摘要:

電容器是工業中補償功率因數使用最為普遍的器件之一，由于一般情況下電容器都是并聯在系統主回路中的，故其運行的穩定性不僅影響到系統功率因數的正常調節，而且也往往直接或間接地影響到系統其它電力設備的正常運行。

1 案例概況

我公司3 臺水泥磨電動機的設計容量為14000kVA，功率因數補償方式為就地補償，3臺高壓電容柜分別接至3臺電動機出線端，每臺電容柜容量600kvar，3臺電容柜都能正常運行時功率因數為0.97， 如有1臺不能運行則為0.93，2臺不能運行時為0.89，這不僅造成損耗的增加，而且因無功的增加也影響到系統的正常啟動，曾發生一起在2臺電容柜未投用時啟動高壓大皮帶（355kW，2臺同時直接啟動）瞬間造成進線柜的速斷，不得已而調整進線柜速斷的整定值。從2006 年以來，我公司水泥磨系統這3 臺電容補償柜先后發生4 起放炮事故，故障現象均為先是補償柜發出嗡嗡聲，隨即有濃煙外冒，約10s后放炮，水泥磨系統全線停電，總降1 號柜速斷跳閘。現場檢查發現柜內有一相熔斷器（DN3 型瓷殼）爆碎，經測量有一相電容器擊穿，同時強烈的弧光和爆炸的沖擊也造成了柜內另外兩相電容器、熔斷器及底座、3臺電壓互感器、補償柜柜門的報廢。

2 原因分析

1）由于先是補償柜發出嗡嗡聲，故可判斷此時應是出現了電容器內部擊穿故障，電容器擊穿后產生的大電流造成熔斷器外殼熔化爆碎拉弧（冒煙和弧光），產生的弧光隨即引起電源的三相短路從而造成了故障的擴大。

2）其控制系統設計上存在缺陷，高壓小車出線端接了兩個設備，一個接電動機，一個接電容器，而電流互感器只檢測電動機電流，即高壓小車不能監測電容柜電流變化情況，在電容柜出現問題時，小車不能切斷故障點，只能靠熔斷器來保護，如果熔斷器有問題，只能任由其故障惡化了。

3）高壓電容柜熔斷器的選型上也存在問題。此處的熔斷器應選防爆或在熔斷器斷開時不出現弧光的產品，即在這種環境里熔斷器熔斷時不能允許其熔體發生爆炸，且其熔斷時發出的弧光也不能影響到其它兩相電源的工作， 否則就會出現三相弧光短路的惡果。

4） 購置的此批電容器質量可能也存在一定的問題，因為4 次故障中有3 次是同一個廠家同一批次的產品，使用時間均未超過3 年（基本可以排除是電容器老化造成的故障）； 有一次故障是出事前2 天整個公司電網曾發生過一次雷擊過電壓事故，不排除此次過電壓事故對某些電容器內部絕緣造成了一定的破壞。

3 處理措施

1）加隔離裝置，將三相熔斷器及電容器用絕緣裝置隔開，這樣即使在單相熔斷器熔斷爆炸時出現一定弧光也不會造成三相短路的惡性后果。

2）增加綜保裝置，在高壓小車出線端電容側增加電流互感器，所測電流信號送入綜保，此綜保的輸出點再送入高壓小車綜保參與聯鎖。當高壓電容器出現擊穿等故障時綜保裝置能及時切斷高壓小車甩開故障點（在此例中，電容器從擊穿到放炮約10s）。

3） 在有條件的情況下可更換熔斷器的型號及電容器廠家。我公司由于考慮到整個補償柜內的空間布置，目前未更換。

4 改造后效果

我公司在2008 年6 月份生產淡季對這3 臺高壓電容補償柜進行了上述改進，于2008 年11 月出現了一次主電動機高壓小車跳閘故障，經查電容補償柜綜保速斷報警， 再查發現電容柜內電容器有一相擊穿，這也是水泥分廠第一起因電容器擊穿而又沒出現放炮事故的故障，證明對電容器柜進行的電氣改造效果是明顯的。（作者：許世同，孫克強，孫統一）