淺談35kV并聯電容器組故障頻繁原因分析

譚洋

（廣西鐵合金有限責任公司，廣西南寧 530000）

淺談35kV并聯電容器組故障頻繁原因分析

譚洋

（廣西鐵合金有限責任公司，廣西南寧 530000）

在電力系統當中，并聯電容器無功補償最先采取的方式就是無功補償，通過這種方式來降低輸電線路的輸送電流，進而達到降低線路能量損耗，提升設備的使用率與電能質量的目的。并聯電容器安全與否，對整個系統的安全運作具有極為現實的意義。文章將對35kV并聯電容器組頻繁出現故障的原因進行分析，并提出有效的改善對策，以保證電網的正常、安全運行。

并聯電容器組；故障；對策

隨著電網規模的增大，我國的電容器制造水平得到了一定的提升，并聯電容器已逐步運用到電力系統的無功補償上，其功能主要表現為朝電力系統供應無功功率，提升功率因素。對于電網的安全運行而言，并聯電容器的可靠性與安全性是極為關鍵且不可忽視的。筆者所在變電站是220kV等級的，兩臺220kV變壓器，中壓是110kV，低壓是35，無功補償裝置（組合式并聯電容器組），屬于35kV等級。近期變電站內無功補償的電容器經常出現損壞現象，鑒于此，筆者將對35kV并聯電容器組頻繁出現故障的原因進行分析。

135 kV并聯電容器組出現的故障及其原因

1.1 熔絲保護所造成的群爆故障

通常情況下，并聯電容器有兩種主要保護配置，即以電容器外熔絲為主、以繼電保護為主。由于外熔絲保護所導致的并聯電容器發生的故障，在全部并聯電容器事故中占據大部分[1]。一些并聯電容器的外熔絲，其在最初的設計與生產時，存在一定的不足，因此而造成看開斷性能較差，進而導致并聯電容器內部發生故障，出現熔斷器誤動、拒動的情況，最終致使整個并聯電容器群爆。這種情況給以外熔絲為主保護的并聯電容器的安全性造成了一定的影響。

正在運作的電容器其熔斷器開始啟動之后，樹脂管和尾線將隨之脫落，電弧將促使消弧管分解出氣體，進而將電弧予以吹滅，并且通過本身的彈力，拉長電弧，使弧阻增加，最終快速熄滅電弧。然而在消弧管中的溫度比較高，這將導致各種質量問題，例如龜裂、老化等。在出現質量問題之后熔斷器運作時，電弧所分解出來的氣體無法形成充足的氣壓（消弧管中），進而導致熔斷器在熔斷之后無法把樹脂管與銅絞線相分開。由于電弧無法快速的熄滅，進而致使熔斷器無法徹底熔斷，從而引發重燃。

1.2 諧波所導致的事故

伴隨著電子電力技術的快速前進，各類新型用電設備（非線性負荷）得到了廣泛的應用，而電網受到高次諧波的影響愈來愈大。一旦電力系統受諧波污染之后，對整個變電站的并聯電容器的正常運行極為不利，如果諧波電流比較大，那么將對并聯電容器帶來直接的損害，進而導致附加絕緣介質出現損耗，加速設備絕緣的進一步老化，最終造成并聯電容器發生熱擊穿事故，情況嚴重的還將影響整個電容器使其無法正常的投入運作。

2 改善故障的有效對策

2.1 更換電容器組

目前，市場上生產35kV并聯電容器外熔絲的廠商眾多，其產品的質量上下不一，難以確保整個電容器系統運行的安全性與可靠性。針對這種情況，必須及時、徹底地更換并聯電容器的外熔絲，尤其是發生故障比較的電容器。之后，在設計并聯電容器的過程中，應當盡量采取不含外熔絲的電容器組。例如采取集合式的并聯電容器組，或者是采取有質量保障的分散式并聯電容器組，這種電容器同樣不含有外熔絲。

另外，在設計并聯電容器保護裝置的過程中，可以設定兩種保護裝置，即事故保護與故障保護。其中事故保護能夠防止事故進一步擴散，而故障保護能夠在最短的時間內察覺并聯電容器的早期擊穿，進而防止從設備故障朝事故方向發展。此外，并聯電容器的主保護，可以利用外熔絲結合微機保護的方式。

2.2 對諧波進行抑制

目前對諧波進行抑制的方式有多種，可以依據具體狀況選擇最為恰當的方式。

（1）從諧波源本身加以抑制。針對晶閘管變流裝置，可以對接入電網的容量予以約束，一些變流裝置的容量比較大，這時可以采取增多整流相數的手段。這主要是由于倘若整流相數變多，諧波的最低次數將會隨之上升，那么諧波電流的含量則會有所下降，進而達到限制諧波的目的。另外，應當盡量防止電力變壓器空載帶電容器負載運作，尤其是空投與電容器的變壓器相連，這種情況更應該杜絕。在空載下母線的電壓將會上升，且將進一步加劇鐵心的飽和程度，那么激磁電流內的諧波將上升。如果在變壓器帶有負荷的前提下，在操作的過程中應當堅持一個基本原則，即電容器裝置“先切再投”。

（2）在諧波源吸取諧波電流。這種方法可以分為兩種，其一，采取無源濾波器進行控制，具體來講就是在設備的交流側安裝無源濾波器，并且由各大元件來組成諧振回路。如果諧振回路中的諧振頻率和某個諧波的頻率基本相似或者是一致，那么就能阻隔這個頻率的諧波。工作人員可以通過參數的調整，來最大限度地提升對高次諧波的吸收畸變率。其二，采取有源濾波器予以控制，該裝置是電力電子裝置的一種，其工作的原理為通過檢測的方式，由補償對象內找出諧波電流，且形成一個和之前諧波電流幅度一致，且相位相反的一個電流，輸入到電網內，讓電網內的總諧波電流呈現零的狀態，最終實現實時補償諧波的目標。

3 結束語

當前，對一些企業來講，35kV并聯電容器采用的是無功功率補償裝置，是非常的關鍵的，也是目前乃至未來一段時期內有效改進系統運行質量的一種有效對策與措施。然而，近年來由于種種原因導致并聯電容器頻頻發生故障，為了有效改善這種現狀，可以采取抑制諧波、更換并聯電容器等措施予以處理，另外，還應該提升相關工作人員的專業素質，以便保證并聯電容器的正常運作。

[1]董俊虎,付煒平,尹子會等.一起35kV電容器組故障原因分析[J].電力電容器與無功補償,2013,34(3):59-66.

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1003-5168(2014)04-0089-01