遼源礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司 邢文良

1.引言

電力電容器是電力系統(tǒng)中重要的設(shè)備之一，在電力系統(tǒng)運行中，通過對電容器的投入切換來補償電力系統(tǒng)的無功功率，提高系統(tǒng)電壓從而減少運行中損耗的電能，達到提高功率因數(shù)的目的。長期運行的經(jīng)驗告訴我們，并聯(lián)電容器作用，能補償電力系統(tǒng)無功功率，提高負載功率因素，減少線路的無功輸送提高電網(wǎng)的輸送能力，減少功率損耗改善電力質(zhì)量，以及提高設(shè)備率用率。串聯(lián)電容器補償線路電抗、改善電壓質(zhì)量，減少線路阻抗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和增加輸電能力。電容器在運行過程中會因自身或者系統(tǒng)工況運行天氣等原因，導(dǎo)致電容器出現(xiàn)滲漏油、外殼膨脹變形、電容器“群爆”等故障，若查不出電容器故障原因，系統(tǒng)中有帶病運行的電容器將對系統(tǒng)的安全運行將造成嚴(yán)重威脅。因此，對電容器運行故障進行分析處理顯得至關(guān)重要。

2.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。無論哪種電容器都是全密封裝置，密封不嚴(yán)，則空氣、水分和雜質(zhì)都可能侵入油箱內(nèi)部，電容器進水后就會造成絕緣擊穿，缺油進入空氣會使絕緣受潮、老化，其危害極大，因此電容器是不允許滲漏油的。

3.影響電力電容器運行的因素

3.1 電容器運行的電壓

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、負荷變化或者分合閘操作等一系列因素引起系統(tǒng)的波動會產(chǎn)生過電壓，電容器的連續(xù)工作電壓不得大于1.05倍的額定電壓。最高運行電壓不得超過10%的額定電壓。但是不能超過允許過電壓的時間限度。

3.2 電容器運行的溫度

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?xí)痣娙萁橘|(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)，按廠家規(guī)定一般電容器運行的環(huán)境溫度不應(yīng)高于零上40度，或低于零下40度。

3.3 電容器運行的電流

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(shè)計中，最高不應(yīng)超過額定電流的1.3倍，運行中的電容器三相電流應(yīng)基本平衡，不平衡電流不宜超過5%，可超出額定電流的30%，長期運行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。

4.常見的電容器故障

4.1 電容器發(fā)出異響

電容器是一種無勵磁結(jié)構(gòu)的靜止電器。正常情況下，電容器運行是無任何聲響的。當(dāng)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(yīng)立刻停運檢查。

4.2 電容器外殼膨脹變形

當(dāng)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(dǎo)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更換處理。

4.3 電容器滲漏油

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(dǎo)致的。電容器出現(xiàn)漏油現(xiàn)象應(yīng)特別注意其運行狀況，定期試驗，條件允許應(yīng)盡早更換新的電容器。

4.4 電容器運行溫度過高

電容器在長時間過壓過流運行時，室內(nèi)通風(fēng)條件差，常常會引起電容器運行溫度過高，環(huán)境溫度不得超過正負40度，此外，電容器內(nèi)部介質(zhì)老化、絕緣擊穿等故障也會導(dǎo)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狀態(tài)，則電容器應(yīng)立刻停運，待試驗檢查無誤后方可運行。

4.5 電容器絕緣子閃絡(luò)放電

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

4.6 電容器爆炸

當(dāng)電容器內(nèi)部元件或者外部絕緣出現(xiàn)嚴(yán)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(yán)重電容器的故障。

5.電容器故障的處理

5.1 遇到下列故障之一者，應(yīng)立即停用電容器組，并報告調(diào)度，聯(lián)系相關(guān)人員進行處理：

（1）電容器接頭嚴(yán)重過熱或電容器外殼示溫蠟片熔化；

（2）電容器套管發(fā)生破裂并有閃絡(luò)放電；

（3）電容器嚴(yán)重噴油或起火；

（4）電容器外殼膨脹變形或嚴(yán)重漏油；

（5）三相電流不平衡超過10%以上；

（6）電容器內(nèi)部有異常聲響；

（7）集合式電容器已看不見油位，壓力出現(xiàn)異常。

5.2 當(dāng)電容器熔斷器熔斷后，應(yīng)立即向調(diào)度員匯報，待取得調(diào)度員同意更換熔斷器后，拉開電容器的斷路器和隔離開關(guān)，同時對其進行充分放電，并做好有關(guān)安全措施。檢查電容器套管有無閃絡(luò)痕跡，外殼是否變形、漏油，接地匯流排有無短路現(xiàn)象等，最后用絕緣電阻表（搖表）檢查電容器極間和極對地的絕緣電阻值是否合格，若未發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象，就可換上符合規(guī)格的熔斷器后將電容器投入運行。

