遼源礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 邢文良

1.引言

電力電容器是電力系統(tǒng)中重要的設(shè)備之一，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，通過(guò)對(duì)電容器的投入切換來(lái)補(bǔ)償電力系統(tǒng)的無(wú)功功率，提高系統(tǒng)電壓從而減少運(yùn)行中損耗的電能，達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，并聯(lián)電容器作用，能補(bǔ)償電力系統(tǒng)無(wú)功功率，提高負(fù)載功率因素，減少線路的無(wú)功輸送提高電網(wǎng)的輸送能力，減少功率損耗改善電力質(zhì)量，以及提高設(shè)備率用率。串聯(lián)電容器補(bǔ)償線路電抗、改善電壓質(zhì)量，減少線路阻抗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和增加輸電能力。電容器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)因自身或者系統(tǒng)工況運(yùn)行天氣等原因，導(dǎo)致電容器出現(xiàn)滲漏油、外殼膨脹變形、電容器“群爆”等故障，若查不出電容器故障原因，系統(tǒng)中有帶病運(yùn)行的電容器將對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行將造成嚴(yán)重威脅。因此，對(duì)電容器運(yùn)行故障進(jìn)行分析處理顯得至關(guān)重要。

2.電力電容器的種類(lèi)

電力電容器的種類(lèi)很多，按電壓等級(jí)分，可分為高、低壓兩種；按相數(shù)分，可分為單相和三相；按安裝方式分為戶內(nèi)式與戶外式；按所用介質(zhì)又可分為固體介質(zhì)與液體介質(zhì)兩種。固體介質(zhì)包括電容器紙、電纜紙和聚丙烯薄膜等，液體介質(zhì)包括電容器油、氯化聯(lián)苯、蓖麻油、硅油、十二烷基苯和礦物油。無(wú)論哪種電容器都是全密封裝置，密封不嚴(yán)，則空氣、水分和雜質(zhì)都可能侵入油箱內(nèi)部，電容器進(jìn)水后就會(huì)造成絕緣擊穿，缺油進(jìn)入空氣會(huì)使絕緣受潮、老化，其危害極大，因此電容器是不允許滲漏油的。

3.影響電力電容器運(yùn)行的因素

3.1 電容器運(yùn)行的電壓

電容器的無(wú)功功率、發(fā)熱和損耗正比于其運(yùn)行電壓的平方。長(zhǎng)期過(guò)電壓運(yùn)行會(huì)使電容器溫度過(guò)高，加速絕緣介質(zhì)的老化而縮短電容器的使用壽命甚至損壞。

在運(yùn)行過(guò)程中，由于電壓調(diào)整、負(fù)荷變化或者分合閘操作等一系列因素引起系統(tǒng)的波動(dòng)會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，電容器的連續(xù)工作電壓不得大于1.05倍的額定電壓。最高運(yùn)行電壓不得超過(guò)10%的額定電壓。但是不能超過(guò)允許過(guò)電壓的時(shí)間限度。

3.2 電容器運(yùn)行的溫度

電容器的運(yùn)行溫度過(guò)高，會(huì)加速介質(zhì)的老化影響其使用壽命，甚至?xí)痣娙萁橘|(zhì)的擊穿，造成電容器的損壞。

可見(jiàn)，溫度是保證電容器安全穩(wěn)定運(yùn)行和正常使用壽命的重要條件之一。

因此，運(yùn)行中必須始終確保電容器工作在允許溫度內(nèi)，按廠家規(guī)定一般電容器運(yùn)行的環(huán)境溫度不應(yīng)高于零上40度，或低于零下40度。

3.3 電容器運(yùn)行的電流

電容器運(yùn)行中的過(guò)電流，除了由過(guò)電壓引起的工頻過(guò)電流外，還有由電網(wǎng)高次諧波電壓引起的過(guò)電流。

所以，通常在電容器的設(shè)計(jì)中，最高不應(yīng)超過(guò)額定電流的1.3倍，運(yùn)行中的電容器三相電流應(yīng)基本平衡，不平衡電流不宜超過(guò)5%，可超出額定電流的30%，長(zhǎng)期運(yùn)行10%是允許工頻過(guò)電流，另外的20%則是給高次諧波電壓引起的過(guò)電流所留的。

