試分析變電站并聯電容器的原理和運行維護

安旭國網內蒙古東部電力有限公司檢修分公司

試分析變電站并聯電容器的原理和運行維護

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摘要：新時代的發展離不開電力行業，變電站運行中，并聯電容器的出現，大大提高了電網運行質量。本文簡要敘述了并聯電容器的內涵原理及其結構，分析了保護并聯電容器運作的方式，深入探討了變電站并聯電容器日常運行維護中的一些措施與故障處理手段，以期對提高其運行穩定性提供一定見解。

關鍵詞：變電站；并聯電容器；原理；運行維護

一、電容器的內涵原理

在相對穩定的直流電路當中，電容只可當作是一個電流中的斷開點。不過，電容可以通過外加電壓出現暫態時進行充電，從而產生充電電流。若兩極間的電壓經過不斷提升，最終達到平衡與外接電路電壓后，則充電就會停止。外加在正弦交流電路中的電容兩端的電壓不斷變化，致使電容不論充電還是放電都將不會停止。

從上可得，電容不僅不消耗有功功率，而且其時正時負的功率特性，使其可在電路中進行能量交換。通常，這種情況被稱作消耗容性無功功率，也就是提供感性無功功率。不僅如此，電網中大量的無功流動雖不會消耗能量，但過量的電流流經線路，使得線路末端電壓因兩端電壓降升高而降低。故此，運用電容器進行無功補償，以阻礙電網中大量無功流動造成的影響，以便減少線路損耗及提升電壓質量。

二、并聯電容器結構

常見的一些并聯電容器有框架式、單臺鐵殼式、充氣式以及箱式等，因為其類型不同，所以結構也不同。一般來說，變電站多半運用的是框架式并聯電容器和集合式并聯電容器。

小型的電容器，通常內部采用的是兩片鋁箔作為電極，使用復合絕緣薄膜對其間進行絕緣，將其卷成一個卷，以便空間得到解放。然后用導線引出兩極板，配以外界相關絕緣介質實施與箱體的絕緣工作。

一些大型的并聯電容器通常情況下都是由多個小型電容器串聯單元并聯組成，所有小電容器的電壓總和就是大型并聯電容器的容量。

至于框架式并聯電容器，它的結構不算復雜，是在一個特制的框架上，放置數個獨立的小電容器，按照設計需求，用導線將它們串聯起來，并聯在一起。這種模式的并聯電容器，由于其每個電容器單元都是密封著的，因此可以安放多層，合理高效利用空間，節約占地面積。

除了以上介紹的并聯電容器之外，其他還有多種并聯電容器，結構都有所不同。針對不同的需要，應該選用最合適的并聯電容器，才能最大化實現此項設備的效用。

三、保護并聯電容器的幾個主要方式

（一）過流保護方式

過流保護，這種保護方式是發生故障時，用過電流作為依據，進行電容器的保護工作。熔斷器通過過電流時，熔斷電流對電容器形成保護，其是最簡單的過流保護方式。

（二）過電壓保護方式

電容運行中，電壓不能長期處在額定電壓的110%。其有效保護電容器的方式是保護在母線電壓處于過高時，實施動作跳閘。同時，能起到電壓保護作用的還有避雷器。

（三）低電壓保護方式

在母線失壓時，設置過電壓保護，以便自動切斷電容器。其是針對母線失壓后快速恢復，電容器放電未完全產生的電壓和過電流不一致，而出現的電容器損壞情況。

此外還有多種并聯電容器保護方法，例如不平衡保護方法當中的多個方式，都是保護并聯電容器的有效措施。

四、變電站并聯電容器的運行維護措施及故障處理手段

（一）按照相關規定使用并聯電容器

第一，電容器在運行過程中，其電流不能長時間超過電容器額定電流的30%，同時，其電壓也不可長期處在限定電壓的110%狀態下。

第二，在電容器組中，其三相電流間的差距不可超過5%，如果發現超過此數值，需立即查出原因，并采取有效措施處理。

第三，在斷開電容器以后，注意需要五到十分鐘的間隔時間，才可以把電容器重新運行起來。遇到裝置并聯電阻類型的開關，每次這種操作中間至少要間隔十五分鐘以上。

第四，在母線停止運作之前，要斷開電容器的開關，這必須要按照當時值班調度員的指令來實施操作。

第五，如果電容器沒有在母線失電后自動跳閘，那么應該立即采取手動方式，切斷電容器設備。

第六，使用投切電容器時，應該盡可能采用就地平衡的原則。多使用投切電容器對站內無功平衡不合要求的這種情況進行調節，比如發生無功平衡電壓超限，就可實施調檔來調節電壓。

第七，發生母線電壓出現過低情況時，需要把電抗器先退出，然后再將電容器投入。反之，當母線電壓過高時，應該實施相反的操作方式。

（二）變電站并聯電容器常見故障及處理手段

首先，滲漏油情況。氣溫的變化可能導致電容器接口發生熱脹冷縮的情況，使其容易出現裂縫，致使產生滲漏油情況。所以，平常巡查過程中要十分注意這個地方，觀察接口處或地面上是否有油漬。較輕微的漏油情況可以定期及時補充以解決，但如果發生螺絲生銹或是松脫，以及裂縫出現，這種滲漏油的情況就會很嚴重，必須馬上抓緊處理。

其次，外殼鼓肚情況。電容器動作跳閘，這種由輕微故障導致無法被保護裝置發覺的情況，多半是由于電容器內部某個或某些元件出現了小故障，被擊穿后產生了電弧所造成的。電弧促使絕緣油產生氣體，膨脹后是電容器外殼鼓肚，對此，應立即退出運行，避免發生爆炸。

最后，發熱情況。多數情況下，電容器出現發熱現象，是因為運行環境沒有良好的通風系統，加之長時間過電流狀態所致。要落實對電容器實施定期檢測溫度，若溫度超出可運行范圍時，必須馬上終止運行。另外，電容器溫度升高還可能因為元件老化、介質損耗等問題，使用紅外成像手段可查出原委，加以實施補救。

電網事業的發展進步需要變電站的技術革新，而維護變電站并聯電容器的運行是重中之重。唯有了解并聯電容器的工作原理和相應保護措施，以及及時發現并聯電容器運行中出現的問題，采取有效手段處理好這些問題，才能使其運作效率達到最高值，從而促進電網發展良好。

參考文獻：

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