电容器组维护与故障的处理研究

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　　[作者简介:辛佳永(1976 ―),男,福建厦门人,本科学历,厦门电业局副主任,工程师,研究方向为电力系统变电站运维管理。
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　　摘要：电容器组是电力系统运行中重要的组成部分，用并联电容器补偿电网的无功功率是提高电压质量的主要措施，其正常运行对于保障电力生产、生活、工业的正常运转具有十分重要的意义。本文中，笔者试图对电容器组的维护和故障的处理进行简要的分析和探讨，文中主要围绕两个方面展开相关研究，首先对电容器组常见的异常及故障原因进行分析，接下来重点对电容器组维护和故障处理的对策进行研究。
　　关键词：电容器 维护 故障 对策
　　中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2011)12(b)-0000-00
　　引言
　　 我国工业的快速发展对电力工业也提出了更高的要求，电力负荷不断加大，电压的等级也逐渐提高，高压电已经成为输送电能的主要形式。为了满足工业、生活的用电需要，需要对高、低压电进行电压变换，变电站成为承担这一任务的主要载体。因此，如何做好变电站电容器组的维护与故障的处理就显得尤为重要。
　　
　　1电容器运行中常见异常现象和电容器损坏原因分析
　　 变电站电容器组作为补偿电网无功功率，提高电压质量的主要措施，由于负荷的自然变化，电容器成为投切最频繁的电气设备。由于产品制造原因或运行维护不当造成严重的电容器损坏事故，会给电网带来巨大影响。
　　1.1电容器运行中常见异常现象
　　 (1)过电流。引起过电流的原因有投入电容器产生涌流、高次谐波谐振产生过电流、运行电压过高使电容器过电流、投入空载变压器引起谐振产生过电流、电弧炉负荷变动较大。(2)过电压。引起过电压的原因有高次谐波谐振、切断电容器。(3)熔断器群爆。引起熔断器群爆的原因有熔断器熔断后尾线不能与保护管脱离，熔断器的额定电流选择过小，熔断器开断性能不良，谐波。
　　1.2电容器损坏原因分析
　　 (1)切电容器组时，由于断路器重燃引起的重燃过电压造成电容器极间绝缘损伤甚至击穿。(2)电容器投入时的涌流过大、电网的谐波超标引起过电流，使电容器过热、绝缘降低乃至损坏。(3)电容器外壳渗漏油，导致内部绝缘受潮而发生放电，使电容器损坏。(4)电容器由于密封件老化或接点长期发热引用内部发热。(5)产品质量差。
　　
　　2电容器组维护与故障处理的对策
　　2.1有效调节控制运行“参数”
　　 减少电容器组元器件出现故障的几率，控制电流、电压和温度等几个“参数”是比较有效的方法，也是在实际应用中经常采用的方法。
　　 (1)控制谐波过电流。由于电力电子技术的迅速发展，非线性用电负荷以及可控硅大量应用，所产生的谐波对电力网的污染越来越严重。而电容器的电抗随着频率的升高而减小，这使得电容器成为谐波的吸收点。谐波往往会使介质损耗增加，其直接后果是额外的发热及寿命缩短。因此，在电容器组使用的过程中，一旦发现比较频繁的过电流现象，就应该通过调节运行电压或者限制谐波，降低过电流的现象。比如，如果过电流严重而运行电压不高时，则可以采取限制谐波的方式。(2)调节运行电压。电容器组在运行的过程中，若电网电压过高，电容器的输出功率为Qc=ωCU2，电容器无功功率增加，将进一步提高母线电压。另外内部元器件的有功损耗P=Qctanδ随之增大，发热量上升，加速电容器老化。但是，控制电压在电容器额定电压之下，又降低了无功功率值，电容器的容量没有得到充分的应用，从运营成本角度来看，其经济上是不合理的。因此，在实际的电力生产中，电容器组的运行电压，在理论上应该等于额定电压，由于实践中，很难确保电容器始终处于额定电压的情况下运行，可以通过限制一个较小的浮动范围来确保电容器组的正常运行。同时，变电站在选择使用电容器组的时候，应该选择与预计过电压相符的额定电压的电容器组。(3)控制环境温度。一般情况下，电容器组都是在满负荷的情况下运行。在这种情况下，环境温度对于电容器的正常运行也具有重要的影响。因此，在选择电容器组时，要尽量选择电容器运行的温度类别与环境温度相适应的电容器。同时，电容器的安装，要确保其在正常的运行中能够及时通风、散热，这样可以使得电容器产生的热量瞬间散发掉，延长电容器组的使用寿命。控制环境温度，首先在设计施工阶段应注意通风设备设计布置合理，无通风死角。条件具备时，可安装联网环境温湿度传感器，由远方值班中心实时监控，防止通风故障失查温度过高。每年应定期安排电容器室通风元件维护清扫，故障时及时维修，最大限度地发挥通风装置的作用，从而使得电容器组处于相对低温运行环境。
　　2.2做好日常运行维护
　　 电容器组的使用寿命不仅与电压、电流和温度等几个参数有关，还应该加强电容器组的日常维护和管理，以便及时发现电容器组运行中的问题。电容器组在运行中应定期巡视，主要检查电容器组外观、仪表指示及附属设备，并开展红外成像测温。电容器检修的性质一般是进行消缺的小修，要求电容器检修后应按照DL／T596-1996《电力设备预防性试验规程》的要求，进行外观检查，电容量、绝缘电阻的测量。按照现场检修的具体要求对特定的并联电容器、电抗器、放电线圈进行耐压试验。检修电容器前，应做好放电措施，保证检修的人身安全。
　　2.3电容器组的常见故障及处理
　　 电容器在运行中由于操作不当或者出现过电流、过电压等现象时，会发生各种各样的故障。从实际运行来看，电容器组主要容易发生以下几个方面的故障：
　　 (1)外壳鼓肚变形。主要原因为介质内产生局部放电或部分元件击穿，使介质分解而析出气体，应立即将其退出运行。(2)电容器爆炸。主要原因为内部发生极间或机壳间击穿而又无适当保护时，与之并联的电容器组对它放电，因能量大而爆炸着火。应立刻切断电源，采用干式灭火器或沙子进行灭火。(3)熔丝熔断。主要原因有过电流、电容器内部短路或外壳绝缘故障。此时应严格控制运行电压，测量绝缘，更换保险。若内部短路则应将其退出运行。(4)发热。主要原因有接头螺丝松动、频繁反复受浪涌电流作用、长期过电压运行、环境温度超过许可值。此时应紧固螺栓做好接头处理，减少电容器投切次数，调用电压较高的电容器，定期测温和改善通风环境。(5)异响。主要原因有电容器内部有局部放电、外部有局部放电。此时应停止运行，查找故障更换电容器，将故障电容器外部擦拭干净。另外，高次谐波侵入或投入电流过大也可能引起声音异常。
　　 电容器组作为电力生产系统中重要的组成部分，对于实现电力安全生产起着重要的作用。因此，做好电容器组的日常运行维护和故障处理就显得十分重要。在实践中，应该选择符合环境温度、电压要求的电容器组，同时，要尽量消除谐波、过电流的不利影响，才能够使电容器组的使用寿命延长，发挥其无功补偿的作用。
　　
　　参考文献
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