影響電容器運行的主要因素

電力電容器是電力系統(tǒng)中重要的設備之一，在系統(tǒng)運行中，通過對電容器的投切來控制系統(tǒng)的無功功率，從而減少運行中損耗的電能，達到提高功率因數(shù)的目的。長期的運行經(jīng)驗表明，電容器在運行過程中會因本身缺陷或者系統(tǒng)工況運行等原因出現(xiàn)漏油、膨脹變形、甚至“群爆”等故障，若無查出電容器故障原因，對系統(tǒng)的安全運行將造成嚴重威脅。因此，對電容器運行故障進行分析處理顯得至關重要。

電力電容器的種類

電力電容器的種類很多，按電壓等級分可分為高、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。

影響電力電容器運行的因素

1、運行的電壓。電容器的無功功率、發(fā)熱和損耗正比于其運行電壓的平方。長期過電壓運行會使電容器溫度過高，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。在運行過程中，由于電壓調(diào)整、負荷變化或者倒閘操作等一系列因素引起系統(tǒng)的波動產(chǎn)生的過電壓，如果作用時間較短，對電容器的影響不大，但是不能超過允許過電壓的時間限度。

2、運行的溫度。電容器的運行溫度過高，會加速介質(zhì)的老化影響其使用壽命，甚至會引起電容介質(zhì)的擊穿，造成電容器的損壞。可見，溫度是保證電容器安全穩(wěn)定運行和正常使用壽命的重要條件之一。因此，運行中必須始終確保電容器工作在允許溫度內(nèi)。

3、運行的電流。電容器運行中的過電流，除了由過電壓引起的工頻過電流外，還有由電網(wǎng)高次諧波電壓引起的過電流。所以，通常在電容器的設計中，允許長期運行的過電流倍數(shù)是1.3，即可超出額定電流的30%長期運行。其中10%是允許工頻過電流，另外的20%則是給高次諧波電壓引起的過電流所留的。

常見的電容器故障

1、異響。電容器是一種無勵磁結構的靜止電器。正常情況下，電容器運行是無任何聲響的。當電容器發(fā)生內(nèi)部故障時，會產(chǎn)生發(fā)電的聲音及其它異常聲響，此時應立刻停運檢查。

2、外殼膨脹變形。當電容器長期處于過電壓或者過電流運行時，由于內(nèi)部絕緣擊穿放電及介質(zhì)分解出大量游離氣體，會使密封的電容器外殼內(nèi)部壓力驟增，從而導致外殼鼓起變形，這是電容器產(chǎn)生故障的征兆，此時必須予以重視并及時處理。

3、滲漏油。這是電容器最常見的故障現(xiàn)象，一般是由于電容器自身質(zhì)量問題、缺乏運行維護所導致的。電容器出現(xiàn)漏油現(xiàn)象應特別注意其運行狀況，定期試驗，條件允許應盡早更換新的電容器。

4、運行溫度過高。長時間過壓過流運行，室內(nèi)通風條件差常常會引起電容器運行溫度過高。此外，電容器內(nèi)部介質(zhì)老化、絕緣擊穿等故障也會導致電容器運行溫度升高。運行中若室內(nèi)環(huán)境溫度正常，電容器溫度仍處于高溫裝備，則電容器應立刻停運試驗檢查。

5、絕緣子閃絡放電。電容器絕緣子表面過臟或有裂紋的時候，會有閃絡放電現(xiàn)象。此時應及時對電容器進行檢查清掃。

6、爆炸。當電容器內(nèi)部元件或者外部絕緣出現(xiàn)嚴重的缺陷時，電容器會因內(nèi)部釋放很大的能量而爆炸，這是最嚴重電容器的故障。

電容器故障實例分析

1、事故經(jīng)過：某變電站10kV電容器室發(fā)生電容器爆炸起火事故。現(xiàn)場在聽到電容器室一聲爆炸聲后，第一時間切了電容器組的電源并滅火。事后發(fā)現(xiàn)，挨著故障起火的電容器在墻壁上有明顯的灼燒痕跡，相鄰的兩個電容器也被燒壞。

2、事故原因分析：根據(jù)事故發(fā)生后的現(xiàn)場勘查，起火的那個電容器的熔斷器已斷開，熔體的導線落在電容器的外殼上，并在接觸處發(fā)現(xiàn)明顯的放電痕跡。該電容器組是單星形接線，設置了過壓、失壓和過流保護，還裝設了保護單個電容器的專用的噴逐式熔斷器。但由于該電容器組沒有設置三相不平衡保護，所以當某一個電容器的熔斷器熔斷時，電容器組開關不跳閘。電容器熔斷器熔斷后，熔絲導線落在電容器外殼在一般情況下是不會使該電容器帶電的。但在發(fā)生故障之前一段很短的時間，該站一條10kV線路發(fā)生了單相接地故障。此時出現(xiàn)了周期性熄滅和復燃的電弧，對地產(chǎn)生的過電壓很大，相當于相電壓。這個電壓通過電容器的中性點、接地的電容器外殼、熔絲的導線直接加到電容器，造成該電容器內(nèi)部元件擊穿爆炸起火。

3、事故總結：在分析電容器爆炸起火原因的時候，不能只考慮電容器的內(nèi)部因素，應當分析事故發(fā)生前系統(tǒng)的狀態(tài)與保護動作的情況，再進行判斷；電容器組的設計安裝中，所選熔斷器的防擺裝置絕緣管長度不宜太短，盡可能收緊熔體尾線，以免出現(xiàn)事故中出現(xiàn)的狀況；應盡量采取雙星形接線，配置三相不平衡保護。單星形接線出現(xiàn)單相熔體熔斷時，必須立刻將電容器組退出運行，必要時還應在單相接地的情況下聯(lián)跳電容器組開關。

結論

在日常運行中，電容器損壞的原因有很多，切電容器組產(chǎn)生的過電壓，電容器投入時產(chǎn)生的涌流，諧波超標引起的過電流以及電容器產(chǎn)品本身質(zhì)量問題等都會導致電容器的老化，過熱和內(nèi)部元件損壞。因此，建議采取以下措施增強電容器運行的安全性：安裝時盡量采用質(zhì)量較好的電容器，并加裝金屬氧化物避雷器以防止電容器內(nèi)部擊穿；采用單相熔斷器保護，以確保系統(tǒng)運行中及時斷開故障電容器；保證對電容器進行定期檢查試驗，發(fā)現(xiàn)滲漏油電容器立即退運，發(fā)現(xiàn)變值電容立刻更換；電容器組盡量采用中性點不接地的雙星形接線，并采用雙星形零流平衡保護。電容器是保證電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定和電能質(zhì)量的重要設備，電容器的定期進行維護檢修對保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行是必不可少的。

（作者單位：長春房地（集團）有限責任公司地產(chǎn)分公司）