電容器缺陷統計及現狀分析

寨戰爭

惠州供電局變電部，廣東惠州 516199

電容器缺陷統計及現狀分析

寨戰爭

惠州供電局變電部，廣東惠州 516199

電力電容器在電力電網中以無功補償形式來提高電網的功率因數，提高系統輸電穩定性和輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功率。 隨著變電站輻射地域范圍越來越大，無功設備用來調節穩定遠端電壓使用頻率也越來越頻繁，使得無功設備的問題越來越突出，分析電容器的缺陷原因和管理漏洞，并制定相應的對策，保證無功設備的可用率，保障電網電壓穩定性。

無功；電容器；故障分析

1 必要性

電力電容器是無功補償裝置中的重要設備。近年來電力電容器的安裝和投運容量在逐年增加，但在長期運行工作中，由于運行環境、設備質量以及人為等因素而產生的電容器故障日益增多。而由于受設備檢修時間、備品等因素導致不能及時消缺，嚴重影響了變電部無功設備可用率 。

惠州供電局把無功設備可用率加入績效考核中進行考核，要求無功可用率95.0%基本值。變電部無功可用率季度考核值都要稍低于基本值。

惠州供電局變電部近幾年逐步增大投入資金量進行電容器搶修、擴容和改造工作，但是無功可用率并沒有明顯提高。

2 電容器現狀統計

截止到2010年06月，變電部共管轄108個變電站，除新投產110kV橫河站、蕭屋站外，共統計106個變電站的電容器現狀。

現變電部運維的電容器共有538組，其中500kV變電站電容器有24組，220kV變電站204組，110kV變電站電容器307組，35kV變電站電容器3組。

在運維的電容器組中，電容器總容量為4 414.472Mvar，其中集合式電容器226組，占42%，容量為1 019.112Mvar，占總容量的23.086 %；非集合式電容器312組，占58%，容量為3 395.360Mvar，占總容量的76.914%。

3 電容器缺陷統計

缺陷統計：從09年統計至今，電容器共發生缺陷412項。其中電容器正常硅膠變色缺陷188項，其他導致電容器損壞或停運的故障224項。

從電壓等級上來看，其中35kV電容器發生緊急缺陷0項，重大缺陷1項，一般缺陷9項；10kV電容器發生緊急缺陷7項，重大缺陷20項，一般缺陷375項。

從電容器分類上統計，非集合式電容器共發生了159項缺陷，占缺陷總數38.6%，集合式電容器共發生了253項缺陷，占61.4%。

電容器容量上統計：據2011年3月份統計，35kV電容器、電抗器無故障，10kV電容器總容量3 195.44Mvar，其中集合式電容器總1 104.192Mvar，占總容量34.56%；非集合式電容器總容量2 091.252Mvar，占總容量的65.44%。10kV電容器故障總容量62 519.808Mvar.h，其中集合式電容器故障容量 50 592Mvar.h，占故障總容量的80.92%，非集合式電容器故障容量11 927.808Mvar.h，占故障總容量的19.08%。

如下圖示：

電容器容量占比

電容器故障容量占比

從電容器缺陷統計，除電容器硅膠變色缺陷外，主要缺陷為本體擊穿損壞、保險熔斷、滲漏油、放電PT損壞、不平衡電壓/電流、發熱等，對集合式電容器和非集合式電容器224項缺陷進行原因分布統計，如下表：

非集合式 集合式 缺陷數 占總缺陷（%）保險熔斷 74 2 76 33.93發熱 26 36 62 27.68不平衡電壓/電流 13 20 33 14.73滲漏油 7 16 23 10.27擊穿損壞 15 3 18 8.04避雷器 7 0 8 3.13放電PT 3 2 5 2.23

4 電容器故障分析

從上述系列統計中我們可以看到，在412項缺陷中，除了集合式電容器正常硅膠變色缺陷188項外，電容器本體或輔助設備共發生了224項缺陷。

現我們對224項缺陷進行分析：

1）電容器本體故障高。通過統計可以看到，224項缺陷中導致電容器組本體損壞的缺陷有74次，占33.0%；熔斷器動作76次，占33.93%；

2）集合式電容器故障對無功容量影響嚴重。從統計我們可以看到，集合式電容器的運行中出現的缺陷比非集合式電容器的運行中出現的缺陷稍高。從電容器缺陷比例中我們可以看到，非集合式電容器故障容量占總容量的19.08%，集合式電容器故障容量占故障總容量的80.92%，集合式電容器的故障容量對無功容量影響是非集合式電容器的4倍，嚴重影響了無功的可用率；

3）電容器缺陷頻繁。從投運到發生電容器損壞， 時間從不到一個月到10年都有， 大部分集中在1～2年以內， 部分產品在反復更換中， 仍不出一個月反復損壞。例如2010年4月3日昆山站#2號電容器組A6；B6；C3單元瓷瓶炸裂，并有噴油現象；2010年09月仰天變電站#7號電容放電PT發生了爆炸，導致#6、#7、#8電容器多個單體損壞。例如220kV九潭站共有9組10kV電容器，據統計從2010年至今共發生了19起故障，其中10起電容器本體故障。220kV風田站共有8組10kV電容器，從2010年至今共發生了15起電容器損壞故障；

