|
|
|
關(guān)于金屬化膜高壓并聯(lián)電容器幾個(gè)問(wèn)題該如何探討？ |
|
|
摘要：對(duì)金屬化膜高壓并聯(lián)電容器內(nèi)熔絲的考核方法、不自愈時(shí)的保護(hù)以及與斷路器開(kāi)斷時(shí)間的配合等問(wèn)題進(jìn)行了討論。
關(guān)鍵詞：金屬化膜 并聯(lián)電容器 內(nèi)熔絲 試驗(yàn)方法 保護(hù) 開(kāi)斷時(shí)間 金屬化膜低壓并聯(lián)電容器已經(jīng)有30余年的歷史了。現(xiàn)在盡管還在不斷地提高和創(chuàng)新，但早已被人們普遍接受，因而完全取代了老式的油浸式產(chǎn)品。而高壓并聯(lián)電容器，暫且不談金屬化膜產(chǎn)品，就以油浸式產(chǎn)品而論，還是膜紙復(fù)合產(chǎn)品用量居多，而且較為可靠。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至2000年底，我國(guó)（未計(jì)臺(tái)灣、香港和澳門地區(qū)）高壓并聯(lián)電容器的總裝機(jī)容量約為168Gvar左右，其中絕大多數(shù)是膜紙復(fù)合產(chǎn)品。全膜電容器雖然走過(guò)了20余年的艱難歷程，只是近兩年全膜產(chǎn)品的產(chǎn)量才超過(guò)膜紙復(fù)合產(chǎn)品。以2000年為例，按行業(yè)12個(gè)廠家的統(tǒng)計(jì)，高壓并聯(lián)電容器中，全膜產(chǎn)品按臺(tái)數(shù)計(jì)占59．24％，按容量計(jì)占64．03％。而某省電力部門1990～1998年連續(xù)九年的統(tǒng)計(jì)表明，在已投運(yùn)的8．646Gvar電容器中，膜紙復(fù)合產(chǎn)品的容量故障率為0．46％，而全膜產(chǎn)品（大部分是進(jìn)口產(chǎn)品）的容量故障率卻高達(dá)11．88％，后者是前者的近26倍！這充分說(shuō)明，一類新產(chǎn)品的研制成功并非易事！
金屬化膜高壓并聯(lián)電容器從20世紀(jì)80年代才開(kāi)始研制，至今在國(guó)外仍因種種原因而未在市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位。我國(guó)的起步要晚得多，從桂林電力電容器總廠開(kāi)創(chuàng)性的研究工作開(kāi)始計(jì)算，僅僅六七年光景。但產(chǎn)品上市的速度卻大大高于國(guó)外。作者認(rèn)為，我們的此類產(chǎn)品還處在成長(zhǎng)期，加之市場(chǎng)需求過(guò)旺，該類產(chǎn)品在運(yùn)行中出了一些問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)屬于產(chǎn)品成長(zhǎng)期的正常情況。與上述全膜并聯(lián)電容器的發(fā)展情況比較，似乎不應(yīng)該感到意外。當(dāng)然，我們有責(zé)任抓緊研究，讓它日趨完善，以滿足用戶不斷增長(zhǎng)的需要。為此，下面想從幾個(gè)方面發(fā)表幾點(diǎn)拙見(jiàn)。
首先是對(duì)內(nèi)熔絲的考核方法。這似乎是一個(gè)不成問(wèn)題的問(wèn)題。因?yàn)楦鲊?guó)標(biāo)準(zhǔn)都有規(guī)定，而且基本一致。但作者認(rèn)為，這種用鐵釘對(duì)有內(nèi)熔絲的元件造成人為短路，用來(lái)考核內(nèi)熔絲保護(hù)是否可靠的方法，僅僅對(duì)油浸式膜紙和全膜電容器適合，而對(duì)金屬化膜電容器就不能認(rèn)為是合適的了！因?yàn)榇朔N方法從根本上講，不能模擬金屬化膜電容器擊穿瞬間的工況，這一點(diǎn)恐怕是大家的共識(shí)，不必為之再費(fèi)筆墨了。那么，為什么還要用此方法來(lái)考核金屬化膜電容器中的“內(nèi)熔絲”呢？我想答案也許只有一個(gè)：嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)！這當(dāng)然無(wú)可非議。