4.常見(jiàn)的電容器故障

4.1 電容器發(fā)出異響

電容器是一種無(wú)勵(lì)磁結(jié)構(gòu)的靜止電器。正常情況下，電容器運(yùn)行是無(wú)任何聲響的。當(dāng)電容器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生發(fā)電的聲音及其它異常聲響，此時(shí)應(yīng)立刻停運(yùn)檢查。

4.2 電容器外殼膨脹變形

當(dāng)電容器長(zhǎng)期處于過(guò)電壓或者過(guò)電流運(yùn)行時(shí)，由于內(nèi)部絕緣擊穿放電及介質(zhì)分解出大量游離氣體，會(huì)使密封的電容器外殼內(nèi)部壓力驟增，從而導(dǎo)致外殼鼓起變形，這是電容器產(chǎn)生故障的征兆，此時(shí)必須予以重視并及時(shí)更換處理。

4.3 電容器滲漏油

這是電容器最常見(jiàn)的故障現(xiàn)象，一般是由于電容器自身質(zhì)量問(wèn)題、缺乏運(yùn)行維護(hù)所導(dǎo)致的。電容器出現(xiàn)漏油現(xiàn)象應(yīng)特別注意其運(yùn)行狀況，定期試驗(yàn)，條件允許應(yīng)盡早更換新的電容器。

4.4 電容器運(yùn)行溫度過(guò)高

電容器在長(zhǎng)時(shí)間過(guò)壓過(guò)流運(yùn)行時(shí)，室內(nèi)通風(fēng)條件差，常常會(huì)引起電容器運(yùn)行溫度過(guò)高，環(huán)境溫度不得超過(guò)正負(fù)40度，此外，電容器內(nèi)部介質(zhì)老化、絕緣擊穿等故障也會(huì)導(dǎo)致電容器運(yùn)行溫度升高。

運(yùn)行中若室內(nèi)環(huán)境溫度正常，電容器溫度仍處于高溫狀態(tài)，則電容器應(yīng)立刻停運(yùn)，待試驗(yàn)檢查無(wú)誤后方可運(yùn)行。

4.5 電容器絕緣子閃絡(luò)放電

電容器絕緣子表面過(guò)臟或有裂紋的時(shí)候，會(huì)有閃絡(luò)放電現(xiàn)象。此時(shí)應(yīng)及時(shí)對(duì)電容器進(jìn)行檢查清掃。

4.6 電容器爆炸

當(dāng)電容器內(nèi)部元件或者外部絕緣出現(xiàn)嚴(yán)重的缺陷時(shí)，電容器會(huì)因內(nèi)部釋放很大的能量而爆炸，這是最嚴(yán)重電容器的故障。

5.電容器故障的處理

5.1 遇到下列故障之一者，應(yīng)立即停用電容器組，并報(bào)告調(diào)度，聯(lián)系相關(guān)人員進(jìn)行處理：

（1）電容器接頭嚴(yán)重過(guò)熱或電容器外殼示溫蠟片熔化；

（2）電容器套管發(fā)生破裂并有閃絡(luò)放電；

（3）電容器嚴(yán)重噴油或起火；

（4）電容器外殼膨脹變形或嚴(yán)重漏油；

（5）三相電流不平衡超過(guò)10%以上；

（6）電容器內(nèi)部有異常聲響；

（7）集合式電容器已看不見(jiàn)油位，壓力出現(xiàn)異常。

5.2 當(dāng)電容器熔斷器熔斷后，應(yīng)立即向調(diào)度員匯報(bào)，待取得調(diào)度員同意更換熔斷器后，拉開(kāi)電容器的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行充分放電，并做好有關(guān)安全措施。檢查電容器套管有無(wú)閃絡(luò)痕跡，外殼是否變形、漏油，接地匯流排有無(wú)短路現(xiàn)象等，最后用絕緣電阻表（搖表）檢查電容器極間和極對(duì)地的絕緣電阻值是否合格，若未發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象，就可換上符合規(guī)格的熔斷器后將電容器投入運(yùn)行。

如果送電后熔斷器仍熔斷，則應(yīng)拆出故障電容器，為了確保三相電容值平衡，還應(yīng)拆出另外兩項(xiàng)的非故障相的部分電容。再拆除對(duì)地安全保護(hù)措施，然后恢復(fù)電容器組的供電。

