泵站高压无功补偿装置熔断器故障原因分析及解决方案

泵站高压无功补偿装置熔断器故障原因分析及解决方案

[摘 要] 本文就泵站高压无功补偿装置熔断器故障原因进行了阐述，并提出解决方案。[关键词] 泵站；无功补偿装置；故障原因

1 工程事故概况

  扬水站 (旧站 )属于麻地豪灌区的二级泵站，泵站设计流量 3．5 m /s，扬水站 (旧站)分为三级泵站，每级泵站安装 4台卧式离心 泵，单机容量 355 KW。三级泵站每级安装一套 6kV无功补偿装置，共 3 套；每套无功补偿装置应分 3组投切 ，补偿容量分别为 100 kvar、100 kvar、210kvar，总补偿容量 410 kvar。扬水站计算自然功率因素 0．79，实际 电网功率因素应低于 0．76，补偿后功率 因素大于 0．9；2012年安装调试完成后试运行期间出现熔断器无规律熔断，后更换更大熔断电流熔断器，由于进入冬季停运，2013～2014年均未长期运行，2015年由于天气干旱，扬水站自5月投运以来，三级泵站的三套无功补偿装置电容器均出现无规律熔断或爆炸事故，造成站内高压柜保护动作停电，目前三级泵站无功补偿装置均已经退出运行。

2 出现问题

扬水站 (旧站)三级泵站在运行期间投入无功补偿设备后，运行一段时间后熔断器出现无规律熔断或爆炸事故，目前发生事故均为单相熔断器熔断或爆裂。

3 原因分析

(1)由于电网谐波含量过高，谐波引起局部并联，上级水行政部门进行业务指导。要的水利专注设备和仪器。谐振或串联谐振，使谐波被放大，致使外熔断器及电容器等设备烧毁。

(2)由于电容器内部单元损坏量过大而引起的外熔断器损坏，电容器内部单元损坏程度较大，电容器内部发生短路，发生过流，而引起外熔断器损坏。

(3)熔断器熔断，应该是前面回路出现了大电流，熔管熔断的不及时(速度慢 )，可能是熔断器或电抗器内部爬电引起。如果电网高次谐波比较严重，在正常情况下，电容器组是不会出现过负荷的，但系统中除了工频以外，还夹杂着各次谐波，各次谐波均会通过电容器组形成电流回路，出现各次谐波对应的谐波电流，有时某次谐波电流幅值是很大的，而考虑工频和各次谐波叠加后的总电流，就可能会超过电容器组的额定电流，出现过负荷的情况，此时会有大电流通过熔断器涌入电容器。而熔断器的散热主要靠金属端盖和尾线通过热传导来完成。在正常的工作条件下，即在通过电流等于或低于熔丝额定电流值时，熔体的温度由这两部分的温升限值限定某一较低的温度，此时发热与散热保持平衡，保证熔断器长时间稳定工作状态，此时若失去电流，熔断器则可恢复到原来的状态，包括熔体在内的各部分都能保持初始状态不变。当通过熔丝的电流达到高于其额定电流的某个值时，熔丝熔体及各部位的发热都将按电流的平方关系增大，温度升高又使熔体电阻增大，加剧其发热，而熔丝与端盖，熔丝尾线与熔体的压接处以尾线本身的温度升高又恶化了熔体发热量向外部传导。当散热跟不上发热，热平衡不能维持时，熔体温度加快上升，由于熔体材料的不均匀和加工工艺的差别，在熔体上的某一点出现过热，此处的温度升高达到熔体材料的软化点时，由于熔体尾部弹簧力的作用开始局部变细，此时其他温度不再升高，热量主要由变细的部分吸收，形成熔化区，在弹簧力和磁场力的作用下，熔化区进一步收缩变功，直到形成间隙产生电弧，在电弧的作用下熔化区的熔体快速气化，并喷出弧光，当通过熔丝的电流很大时，如高达十几倍或几十倍熔丝额定电流时，由于输入的能量很大，几乎来不及传导，即绝热过程，此时熔体的熔化与气化几乎在同一时刻完成，并产生电弧。而开断时的电弧熄灭是靠灭弧管在电弧高温灼烧下产生大量气体，在外管内形成高压，向尾部喷射强气流来完成的，电流越大，短时间内积累压力越高，此时，如果熔断器灭弧不强．则易发生息弧能力不强，造成短路，从而产生熔断器爆炸。

(4)喷逐式熔断器的熔断原理是熔断器熔断后随尾流喷出而阻断电流，这种熔断器对于安装方法有一定要求，应尽量避免水平或垂直安装，宜斜向下 45。安装。毛不拉三级泵站熔断器出现频繁无规律熔断或爆裂，不排除安装方式及产品质量的原因。

(5)电容器未进行分组投切，加上放电线圈容量设置偏小，电容器投退时间间隔太短，容易形成内部过电流而使熔断器熔断。

4 解决方案

(1)请专注机构对电网谐波进行检测，若电网谐波总体含量超过 5％ ，应考虑加装 FC滤波装置。

(2)请供货厂家派出专注人员对现有无功补偿装置电容器进行检测，若电容器总损坏率超过 15％ ，则应进行相应更换。

(3)必要时可将装置电容器、电抗器拆除，请供货厂家进行现场检测或发回供方厂家进行检测是否合格；根据现场情况分析，不排除喷逐式熔断器存在质量问题，建议更换另一pin牌的熔断器。

(4)重新整定电容投切控制器参数。

(5)在今后的熔断器安装过程中应尽量减短熔断器引线，如果熔断器熔断喷逐时其引线舞动，也会导致与其它相短路发生爆炸，熔断器安装方式值得关注，尾线过长且不加固定是隐患。

(6)对三级泵站无功补偿装置应做好接地，要求接地电阻小于等于 3．5n。

以上6点经过逐一排查，解决问题根本，在泵站使用无功无偿装置，不仅要知道怎样使用，更要知道如果出现故障后的解决方法，奥东电气引用实际案例进行分析。