4）電容器缺陷比較典型。電容器缺陷主要由于產品制造質量及外部環境因素造成外熔絲開斷特性不良，導致故障范圍擴大。滲漏、鼓肚是電容器損壞后最常見的現象。缺陷中10.27%左右的缺陷表現為電容器介損超標，約 49.11%以上的缺陷由零序電壓/電流保護動作和保險絲熔斷發現，表現為電容器電容量變化超標；

5）輔助設備缺陷多。從統計可以看到，接頭或母排發熱、放電PT、避雷器等輔助設備共發生了74起缺陷，占總缺陷的33.04%。

5 電容器管理存在問題

1）從電容器裝置廠家工藝上講，電容器的質量問題嚴重。從電容器缺陷原因分布情況可以看到，電容器滲漏現象發生23次，電容器內部擊穿（包括了內部故障、保護動作和熔絲斷、設備質量等問題）多達127次，表明絕大多數的電容器缺陷為內部電容器單元件或多元件的擊穿；

2）變電部運維的電容器集合式較多。從電容器型式上分析，運維的523組電容器中，集合式電容器226組，容量約為總容量的23%；非集合式電容器312組。容量約為總容量的77%。而通過統計可以看到非集合式電容器159項，占總缺陷38.6%，集合式電容器253項，占總缺陷的61.4%；

3）電容器備件少。變電部現已儲存了部分廠家電容器備品，但是由于各個廠家電容器容量和尺寸不一，不能互相通用，尤其一些時間長的電容器，廠家已不生產，替代產品和舊產品尺寸也不一致。有些廠家電容器故障率太高，導致儲存備品訂貨速度遠遠跟不上；

4）集合式電容器返廠維修時間長：

（1）集合式電容器和框架式電容器相比，備品備件的儲備是一大難題。因為電容器的型號繁多，每年生產的電容器單元只對應當年產品，儲備電容單元比較困難。電容器廠家生產備件大約需要1個月時間；

（2）確認電容器內部擊穿故障后，即使有備件，由于集合式電容器的結構性缺陷，檢修班人員也無法更換，必須由廠家進行吊芯處理或者返廠維修，消缺周期需要2個月左右。

5）電容器監測手段單一。主要是通過運行人員的紅外測溫技術和定期巡視來發現電容器發熱和滲漏油問題。對于其他大多數電容器故障， 均要依靠二次保護動作。如果保護均可靠及時的動作，可以有效 避免了電容器爆炸事故擴大，因此保護定值尤其重要；

6）檢修、繼保、高試專業間配合少。當電容器出現故障時，由繼保、高試和檢修專業各自安排時間進行檢查，而且各專業只是依據現場進行判斷缺陷是否屬于自身專業問題后，就算處理完畢，三個專業沒有溝通和協調，造成無法快速確定故障，從而延誤了故障處理時間，尤其對一些頻繁出現缺陷的電容器組無針對性檢查，只是簡單消除缺陷。

6 應對措施

1）高質量的電容器裝置是安全運行的基礎。從統計分析來看，電容器裝置的質量問題不容樂觀：電容器滲漏現象發生23次；電容器內部擊穿多達127次。表明絕大多數的電容器缺陷為內部電容器單元件或多元件的擊穿，其直接與電容器的設計場強和生產工藝質量有密切關系。因此應加強無功補償裝置前期質量控制，設計中提出更明確、詳細的訂貨技術條件及備品要求， 選購質量好的設備為主， 對已運行設備， 以應及時消缺和加強運行監控；

2）逐步把有缺陷的集合式電容器更換為框架式電容器，新投無功設備選用框架式電容器。根據廠家的反饋，集合式電容器由于每個批次產品不同，很多內部故障的電容器早已經停產，而目前維修方式是將新單元與舊單元并用，而單元生產周期長（60天左右），而且并不能杜絕故障的再次發生，因此無法保證維修的質量問題；

3）強化電容器備件管理 。存儲一些具有通用性的電容器組元件備品，尤其是框架式電容器組，可節省訂貨時間，提高消缺及時率。備品造冊登記，設專人管理；

4）縮短集合式電容器返廠維修時間。電容器組確認為內部故障后，應即時通知廠家人員過來處理，安排吊罩檢查或返廠維修。可要求廠家在15天內生產出所需的備品備件；

5）運行人員加強并聯電容器設備的巡視和監視，針對電容器過熱缺陷采用紅外測溫技術，堅持定期運行巡視應對滲漏油現象。對于有惡化跡象的缺陷，及時上報并進行處理，確保并聯電容器組的安全穩定運行；

6）優化電容器故障查找流程。加強檢修、繼保、高試專業的配合，制定針對無功設備缺陷管理制度，特別針對短時間出現重復性缺陷的電容器組進行專項檢查，繼保、檢修和高試專業應同時在現場，確認故障部分。若無發現問題，高試專業人員需在此后的3個工作日內（可會同廠家）前往現場查找故障；

7）加強對電容器缺陷消缺力度，尤其對于硅膠變色缺陷，要及時更換硅膠，確保硅膠的除濕功能正常。應采取多種手段，確保備件齊全，對于異響、電容器電容量超標、電容器鼓肚缺陷應立即更換電容器單元。

[1]徐基泰.電抗器品種及其發展[J].變壓器，2000(1).

TM7

A

1674-6708（2011）56-0047-02