陳友恒

摘 要：對10 kV并聯電容器組的常見故障進行了分析，在此基礎上，結合生產實際提出了10 kV并聯電容器組常見故障的發(fā)生原因，以及相應的防范措施。

關鍵詞：并聯電容器；絕緣介質；正弦波電壓；電容量

中圖分類號：TM53 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.158

電力電容器在具體的應用過程中，常會發(fā)生各種運行障礙，進而對整個電力網絡無功系統運行的可靠性、安全性和正確性造成不良影響。因此，需要對10 kV并聯電容器組的常見故障類型和發(fā)生原因進行分析，同時，提出有針對性的應對方法。

1 常見故障及其原因分析

1.1 電網諧波產生的影響

電容器產生的熱量通常來源于絕緣介質損耗，正弦波電壓下其表達式為：

. （1）

式（1）中：U為電壓有效值；ω=2πf，為角頻率；Cp為電容量；

，為介質損耗因數。

如果電容器內有諧波分量存在，則其介質耗損可以表示為：

. （2）

由此可見，隨著諧波次數的增多、諧波含量的加大，電容器產生的熱量也越來越大。從實際生產過程中的檢測數據看，在10 kV并聯電容器組中，對電容器組運行安全性產生影響最大的就是三次諧波等諧波分量。因此，在電容器的使用中，諧波的出現會加大絕緣介質的損耗，進而縮短電容器的使用壽命，嚴重時還會直接引發(fā)電容器熱擊穿。

1.2 設備質量產生的影響

1.2.1 電容器本身質量不合格

隨著群爆電容器組分析研究的逐步深入，故障后電容器大面積燒毀或燒損問題引起了人們的廣泛關注。分析結果顯示，故障電容器的額定值、容值比和電容器的絕緣電阻等方面都存在明顯的質量缺陷。

1.2.2 熔斷器設計存在缺陷

通常情況下，在熔斷器熔斷后，彈簧會帶動熔絲與消弧管分離，管內氣體會被電弧分解，從而將電弧吹滅；電弧的長度增加、電阻加大，也會使電弧快速熄滅。由于現階段10 kV并聯電容器組多使用外熔絲，其生產廠家數量眾多，產品缺乏統一標準，質量參差不齊，很多產品都存在著設計和質量缺陷，導致其開斷性能差，易造成誤動或拒動現象，嚴重時還會直接引發(fā)電容器組群爆。因此，作為電容器內部故障的主要保護措施，外熔絲的可靠性和安全性直接關系著電容器運行的穩(wěn)定性。結合生產實際可以發(fā)現，我國使用的熔斷器在下述2個方面存在明顯的缺陷：熔斷器內消弧管的質量達不到迅速熄弧的要求；熔絲與銅絞線之間的壓接頭面積無法達到電流的運行標準。

1.2.3 真空斷路器選擇不當

我國使用國產真空斷路器投切的10 kV并聯電容器組占有

很大比重。部分國產真空斷路器存在質量問題，導致在投切電容器組時發(fā)生多次重燃，引起重燃過電壓，進而導致電容器組大面積損壞。

1.3 運行環(huán)境造成的影響

長時間運行在高溫環(huán)境中會使電容器的絕緣性能大大降低，同時，老化速度加快，且電容器運行時產生的熱量不容易散發(fā)出去，導致內部壓力急劇升高，進而引發(fā)故障。此外，污染嚴重的并聯電容器的絕緣性能也會下降，容易造成污閃。

2 10 kV并聯電容器故障的應對措施

2.1 采用高質量的電容器

從近年來的電容器故障研究結果看，對于經常發(fā)生群爆現象的電容器組，即使從外觀和試驗結果上看，某些電容器是正常的，但其工作壽命可能已經到達臨界值，在運行過程中易使電容器組再次發(fā)生故障。因此，電容器的選擇應優(yōu)先考慮經驗豐富、質量過硬的廠家，同時，存在質量問題的電容器應全面更換。

2.2 提高熔斷器的質量穩(wěn)定性

對于電容器外熔絲的選擇，要考慮質量有保障、口碑較好的廠家。對于運行了一定年限的外熔絲，要及時進行全面更換。安裝時應按照技術規(guī)范的要求，避免因安裝不到位而降低外熔絲的可靠性。此外，在設計新變電站時，可選擇質量可靠的采用內熔絲的電容器，這可很大程度上降低電容器組故障的概率。

2.3 選用適合頻繁投切的真空斷路器

對于經常發(fā)生故障的10 kV并聯電容器組，應對其搭配的真空斷路器進行檢查，將重燃率高的真空斷路器淘汰。在設計新安裝的電容器組時，優(yōu)先選用質量可靠、重燃率低的真空斷路器。

2.4 避免電容器組受到諧波影響

從特定范圍內變電站的實際情況出發(fā)，可從下述3個方面制訂諧波防治措施：①對處在諧波嚴重地區(qū)且故障發(fā)生率較高的電容器組加以改造或更換；②協助用電客戶，指導其對產生諧波的設備進行改造或更換；③在設計新安裝的電容器組時，設計人員需要從當地諧波的實際情況出發(fā)進行監(jiān)測，按照監(jiān)測結果采取相應的控制措施。

2.5 改善電容器組的運行環(huán)境

一方面，要對電容器室的環(huán)境溫度進行控制，在設計安裝電容器時，需要保持每個電容器之間至少有50 mm的間距，同時，在電容器室內裝設具備溫度控制的通風系統，在室溫達到一定高度后，通風系統會自動啟動，降低室內溫度；另一方面，保持電容器室的環(huán)境衛(wèi)生，保證其有效的絕緣。

3 結束語

10 kV并聯電容器是現階段我國采用的最先進的無功功率

補償設備，且該設備對供電企業(yè)的日常運轉具有重要意義。然而，在10 kV并聯電容器組的使用過程中，常會出現各種故障，進而對電容器組的運行產生不良影響。因此，10 kV并聯電容器組的運維管理人員需要及時對故障發(fā)生的原因進行總結分析，進而采用有針對性的處理措施，保證電容器組運行時的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]廖繼庭.10 kV并聯電容器組的故障分析及應對措施[J].電器工業(yè)，2010，1（9）：66-67.

〔編輯：張思楠〕