淺談10kV并聯電容器組常見故障的防范措施

陳友恒

摘 要：對10 kV并聯電容器組的常見故障進行了分析，在此基礎上，結合生產實際提出了10 kV并聯電容器組常見故障的發生原因，以及相應的防范措施。

關鍵詞：并聯電容器；絕緣介質；正弦波電壓；電容量

中圖分類號：TM53 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.158

電力電容器在具體的應用過程中，常會發生各種運行障礙，進而對整個電力網絡無功系統運行的可靠性、安全性和正確性造成不良影響。因此，需要對10 kV并聯電容器組的常見故障類型和發生原因進行分析，同時，提出有針對性的應對方法。

1 常見故障及其原因分析

1.1 電網諧波產生的影響

電容器產生的熱量通常來源于絕緣介質損耗，正弦波電壓下其表達式為：

. （1）

式（1）中：U為電壓有效值；ω=2πf，為角頻率；Cp為電容量；

，為介質損耗因數。

如果電容器內有諧波分量存在，則其介質耗損可以表示為：

. （2）

由此可見，隨著諧波次數的增多、諧波含量的加大，電容器產生的熱量也越來越大。從實際生產過程中的檢測數據看，在10 kV并聯電容器組中，對電容器組運行安全性產生影響最大的就是三次諧波等諧波分量。因此，在電容器的使用中，諧波的出現會加大絕緣介質的損耗，進而縮短電容器的使用壽命，嚴重時還會直接引發電容器熱擊穿。

1.2 設備質量產生的影響

1.2.1 電容器本身質量不合格

隨著群爆電容器組分析研究的逐步深入，故障后電容器大面積燒毀或燒損問題引起了人們的廣泛關注。分析結果顯示，故障電容器的額定值、容值比和電容器的絕緣電阻等方面都存在明顯的質量缺陷。

1.2.2 熔斷器設計存在缺陷

通常情況下，在熔斷器熔斷后，彈簧會帶動熔絲與消弧管分離，管內氣體會被電弧分解，從而將電弧吹滅；電弧的長度增加、電阻加大，也會使電弧快速熄滅。由于現階段10 kV并聯電容器組多使用外熔絲，其生產廠家數量眾多，產品缺乏統一標準，質量參差不齊，很多產品都存在著設計和質量缺陷，導致其開斷性能差，易造成誤動或拒動現象，嚴重時還會直接引發電容器組群爆。因此，作為電容器內部故障的主要保護措施，外熔絲的可靠性和安全性直接關系著電容器運行的穩定性。結合生產實際可以發現，我國使用的熔斷器在下述2個方面存在明顯的缺陷：熔斷器內消弧管的質量達不到迅速熄弧的要求；熔絲與銅絞線之間的壓接頭面積無法達到電流的運行標準。

1.2.3 真空斷路器選擇不當

我國使用國產真空斷路器投切的10 kV并聯電容器組占有

很大比重。部分國產真空斷路器存在質量問題，導致在投切電容器組時發生多次重燃，引起重燃過電壓，進而導致電容器組大面積損壞。

1.3 運行環境造成的影響

長時間運行在高溫環境中會使電容器的絕緣性能大大降低，同時，老化速度加快，且電容器運行時產生的熱量不容易散發出去，導致內部壓力急劇升高，進而引發故障。此外，污染嚴重的并聯電容器的絕緣性能也會下降，容易造成污閃。

2 10 kV并聯電容器故障的應對措施

2.1 采用高質量的電容器

從近年來的電容器故障研究結果看，對于經常發生群爆現象的電容器組，即使從外觀和試驗結果上看，某些電容器是正常的，但其工作壽命可能已經到達臨界值，在運行過程中易使電容器組再次發生故障。因此，電容器的選擇應優先考慮經驗豐富、質量過硬的廠家，同時，存在質量問題的電容器應全面更換。

2.2 提高熔斷器的質量穩定性

對于電容器外熔絲的選擇，要考慮質量有保障、口碑較好的廠家。對于運行了一定年限的外熔絲，要及時進行全面更換。安裝時應按照技術規范的要求，避免因安裝不到位而降低外熔絲的可靠性。此外，在設計新變電站時，可選擇質量可靠的采用內熔絲的電容器，這可很大程度上降低電容器組故障的概率。

2.3 選用適合頻繁投切的真空斷路器

對于經常發生故障的10 kV并聯電容器組，應對其搭配的真空斷路器進行檢查，將重燃率高的真空斷路器淘汰。在設計新安裝的電容器組時，優先選用質量可靠、重燃率低的真空斷路器。

2.4 避免電容器組受到諧波影響

從特定范圍內變電站的實際情況出發，可從下述3個方面制訂諧波防治措施：①對處在諧波嚴重地區且故障發生率較高的電容器組加以改造或更換；②協助用電客戶，指導其對產生諧波的設備進行改造或更換；③在設計新安裝的電容器組時，設計人員需要從當地諧波的實際情況出發進行監測，按照監測結果采取相應的控制措施。

2.5 改善電容器組的運行環境

一方面，要對電容器室的環境溫度進行控制，在設計安裝電容器時，需要保持每個電容器之間至少有50 mm的間距，同時，在電容器室內裝設具備溫度控制的通風系統，在室溫達到一定高度后，通風系統會自動啟動，降低室內溫度；另一方面，保持電容器室的環境衛生，保證其有效的絕緣。

3 結束語

10 kV并聯電容器是現階段我國采用的最先進的無功功率

補償設備，且該設備對供電企業的日常運轉具有重要意義。然而，在10 kV并聯電容器組的使用過程中，常會出現各種故障，進而對電容器組的運行產生不良影響。因此，10 kV并聯電容器組的運維管理人員需要及時對故障發生的原因進行總結分析，進而采用有針對性的處理措施，保證電容器組運行時的安全性、可靠性和穩定性。

參考文獻

[1]廖繼庭.10 kV并聯電容器組的故障分析及應對措施[J].電器工業，2010，1（9）：66-67.

〔編輯：張思楠〕