但是，人們不禁要問(wèn)：用這樣的方法考核后“合格”的產(chǎn)品，能在紛繁復(fù)雜的運(yùn)行工況中經(jīng)受住考驗(yàn)嗎？近年來(lái)僅作者所知的若干情況，已經(jīng)能給出否定的答案。所以我認(rèn)為，研制者切不可因?yàn)樵囼?yàn)通過(guò)后產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)就高枕無(wú)憂了，而應(yīng)該補(bǔ)充額外的但又非常必要的針對(duì)性強(qiáng)的試驗(yàn)項(xiàng)目，嚴(yán)格考核，以確保產(chǎn)品出廠后安全可靠運(yùn)行。
其次是“自愈性”。人所共知，這正是金屬化膜電容器的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。很可能就是這一優(yōu)點(diǎn)，吸引了不少人的目光，想方設(shè)法要把它推而廣之，讓它也在高壓并聯(lián)電容器領(lǐng)域一顯身手，這無(wú)疑有著誘人的前景。同時(shí)人們也沒(méi)有忘記，金屬化膜電容器的“自愈性”并非無(wú)處不在、無(wú)時(shí)不有；而令人費(fèi)解的是普遍承認(rèn)、但卻大多有意（應(yīng)讀做相信上述考核試驗(yàn)結(jié)果）或無(wú)意的予以忽視，或者說(shuō)措施不能滿足真實(shí)要求。既然不自愈或自愈失敗的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，而且此時(shí)故障處的絕緣電阻不降低到零，而是歐姆級(jí)至兆歐級(jí)的某個(gè)不確定的值，那末這一根小小的熔絲怎么能對(duì)如此不同的情況給予可靠的保護(hù)呢？也許有人會(huì)說(shuō)，這時(shí)無(wú)需熔絲勞神，元件還可繼續(xù)工作。事實(shí)上這種元件也確實(shí)還在繼續(xù)運(yùn)行，但絕非令人放心地安全運(yùn)行。為此我們不妨假定故障后的殘留阻值為幾十歐或百歐級(jí)，那時(shí)該元件的溫度必然會(huì)升高，這一點(diǎn)在運(yùn)行中已經(jīng)得到充分證明。這種溫升不能歸咎于元件端部局部放電所致：①投運(yùn)初期也有局部放電現(xiàn)象出現(xiàn)，但是未見(jiàn)元件表面溫度升高，此種溫度大幅度升高只能認(rèn)為是不自愈出現(xiàn)后的結(jié)果；②經(jīng)對(duì)在室內(nèi)運(yùn)行的電容器組元件表面溫度的實(shí)際測(cè)試，竟達(dá)80℃甚至還高一些。
再次是保護(hù)動(dòng)作時(shí)限。大家知道，目前投運(yùn)電容器一般都用真空斷路器或六氟化硫斷路器，以10～35kV級(jí)而言，開(kāi)斷時(shí)間通常為2．5～3．0周波左右，亦即50～60ms的時(shí)間。盡管如此之迅速，但仍時(shí)有不能防止故障電容器組事故擴(kuò)大的情況出現(xiàn)。比如電容器爆裂著火后斷路器才跳閘。雖然這種現(xiàn)象原因極其復(fù)雜，很難三言兩語(yǔ)給出一個(gè)明確而又為大家公認(rèn)的簡(jiǎn)要說(shuō)法，但有一點(diǎn)似乎可以明白，那就是斷路器的動(dòng)作時(shí)間還過(guò)長(zhǎng)，沒(méi)能趕在事故擴(kuò)大前切斷電源；或者說(shuō)有些時(shí)候事故擴(kuò)大所需的時(shí)間小于50～60ms。這就是說(shuō)，即使加上繼電保護(hù)出口繼電器的動(dòng)作時(shí)間在內(nèi)，總的開(kāi)斷時(shí)間也在100ms左右。如果仍然視“繼電保護(hù)為后備保護(hù)，電容器內(nèi)部的固有（因設(shè)計(jì)而定下來(lái)的）保護(hù)為主保護(hù)”是一條基本原則的話，那末，上述時(shí)限就得千方百計(jì)滿足，以確保電容器的安全運(yùn)行。如不遵守這一原則，發(fā)生惡性事故的可能性恐怕在所難免。當(dāng)然，由于斷路器拒動(dòng)釀成的大禍也是有的，這不能和上面的情況混為一談。
|
|
|
相關(guān)鏈接