淺談并聯電容器組維護及運行管理的問題

摘要：并聯電容器組是現代電力系統的主要無功補償裝置，在改善用戶質量及提高供電系統經濟運行水平方面起了至關重要的作用。本文旨對并聯電容器組的維護及運行管理進行相關分析，對存在的相關問題進行討論，為預防并聯電容器事故，使電容器組更好地運行奠定基礎。

關鍵詞：并聯電容器；維護；運行

中圖分類號：TM53 文獻標識碼：A

電容器組是指電氣上連接在一起的電容器單元，在電網中運行的并聯電容器組都是三相電容器。三相電容器組用的都是三相電容器。隨著電力系統的發展，電力網的容量越來越大，在電力系統中，無功補償裝置的運行情況決定電壓的質量及線損。在眾多發送無功的設備中并聯電容器以適于分散安裝，能較好地滿足就地補償的要求；分組投切電容器組有良好的調節性能；投資省、能耗低、運行維護方便等優勢成為最常見的無功補償設備[1]。本文主要通過研究目前并聯電容器組在維護及運行管理過程中存在的問題，探尋以對當前存在的問題提出對策。

1 《6KV-66KV并聯電容器運行規范》設備運行維護的要求

電力電容器允許在不超過額定電流的30%運況下長期運行。三相不平衡電流不應超過+5%。電力電容器運行溫度最高不允許超過40℃，外殼溫度不允許超過50℃，有必要在單只電容器外殼上貼試溫紙或采用紅外測溫進行檢查。電容器正常運行時，應保證進行紅外成像測溫，運行人員每周進行一次測溫，以便于及時發現設備存在的隱患，保證設備安全、可靠運行。安裝于室內電容器必須有良好的通風，進入電容器室應先開啟通風裝置。電容器的投入要考慮變壓器的經濟運行，努力提高功率因數。

2電容器運行維護的注意事項

2.1 控制電容器的運行電壓、電流及溫度

電容器是以電介質為工作介質的一種電器，在額定電壓下介質中的電場強度很高。因而運行時應嚴格控制電容器的電壓、電流、溫度數值。

2.1.1 嚴格控制電容器的運行電壓

《變電站運行規程》中規定電容器長期運行中的工作電壓不能超過電容器額定電壓的1.05倍。電容器的無功功率Q=ωU2，Q與U2成正比， 當運行電壓超過額定值將使電容器過負荷，同時隨電壓的升高，電容器發熱，熱損失增大。電壓太高還易導致熱擊穿，損壞電容器。另外，電容器的壽命也會因高場強絕緣質老化加速，而使壽命縮短。因此，電容器的運行應嚴格的控制在能許的范圍內，最好等于額定電壓，以保證電容器的安全運行。在選擇安裝電容器組時也要考慮防止電容器發生過電壓運行，應根據系統運行電壓水平選用合適的額定電壓的電容器。

2.1.2 允許電容器的過電流運行

國家標準規定電容器應能在有效值為額定電流的1. 3倍的穩定電流下運行， 電容器允許的過電流限值是從熱穩定的要求來確定的，熱穩定試驗的目的之一是求得產品的過載能力，一般電容器允許不超過其額定容量的1.35倍運行，而電容器設計是按1. 44倍額定容量設計的，熱穩定試驗也按這個要求進行，因而是有一定安全范圍的。

2.1.3 電容器的運行溫度

電容器和其它大部分電氣設備不同，它一般情況下都是在滿負荷下運行時間較長，因而電容器是不能從日負荷變化而使平均溫升較低的特性中得到好處。另一方面電容器的絕緣介質又在較高場強下運行。制造廠對電容器使用電壓、電流、環境溫度的限制，實際上是規定了電容器內部最高溫度，這個溫度決定于電容器的有功損失。當發熱量異常增加超過外殼表面散熱的平衡度時，電容器內部溫度升高，形成熱的惡性循環，最后導致熱擊穿。同時，環境溫度對電容器運行溫度影響也很大。為防止電容器不因過熱而降低使用壽命，電容器應避免在超過上限溫度的情況下運行，同時還應注意運行中電容器之間冷卻空氣溫度[3]。

2.2對電容器按時進行認真地巡查

電容器是靜止的和全封閉的電氣設備。運行人員需要對電容器組進行定期巡查，當發現電容器組存在缺陷時，要及時退出運行，以防止不安全事故的發生。在對電容器組進行正常巡視中應重點檢查以下項目：

