改善工作環境降低低壓電容器故障率

婁林毅,李 輝,孫建明,李海洋（新疆獨山子石化公司乙烯電氣車間,新疆 克拉瑪依 833699）

改善工作環境降低低壓電容器故障率

婁林毅,李 輝,孫建明,李海洋
（新疆獨山子石化公司乙烯電氣車間,新疆 克拉瑪依 833699）

摘 要：在現代工礦企業中，電力電容器的廣泛的應用滿足了現代電網對無功補償的要求，改善優化低壓電容器的工作環境可以有效提高電容器使用壽命，提高運行安全系數，保證其能長周期、安全穩定運行。這對提高企業電力系統功率因數、改善電壓質量、降低線路損耗有重要作用。

關鍵詞：低壓電容器;工作環境;長周期;穩定運行

在眾多廠礦企業中，400V低壓電力系統上有眾多電氣設備，其經濟運行直接影響到企業生產成本，因此發揮好低壓電力電容器改善電壓質量、降低線路損耗的作用，保證其長周期穩定運行成為企業電力工作的一個重要內容。本文主要就結合廠區的實際情況就改善電容器的工作環境必要性做一些探討。

1 運行現狀

我廠某變電所共6面低壓電容盤，補償量300KVar/面，內含低壓電容約一百多個。每面盤分為7組分組控制，按照功率因數補償設定進行智能投切。自投用以來電容器補償裝置無法長周期穩定運行，低壓各段因沒有有效無功功率補償，功率因數長期保持在較低的水平。類似情況普遍存在于我廠多個變電所，成為技術攻關的重點。

2 情況分析

經過現場分析和一段時間的監測，我們發現：

（1）電抗器發熱嚴重，導致電容器柜內溫度遠高于電容器最優工作溫度。

（2）電容器、電抗器距離太近，發熱互相影響，距離電抗器越近電容溫度越高。

（3）盤柜內空間三層設計，上下層間距僅有33cm,上層板距離下層設備最小距離僅有不到6cm，元器件布局過密，散熱不良，柜內平均溫度高達35度。

（4）電容器在長達一年的統計期內各類故障共發生20次，其中電容器本體發生鼓脹就占12次之多。

根據電容器的特性和使用說明，我們了解到過高的溫度對產品的工作可靠性影響非常大。

（1）溫度影響電容的容量，溫度每超過極限值8℃，電容器的容值衰減三分之一。

（2）溫度與電容的損耗成正比， 一般情況下，損耗值會隨溫度的升高而加大。

（3）溫度影響電容的絕緣電阻，一般情況下，電容絕緣電阻隨溫度的升高而降低。

（4）溫度對電容器壽命的影響，一般情況下，電容的壽命隨溫度的升高而縮短。一個極限工作溫度為85℃的電解電容器，20℃一般情況可以保證181019小時的正常工作時間；而在極限溫度85℃時，一般僅可以保證2000小時的正常工作時間。

（5）溫度影響電容的工作電壓，由于電路產生的熱量積聚, 溫度的升高會導致電容的漏電流增加，因此實際使用必須降低電壓等級才能保證電容的正常工作。

因此，我們認為要有效延長電容器壽命、降低故障率就必須嚴格控制電容器的運行環境，避免其他元器件熱輻射，盡量使電容在正常條件下工作，在盤柜設計時盡量考慮到電容器的散熱，布局盡量考慮電容遠離發熱區，同時增強通風效能，降低內部環境溫度，避免溫度對電容諸多參數的影響。

3 具體措施

3.1 改盤柜內3層為2層設計，撤除多余電容

原來電容每面盤18只電容，實際最大補償量451.8kVar遠大于設計的300kVar，電容在全負荷運行狀態下也未能全部投入。根據計算所得僅需12只電容補償量即可能滿足要求。改造工作將盤柜原來18只電容三層設計更改為12只電容兩層布置，層間距由33cm擴大至52cm，同時元器件散熱空間明顯增大，元器件間熱量傳導減弱。

3.2 改善盤柜通風狀況

考慮到電容器柜內散熱不暢的情況，改善盤柜通風狀況成為考慮重點。我們在電容柜下端新安裝了進風風扇，在電容柜上部開設了附帶除塵網的熱量釋放口。風扇控制回路中增加電容器分組接觸器的常開觸點，柜內任一組電容器投用，風扇都會開始工作對電容柜內元器件進行降溫。

3.3 統一歸置電容，增加隔熱板

在電抗器和電容器之間添加塑膠板材質的隔熱板，避免熱量橫向傳導至電容，降低電容運行溫度。

4 效果驗證

改造后通過為期三個月的持續測溫觀察發現，6面低壓盤內電抗器本體最高溫度由原來的110℃降至85℃，電容器本體最高溫度由原來的88℃降至65℃，柜內平均溫度也由原來的35℃降至27℃，可見元器件溫度大約有20度的削減，柜內平均溫度也降低了8度左右。觀察期間，該變電所低壓電容器運行穩定，未見異常，故障得到了徹底控制。

5 結語

由于低壓電容器故障在我廠比較普遍，因此該項改造工作得到了推廣應用，截止目前，廠內低壓電容器運行情況都已經得到了極大改善。可見，在我們的生產實際中，設備出現故障率高發的情況時應做好故障統計和分析工作，只要抓好要點，有針對性進行技術和管理方面的改進和創新，設備就一定會煥發新的“活力”。

參考文獻：

[1]張利生.電力網電能損耗管理及降損技術[M].北京:中國電力出版社,2005.

[2]中華人民共和國電力行業標準DL/T842-2003低壓并聯電容器裝置使用技術條件.