淺談并聯(lián)電容器組維護(hù)及運(yùn)行管理的問(wèn)題

摘要：并聯(lián)電容器組是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的主要無(wú)功補(bǔ)償裝置，在改善用戶質(zhì)量及提高供電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平方面起了至關(guān)重要的作用。本文旨對(duì)并聯(lián)電容器組的維護(hù)及運(yùn)行管理進(jìn)行相關(guān)分析，對(duì)存在的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行討論，為預(yù)防并聯(lián)電容器事故，使電容器組更好地運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：并聯(lián)電容器；維護(hù)；運(yùn)行

中圖分類號(hào)：TM53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

電容器組是指電氣上連接在一起的電容器單元，在電網(wǎng)中運(yùn)行的并聯(lián)電容器組都是三相電容器。三相電容器組用的都是三相電容器。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電力網(wǎng)的容量越來(lái)越大，在電力系統(tǒng)中，無(wú)功補(bǔ)償裝置的運(yùn)行情況決定電壓的質(zhì)量及線損。在眾多發(fā)送無(wú)功的設(shè)備中并聯(lián)電容器以適于分散安裝，能較好地滿足就地補(bǔ)償?shù)囊螅环纸M投切電容器組有良好的調(diào)節(jié)性能；投資省、能耗低、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)成為最常見(jiàn)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備[1]。本文主要通過(guò)研究目前并聯(lián)電容器組在維護(hù)及運(yùn)行管理過(guò)程中存在的問(wèn)題，探尋以對(duì)當(dāng)前存在的問(wèn)題提出對(duì)策。

1 《6KV-66KV并聯(lián)電容器運(yùn)行規(guī)范》設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的要求

電力電容器允許在不超過(guò)額定電流的30%運(yùn)況下長(zhǎng)期運(yùn)行。三相不平衡電流不應(yīng)超過(guò)+5%。電力電容器運(yùn)行溫度最高不允許超過(guò)40℃，外殼溫度不允許超過(guò)50℃，有必要在單只電容器外殼上貼試溫紙或采用紅外測(cè)溫進(jìn)行檢查。電容器正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保證進(jìn)行紅外成像測(cè)溫，運(yùn)行人員每周進(jìn)行一次測(cè)溫，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患，保證設(shè)備安全、可靠運(yùn)行。安裝于室內(nèi)電容器必須有良好的通風(fēng)，進(jìn)入電容器室應(yīng)先開(kāi)啟通風(fēng)裝置。電容器的投入要考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，努力提高功率因數(shù)。

2電容器運(yùn)行維護(hù)的注意事項(xiàng)

2.1 控制電容器的運(yùn)行電壓、電流及溫度

電容器是以電介質(zhì)為工作介質(zhì)的一種電器，在額定電壓下介質(zhì)中的電場(chǎng)強(qiáng)度很高。因而運(yùn)行時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制電容器的電壓、電流、溫度數(shù)值。

2.1.1 嚴(yán)格控制電容器的運(yùn)行電壓

《變電站運(yùn)行規(guī)程》中規(guī)定電容器長(zhǎng)期運(yùn)行中的工作電壓不能超過(guò)電容器額定電壓的1.05倍。電容器的無(wú)功功率Q=ωU2，Q與U2成正比， 當(dāng)運(yùn)行電壓超過(guò)額定值將使電容器過(guò)負(fù)荷，同時(shí)隨電壓的升高，電容器發(fā)熱，熱損失增大。電壓太高還易導(dǎo)致熱擊穿，損壞電容器。另外，電容器的壽命也會(huì)因高場(chǎng)強(qiáng)絕緣質(zhì)老化加速，而使壽命縮短。因此，電容器的運(yùn)行應(yīng)嚴(yán)格的控制在能許的范圍內(nèi)，最好等于額定電壓，以保證電容器的安全運(yùn)行。在選擇安裝電容器組時(shí)也要考慮防止電容器發(fā)生過(guò)電壓運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行電壓水平選用合適的額定電壓的電容器。

2.1.2 允許電容器的過(guò)電流運(yùn)行

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電容器應(yīng)能在有效值為額定電流的1. 3倍的穩(wěn)定電流下運(yùn)行， 電容器允許的過(guò)電流限值是從熱穩(wěn)定的要求來(lái)確定的，熱穩(wěn)定試驗(yàn)的目的之一是求得產(chǎn)品的過(guò)載能力，一般電容器允許不超過(guò)其額定容量的1.35倍運(yùn)行，而電容器設(shè)計(jì)是按1. 44倍額定容量設(shè)計(jì)的，熱穩(wěn)定試驗(yàn)也按這個(gè)要求進(jìn)行，因而是有一定安全范圍的。

2.1.3 電容器的運(yùn)行溫度

電容器和其它大部分電氣設(shè)備不同，它一般情況下都是在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，因而電容器是不能從日負(fù)荷變化而使平均溫升較低的特性中得到好處。另一方面電容器的絕緣介質(zhì)又在較高場(chǎng)強(qiáng)下運(yùn)行。制造廠對(duì)電容器使用電壓、電流、環(huán)境溫度的限制，實(shí)際上是規(guī)定了電容器內(nèi)部最高溫度，這個(gè)溫度決定于電容器的有功損失。當(dāng)發(fā)熱量異常增加超過(guò)外殼表面散熱的平衡度時(shí)，電容器內(nèi)部溫度升高，形成熱的惡性循環(huán)，最后導(dǎo)致熱擊穿。同時(shí)，環(huán)境溫度對(duì)電容器運(yùn)行溫度影響也很大。為防止電容器不因過(guò)熱而降低使用壽命，電容器應(yīng)避免在超過(guò)上限溫度的情況下運(yùn)行，同時(shí)還應(yīng)注意運(yùn)行中電容器之間冷卻空氣溫度[3]。