2.2.1 對電容器定期進行清掃，清掃的周期可根據具體情況而定；

2.2.2 外殼各部是否滲漏；

2.2.2 外殼是否鼓肚，膨脹量是否超過正常熱脹冷縮的彈性許可度；電容器的鼓肚可能是冷卻空氣溫度較高所致，應增加通風措施。

2.2.3 室外電容器組未涂冷鋅的還應檢查外殼油漆是否脫落、生銹，當脫落或生銹較嚴重時可涂冷涂鋅解決；在維護的過程中，應盡量避免電容器套管受到機械應力，擰螺絲帽時要用力得當。

2.2.4 套管是否完整，有無裂紋，放電現象。電容器組斷路器跳閘后，不能強送電。過流保護動作跳閘應查明原因，否則能再投入運行；

2.2.5 引線連接處，連接部分是否堅固，各處有無松動，脫落或斷線，發熱變色。由于故障電容器可能發生引線接觸不良，內部斷線或熔絲熔斷，因此有一部分電荷有可能未放出來，所以在接觸電容器前，應戴絕緣手套，用短路線將故障電容器的二極短接，方可動手拆卸；

2.2.6 聽是否有異聲；

2.2.7 室內運行的電容器組，應注意檢查通風設施的運行情況；

2.2.8 電流表和電壓表的指示。

3 造成電容器故障的主要因素

電容器組的正常運行對于電力系統電能的質量與效益都起著至關重要的作用，但由于電容器本身的設計及運行條件各方面的原因，造成電容器的損壞率較高的因素主要有：

3.1初期性故障：電容器存在潛在缺陷，如電容器在真空條件下制造時混入了空氣、介質不純等，于初期如供電遇異常情形，會劣化引起的故障；

3.2 偶發性故障：接線不牢或遭外力破壞等，是在搬運、安裝或運行過程中由于人為疏忽等產生的機械缺陷，而導致的電容器在運行時發生故障；

3.3 過載使用引起故障：

3.3.1 安裝處所周圍溫度升高，通風不良；

3.3.2 過電壓運轉：包括運行過電壓、諧波過電壓、操作過電壓等，超過最高容許過電壓限值；

3.3.3 過電流運轉：電容器的充電電流含有諧波狀況下，該電流的有效值大于過電流限值；

3.3.4 老化性故障：電容器使用多年后，由于絕緣強度老化和內部游離等因素，造成電氣絕緣強度降低而引起損壞。

4 防止并聯電容器發生安全事故的對策

4.1針對220 kV變電站電容器功率大、組數多，易產生過電壓的特點增加補償精度。可組合投切3組不同的電容量，3組電容器的容量比為3：2：1。部分110 kV變電站負載小，10 kV母線電壓高，亦可采用容量比2：1的方式運行。35 kV變電站應采用小容量電容器組運行。

4.2電容器室、配電室應保持干燥、通風，加強對電容器組及室內配電裝置的清掃維護，并做好防止小動物危害的措施。

4.3定期對10 kV保護進行校驗。加強對真空開關的監測試驗，在允許范圍內盡量加大其開斷行程，確保其操作迅速可靠。

4.4正確選擇電容器熔斷器容量，更換熔斷器時應對電容器單只逐個放電并可靠接地，以保證人身安全。

結語

本文通過分析了并聯電容器組的主要特性，分析了造成并聯電容器在過電壓、過電流及過溫等故障時的原因。探索了解決故障的相關解決措施，找出了在日常工作中維護并聯電容器組應注意的事項，為電容器組更高效的運行提供了保障。

參考文獻

[1] 胡紅光， 劉軍杰. 并聯電容器的運行環境與故障分析[J]. 高電壓技術， 2012（02）.

[2] 宋春雨，變電所并聯電容器的運行和保護方式[J].科技創新與應用，2012（10）.

[3] 王大川，張明新.并聯電容器的運行維護[J].黑龍江電力，2012（9）.

[4] 靳東立. DWK型戶外高壓無功自動補償裝置[J].農村電氣化， 2010（02）.

[5] 吳文斌， 吳敏. 農電網低壓末端并聯電容無功補償與節電的分[J].楊凌職業技術學院學報， 2009（03） .

[6] 蔡國杰. 合理利用電容設備提高功率因數[J]. 山西建筑， 2009（19）

[7] 楊萍. 高壓并聯電容器保護配置及整定原則探討[J]. 電氣傳動自動化， 2010（02）.