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

改善工作環(huán)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(dú)山子石化公司乙烯電氣車(chē)間,新疆 克拉瑪依 833699）

摘 要：在現(xiàn)代工礦企業(yè)中，電力電容器的廣泛的應(yīng)用滿(mǎn)足了現(xiàn)代電網(wǎng)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊螅纳苾?yōu)化低壓電容器的工作環(huán)境可以有效提高電容器使用壽命，提高運(yùn)行安全系數(shù)，保證其能長(zhǎng)周期、安全穩(wěn)定運(yùn)行。這對(duì)提高企業(yè)電力系統(tǒng)功率因數(shù)、改善電壓質(zhì)量、降低線路損耗有重要作用。

關(guān)鍵詞：低壓電容器;工作環(huán)境;長(zhǎng)周期;穩(wěn)定運(yùn)行

在眾多廠礦企業(yè)中，400V低壓電力系統(tǒng)上有眾多電氣設(shè)備，其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行直接影響到企業(yè)生產(chǎn)成本，因此發(fā)揮好低壓電力電容器改善電壓質(zhì)量、降低線路損耗的作用，保證其長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行成為企業(yè)電力工作的一個(gè)重要內(nèi)容。本文主要就結(jié)合廠區(qū)的實(shí)際情況就改善電容器的工作環(huán)境必要性做一些探討。

1 運(yùn)行現(xiàn)狀

我廠某變電所共6面低壓電容盤(pán)，補(bǔ)償量300KVar/面，內(nèi)含低壓電容約一百多個(gè)。每面盤(pán)分為7組分組控制，按照功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)定進(jìn)行智能投切。自投用以來(lái)電容器補(bǔ)償裝置無(wú)法長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，低壓各段因沒(méi)有有效無(wú)功功率補(bǔ)償，功率因數(shù)長(zhǎng)期保持在較低的水平。類(lèi)似情況普遍存在于我廠多個(gè)變電所，成為技術(shù)攻關(guān)的重點(diǎn)。

2 情況分析

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)分析和一段時(shí)間的監(jiān)測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)：

（1）電抗器發(fā)熱嚴(yán)重，導(dǎo)致電容器柜內(nèi)溫度遠(yuǎn)高于電容器最優(yōu)工作溫度。

（2）電容器、電抗器距離太近，發(fā)熱互相影響，距離電抗器越近電容溫度越高。

（3）盤(pán)柜內(nèi)空間三層設(shè)計(jì)，上下層間距僅有33cm,上層板距離下層設(shè)備最小距離僅有不到6cm，元器件布局過(guò)密，散熱不良，柜內(nèi)平均溫度高達(dá)35度。

（4）電容器在長(zhǎng)達(dá)一年的統(tǒng)計(jì)期內(nèi)各類(lèi)故障共發(fā)生20次，其中電容器本體發(fā)生鼓脹就占12次之多。

根據(jù)電容器的特性和使用說(shuō)明，我們了解到過(guò)高的溫度對(duì)產(chǎn)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(guò)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(huì)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(duì)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(gè)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(shí)的正常工作時(shí)間；而在極限溫度85℃時(shí)，一般僅可以保證2000小時(shí)的正常工作時(shí)間。

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

因此，我們認(rèn)為要有效延長(zhǎng)電容器壽命、降低故障率就必須嚴(yán)格控制電容器的運(yùn)行環(huán)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(pán)柜設(shè)計(jì)時(shí)盡量考慮到電容器的散熱，布局盡量考慮電容遠(yuǎn)離發(fā)熱區(qū)，同時(shí)增強(qiáng)通風(fēng)效能，降低內(nèi)部環(huán)境溫度，避免溫度對(duì)電容諸多參數(shù)的影響。

3 具體措施

3.1 改盤(pán)柜內(nèi)3層為2層設(shè)計(jì)，撤除多余電容

原來(lái)電容每面盤(pán)18只電容，實(shí)際最大補(bǔ)償量451.8kVar遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)的300kVar，電容在全負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下也未能全部投入。根據(jù)計(jì)算所得僅需12只電容補(bǔ)償量即可能滿(mǎn)足要求。改造工作將盤(pán)柜原來(lái)18只電容三層設(shè)計(jì)更改為12只電容兩層布置，層間距由33cm擴(kuò)大至52cm，同時(shí)元器件散熱空間明顯增大，元器件間熱量傳導(dǎo)減弱。

3.2 改善盤(pán)柜通風(fēng)狀況

考慮到電容器柜內(nèi)散熱不暢的情況，改善盤(pán)柜通風(fēng)狀況成為考慮重點(diǎn)。我們?cè)陔娙莨裣露诵掳惭b了進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇，在電容柜上部開(kāi)設(shè)了附帶除塵網(wǎng)的熱量釋放口。風(fēng)扇控制回路中增加電容器分組接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)，柜內(nèi)任一組電容器投用，風(fēng)扇都會(huì)開(kāi)始工作對(duì)電容柜內(nèi)元器件進(jìn)行降溫。

3.3 統(tǒng)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(zhì)的隔熱板，避免熱量橫向傳導(dǎo)至電容，降低電容運(yùn)行溫度。

4 效果驗(yàn)證

改造后通過(guò)為期三個(gè)月的持續(xù)測(cè)溫觀察發(fā)現(xiàn)，6面低壓盤(pán)內(nèi)電抗器本體最高溫度由原來(lái)的110℃降至85℃，電容器本體最高溫度由原來(lái)的88℃降至65℃，柜內(nèi)平均溫度也由原來(lái)的35℃降至27℃，可見(jiàn)元器件溫度大約有20度的削減，柜內(nèi)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(yùn)行穩(wěn)定，未見(jiàn)異常，故障得到了徹底控制。

5 結(jié)語(yǔ)

由于低壓電容器故障在我廠比較普遍，因此該項(xiàng)改造工作得到了推廣應(yīng)用，截止目前，廠內(nèi)低壓電容器運(yùn)行情況都已經(jīng)得到了極大改善。可見(jiàn)，在我們的生產(chǎn)實(shí)際中，設(shè)備出現(xiàn)故障率高發(fā)的情況時(shí)應(yīng)做好故障統(tǒng)計(jì)和分析工作，只要抓好要點(diǎn)，有針對(duì)性進(jìn)行技術(shù)和管理方面的改進(jìn)和創(chuàng)新，設(shè)備就一定會(huì)煥發(fā)新的“活力”。

參考文獻(xiàn)：

[1]張利生.電力網(wǎng)電能損耗管理及降損技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2005.

[2]中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T842-2003低壓并聯(lián)電容器裝置使用技術(shù)條件.