如果送電后熔斷器仍熔斷，則應(yīng)拆出故障電容器，為了確保三相電容值平衡，還應(yīng)拆出另外兩項的非故障相的部分電容。再拆除對地安全保護措施，然后恢復(fù)電容器組的供電。

5.3 電容器斷路器跳閘（熔斷器未熔斷）。電容器開關(guān)跳閘后應(yīng)檢查斷路器、電流互感器電力電纜及電容器外部情況，若無異常現(xiàn)象，可以試送一次。否則應(yīng)該對保護做全面通電試驗，如果還查不出原因，就需要拆開電容器聯(lián)線逐相逐個檢查試驗。未查明原因之前不得再試送。

5.4 電容器爆炸、起火斷路器而跳閘時，首先斷開隔離開關(guān)將電容器組退出運行。

5.5 自動投切的電容器組，當(dāng)發(fā)現(xiàn)自動裝置失靈時，應(yīng)將其停用，改為手動同時報告給有關(guān)部。

5.6 母線失壓時，聯(lián)切未動作或無聯(lián)切裝置時，應(yīng)該立即用手動將電容器組退出運行。

5.7 電容器本身溫度超過制造廠家的規(guī)定時，應(yīng)該將其退出運行。

5.8 電容器著火及引線發(fā)熱。電容器著火時首先斷開電容器電源，并在離著火的電容器較遠一端進行放電，經(jīng)接地后確保安全情況下用干粉滅火劑等滅火。運行中的電容器引線如果發(fā)熱至暗紅，則必須立即退出運行，避免事故擴大。

6.處理電容器故障時應(yīng)注意的安全事項

在處理電容器故障時，運行人員必須注意以下事項：

（1）因事故變電站全部停電時，首先應(yīng)該先拉開電容器斷路器，后拉各路出線斷路器；恢復(fù)時順序相反。

（2）并聯(lián)電容器組斷路器跳閘后，不準(zhǔn)強送；保護熔絲熔斷后，查不出熔斷原因前，不準(zhǔn)更換熔絲送電。

（3）并聯(lián)電容器組，禁止帶電荷合閘；電容器組再次合閘時必須在分閘3min之后進行。

（4）裝有并聯(lián)電阻的斷路器不準(zhǔn)手動合閘。

（5）放電注意事項。運行電容器盡管電容器組已內(nèi)部自行放電，但仍有殘余電荷存在，必須進行人工放電，放電時一定要先將地線接地端接好，而后才能放電。放電時遠離易燃易爆物品避免火災(zāi)發(fā)生，放電時必須多次連續(xù)放電，直至無火花或無聲音為止。

（6）在處理故障電容器操作時必須戴防護器具（如絕緣手套）應(yīng)用短路線將兩級間連接放電（防止極間殘余電荷存在）。

7.結(jié)論

在日常運行中，電容器故障的原因有很多，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(biāo)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(dǎo)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：

第一，安裝時盡量采用質(zhì)量較好的優(yōu)質(zhì)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；

第二，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；

第三，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)超期限電容器，應(yīng)立刻更換；

最后，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。

總之，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(shè)備，電容器的定期進行維護檢修對保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行降低無功損耗是必不可少的組成部分，所以不可忽視，必須引起高度重視，否則將會直接影響電力系統(tǒng)正常運行。

[1]方旭初.10kV并聯(lián)電容器組故障的分析[J].華東電力.

[2]吳瓊.集合式并聯(lián)電容器組運行中常見的故障[J].電力電容器.

[3]倪學(xué)鋒,吳伯華,王勇.現(xiàn)場電容組試驗的問題與改進[J].高電壓技術(shù).