5.3 電容器斷路器跳閘（熔斷器未熔斷）。電容器開(kāi)關(guān)跳閘后應(yīng)檢查斷路器、電流互感器電力電纜及電容器外部情況，若無(wú)異?，F(xiàn)象，可以試送一次。否則應(yīng)該對(duì)保護(hù)做全面通電試驗(yàn)，如果還查不出原因，就需要拆開(kāi)電容器聯(lián)線逐相逐個(gè)檢查試驗(yàn)。未查明原因之前不得再試送。

5.4 電容器爆炸、起火斷路器而跳閘時(shí)，首先斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)將電容器組退出運(yùn)行。

5.5 自動(dòng)投切的電容器組，當(dāng)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)裝置失靈時(shí)，應(yīng)將其停用，改為手動(dòng)同時(shí)報(bào)告給有關(guān)部。

5.6 母線失壓時(shí)，聯(lián)切未動(dòng)作或無(wú)聯(lián)切裝置時(shí)，應(yīng)該立即用手動(dòng)將電容器組退出運(yùn)行。

5.7 電容器本身溫度超過(guò)制造廠家的規(guī)定時(shí)，應(yīng)該將其退出運(yùn)行。

5.8 電容器著火及引線發(fā)熱。電容器著火時(shí)首先斷開(kāi)電容器電源，并在離著火的電容器較遠(yuǎn)一端進(jìn)行放電，經(jīng)接地后確保安全情況下用干粉滅火劑等滅火。運(yùn)行中的電容器引線如果發(fā)熱至暗紅，則必須立即退出運(yùn)行，避免事故擴(kuò)大。

6.處理電容器故障時(shí)應(yīng)注意的安全事項(xiàng)

在處理電容器故障時(shí)，運(yùn)行人員必須注意以下事項(xiàng)：

（1）因事故變電站全部停電時(shí)，首先應(yīng)該先拉開(kāi)電容器斷路器，后拉各路出線斷路器；恢復(fù)時(shí)順序相反。

（2）并聯(lián)電容器組斷路器跳閘后，不準(zhǔn)強(qiáng)送；保護(hù)熔絲熔斷后，查不出熔斷原因前，不準(zhǔn)更換熔絲送電。

（3）并聯(lián)電容器組，禁止帶電荷合閘；電容器組再次合閘時(shí)必須在分閘3min之后進(jìn)行。

（4）裝有并聯(lián)電阻的斷路器不準(zhǔn)手動(dòng)合閘。

（5）放電注意事項(xiàng)。運(yùn)行電容器盡管電容器組已內(nèi)部自行放電，但仍有殘余電荷存在，必須進(jìn)行人工放電，放電時(shí)一定要先將地線接地端接好，而后才能放電。放電時(shí)遠(yuǎn)離易燃易爆物品避免火災(zāi)發(fā)生，放電時(shí)必須多次連續(xù)放電，直至無(wú)火花或無(wú)聲音為止。

（6）在處理故障電容器操作時(shí)必須戴防護(hù)器具（如絕緣手套）應(yīng)用短路線將兩級(jí)間連接放電（防止極間殘余電荷存在）。

7.結(jié)論

在日常運(yùn)行中，電容器故障的原因有很多，切電容器組產(chǎn)生的過(guò)電壓，電容器投入時(shí)產(chǎn)生的涌流，諧波超標(biāo)引起的過(guò)電流以及電容器產(chǎn)品本身質(zhì)量問(wèn)題等都會(huì)導(dǎo)致電容器的老化，過(guò)熱和內(nèi)部元件損壞。因此，建議采取以下措施增強(qiáng)電容器運(yùn)行的安全性：

第一，安裝時(shí)盡量采用質(zhì)量較好的優(yōu)質(zhì)電容器，并加裝金屬氧化物避雷器以防止電容器內(nèi)部擊穿；

第二，采用單相熔斷器保護(hù)，以確保系統(tǒng)運(yùn)行中及時(shí)斷開(kāi)故障電容器；

第三，保證對(duì)電容器進(jìn)行定期檢查試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)滲漏油電容器立即退運(yùn)，發(fā)現(xiàn)超期限電容器，應(yīng)立刻更換；

最后，電容器組盡量采用中性點(diǎn)不接地的雙星形接線，并采用雙星形零流平衡保護(hù)。

總之，電容器是保證電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定和電能質(zhì)量的重要設(shè)備，電容器的定期進(jìn)行維護(hù)檢修對(duì)保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行降低無(wú)功損耗是必不可少的組成部分，所以不可忽視，必須引起高度重視，否則將會(huì)直接影響電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。

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