2.2對(duì)電容器按時(shí)進(jìn)行認(rèn)真地巡查

電容器是靜止的和全封閉的電氣設(shè)備。運(yùn)行人員需要對(duì)電容器組進(jìn)行定期巡查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電容器組存在缺陷時(shí)，要及時(shí)退出運(yùn)行，以防止不安全事故的發(fā)生。在對(duì)電容器組進(jìn)行正常巡視中應(yīng)重點(diǎn)檢查以下項(xiàng)目：

2.2.1 對(duì)電容器定期進(jìn)行清掃，清掃的周期可根據(jù)具體情況而定；

2.2.2 外殼各部是否滲漏；

2.2.2 外殼是否鼓肚，膨脹量是否超過(guò)正常熱脹冷縮的彈性許可度；電容器的鼓肚可能是冷卻空氣溫度較高所致，應(yīng)增加通風(fēng)措施。

2.2.3 室外電容器組未涂冷鋅的還應(yīng)檢查外殼油漆是否脫落、生銹，當(dāng)脫落或生銹較嚴(yán)重時(shí)可涂冷涂鋅解決；在維護(hù)的過(guò)程中，應(yīng)盡量避免電容器套管受到機(jī)械應(yīng)力，擰螺絲帽時(shí)要用力得當(dāng)。

2.2.4 套管是否完整，有無(wú)裂紋，放電現(xiàn)象。電容器組斷路器跳閘后，不能強(qiáng)送電。過(guò)流保護(hù)動(dòng)作跳閘應(yīng)查明原因，否則能再投入運(yùn)行；

2.2.5 引線連接處，連接部分是否堅(jiān)固，各處有無(wú)松動(dòng)，脫落或斷線，發(fā)熱變色。由于故障電容器可能發(fā)生引線接觸不良，內(nèi)部斷線或熔絲熔斷，因此有一部分電荷有可能未放出來(lái)，所以在接觸電容器前，應(yīng)戴絕緣手套，用短路線將故障電容器的二極短接，方可動(dòng)手拆卸；

2.2.6 聽(tīng)是否有異聲；

2.2.7 室內(nèi)運(yùn)行的電容器組，應(yīng)注意檢查通風(fēng)設(shè)施的運(yùn)行情況；

2.2.8 電流表和電壓表的指示。

3 造成電容器故障的主要因素

電容器組的正常運(yùn)行對(duì)于電力系統(tǒng)電能的質(zhì)量與效益都起著至關(guān)重要的作用，但由于電容器本身的設(shè)計(jì)及運(yùn)行條件各方面的原因，造成電容器的損壞率較高的因素主要有：

3.1初期性故障：電容器存在潛在缺陷，如電容器在真空條件下制造時(shí)混入了空氣、介質(zhì)不純等，于初期如供電遇異常情形，會(huì)劣化引起的故障；

3.2 偶發(fā)性故障：接線不牢或遭外力破壞等，是在搬運(yùn)、安裝或運(yùn)行過(guò)程中由于人為疏忽等產(chǎn)生的機(jī)械缺陷，而導(dǎo)致的電容器在運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障；

3.3 過(guò)載使用引起故障：

3.3.1 安裝處所周?chē)鷾囟壬撸L(fēng)不良；

3.3.2 過(guò)電壓運(yùn)轉(zhuǎn)：包括運(yùn)行過(guò)電壓、諧波過(guò)電壓、操作過(guò)電壓等，超過(guò)最高容許過(guò)電壓限值；

3.3.3 過(guò)電流運(yùn)轉(zhuǎn)：電容器的充電電流含有諧波狀況下，該電流的有效值大于過(guò)電流限值；

3.3.4 老化性故障：電容器使用多年后，由于絕緣強(qiáng)度老化和內(nèi)部游離等因素，造成電氣絕緣強(qiáng)度降低而引起損壞。

4 防止并聯(lián)電容器發(fā)生安全事故的對(duì)策

4.1針對(duì)220 kV變電站電容器功率大、組數(shù)多，易產(chǎn)生過(guò)電壓的特點(diǎn)增加補(bǔ)償精度。可組合投切3組不同的電容量，3組電容器的容量比為3：2：1。部分110 kV變電站負(fù)載小，10 kV母線電壓高，亦可采用容量比2：1的方式運(yùn)行。35 kV變電站應(yīng)采用小容量電容器組運(yùn)行。

4.2電容器室、配電室應(yīng)保持干燥、通風(fēng)，加強(qiáng)對(duì)電容器組及室內(nèi)配電裝置的清掃維護(hù)，并做好防止小動(dòng)物危害的措施。

4.3定期對(duì)10 kV保護(hù)進(jìn)行校驗(yàn)。加強(qiáng)對(duì)真空開(kāi)關(guān)的監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，在允許范圍內(nèi)盡量加大其開(kāi)斷行程，確保其操作迅速可靠。

4.4正確選擇電容器熔斷器容量，更換熔斷器時(shí)應(yīng)對(duì)電容器單只逐個(gè)放電并可靠接地，以保證人身安全。

結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)分析了并聯(lián)電容器組的主要特性，分析了造成并聯(lián)電容器在過(guò)電壓、過(guò)電流及過(guò)溫等故障時(shí)的原因。探索了解決故障的相關(guān)解決措施，找出了在日常工作中維護(hù)并聯(lián)電容器組應(yīng)注意的事項(xiàng)，為電容器組更高效的運(yùn)行提供了保障。

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