说明：标称11KV/√3的单台电容当组成电容器组接在三相电网时只能接成Y，电网线电压为 11KV 时，此时电容两个接线柱实际电压为 11KV √3 即6.4KV。否则当接成Δ时电容器就会过电压，当单只电容接电源时只能接在 6.4KV 电网中而不是 11KV 电网。这时计算单台电容器电流时 I=Q/U，Q为电容器额定容量 Kvar，U为11KV/√3 即6.4KV也就是电网电压的相电压而不是线电压11KV;标称 11KV 的单台电容当组成电容器组接在三相电网时只能接成Δ，如果接成Y 时，由于电容器两端实际电压降成相电压11KV/√3 即 6.4KV，他就达不到它的标称 Kvar 值。如果三只这样的电容器组成电容器组按Δ型可直接接在线电压为 11KV 的三相电网中。单只电容可直接接在三相 11KV 其中两相上。计算电流时 I=Q/U，Q 为电容器额定容量 Kvar，U 为电网线电压。

荷花池变电所10KV所用电容器组为单台单相并联组成其型号：BFM 11/√3-30-1W，结合型号可以看出接在三相电网时只能接成Y，

而单台电容器的额定电流I=√3（30/11）即约为4.72A，因此根据3.1所讲，则选择熔断器的额定电流为1.7～1.8I，即约为8.5A。结合实际生产规格因此最终选择了熔断器的额定电流为10A。

4.2、加装串联电抗器，并正确选择其参数。

荷花池变电所并联电容器组熔断器群爆前未串联电抗器，简图如下：

改进措施后简图：

并联电容器组串联电抗器的主要额定参数有：

额定电流I——在电抗器和电容器组串联接入额定母线电压的条件下，流过电抗器的所允许承受的相电流。

额定感抗X——在端子额定电压下，电抗器的每相感抗。

额定容量Q——在端子额定电压下，电抗器的三相容量。

电抗率K——并联电容器串联电抗器的额定电抗与串联连接的电容器的额定容抗之比，以百分数表示。

荷花池变电所并联电容器组选用串联电抗器主要参数选择：

4.2.1串联电抗器的电抗率K的选择

电力系统中谐波电流一般以5次较大，7次次之，11次次次之，3次一般不严重。在工程设计中，为避免5次及以上谐波谐振，即取n=5时，

电容器組串联电抗器电抗率应满足K>1/n，即取K>0.04，一般取X=（4.5%～6%）X，考虑到按厂家样本实际额定电抗率K达不到规定值，同时适当提高额定电抗率K有利于减少分流到电容器支路中的谐波电流，因此设计通常取X=（5%～6%）X是合理的。所以荷花池变电所并联电容器组串联电抗器的电抗率K选择6%。

4.2.2串联电抗器的容量选择

X为电容器组单相容抗;Q为电容器组单相容量;U为电容器端子额定电压;I为流过电容器组的额定相电流;X为串联电抗器单相感抗;Q为串联电抗器单相容量;其中：

K=X/X                              （1）

I= I;U=IX;U=IX;Q=UI;      （2）

Q=UI=IX=IKX=KQ;              （3）

由此可知，串联电抗器单相容量等于电容器组单相容量乘以额定电抗率K，总容量的关系亦然。

荷花池变电所10KVI段电容器总容量为3×9×30Kvar=810Kvar，则串联电抗器的额定容量Q为K*810 Kvar，即0.06×810=48.6Kvar.

4.2.3串联电抗器的额定电流选择

结合4.1所计算的单台电容器的额定电流I=√3（30/11），实际时9只单相电容器并联，参照4.2.2的公式（2），则串联电抗器的额定电流为9×√3（30/11）=42.51A

4.2.4串联电抗器的额定感抗选择

单台电容器的额定容抗X = U/ Q= 11/ 30;实际时9只单相电容器并联，参照4.2.2的公式（1），则串联电抗器的额定感抗X为K*9*11/ 30=2.18

综上所述，荷花池变电所10KVI电容器组串联用电抗器选型为：CKSGQ/11/√3/48.6/6%

额定频率：50HZ    额定相数：三相   额定容量：48.6Kvar     额定电压：10KV       额定电流：42.51A   额定电抗：2.18

4.3、选用性能较好的熔断器。选择开断性能优良，不重燃的专用熔断器。

4.4、采用星形接线。为减少“群爆”熔断器熔断的数量，电容器组应尽量采用星形接线，而荷花池变电所电容器组已是采用星形接线。

5、结束语

通过对荷花池变电所并联电容器组熔断器发生“群爆”现象的原因，采取了一系列的防范措施，同时也对其10KVI、II段实施了改进措施，改进后取得了明显的效果。截至目前，该故障未曾再次发生。对我们以后在此方面的设计、选型起到了一定的参考和借鉴的作用。

参考文献：

[1].藏广州. 高压供电设备强制性标准实施与选型使用技术手册. 吉林科学技术出版社.

[2].枫岚，素馨. 变电所技术标准及规程规范应用手册.辽宁科学技术出版社.

[3].黄明达，李庄.工厂常用电气设备选型、设计与技术参数及性能速查实用手册. 吉林电子出版社