劉振東

摘 要：10千伏電力系統(tǒng)是組成我國電力系統(tǒng)的重要部分，電力電容設(shè)備是電力系統(tǒng)消除諧波和無功補(bǔ)償?shù)闹匾O(shè)備，良好的電力電容設(shè)備可以保證電力系統(tǒng)電能的質(zhì)量和效益，但是電容器在電力系統(tǒng)中是容易出現(xiàn)問題的設(shè)備，本文對電力電容常見問題進(jìn)行研究和分析，對其處理法方法和保障措施提出以下幾點(diǎn)意見，希望對電力工作人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：10千伏；高壓電容器；故障分析

中圖分類號：TM863 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0154-01

在電力系統(tǒng)中有著許多的網(wǎng)絡(luò)元件，這些網(wǎng)絡(luò)元件都有著十分重要的的作用，電感元件會(huì)消耗很多的無功功率，像變壓器和電機(jī)等這些負(fù)載元件也同樣會(huì)需要無功功率，在輸電系統(tǒng)中，電流通過交流-直流-交流的過程中會(huì)產(chǎn)生各次諧波電流，在直流輸電線路中也需要很多的無功功率，輸電過程中所產(chǎn)生的各次諧波都需要濾除，對一些元件進(jìn)行無功補(bǔ)償，因此要架設(shè)很多的交直流濾波電容器。電容器的好壞是電力系統(tǒng)電能質(zhì)量和效益的保證。

1 電容器的常見故障及原因

1.1 電容器自身的問題

一些電容器的生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的電容器場強(qiáng)比較高，這樣做降低的生產(chǎn)成本，廠家獲得的非常高的經(jīng)濟(jì)效益，而場強(qiáng)過高是電容器損壞的重要原因。在電力系統(tǒng)中電容器元件的并聯(lián)數(shù)量較少，但電流密度過大，使得元件的引線片電流密度過大，造成電容器局部過熱，而且有的芯子引出線截面很小，在安裝過程中套管接線頭和連線的壓接方式不夠合理，使得電流在通過時(shí)產(chǎn)生的電阻較大，長時(shí)間的運(yùn)行下會(huì)出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象，引出線和套管接線頭的錫焊層融化，發(fā)生油滲漏的現(xiàn)象，這種情況會(huì)造成電容器的密封受到損害。電容器內(nèi)都設(shè)置有熔斷器，熔斷器的熔絲特性比較差，在電容器出現(xiàn)電擊穿問題時(shí)，熔絲不能及時(shí)的熔斷和斷電，而且，電氣器的其他繼電保護(hù)方式?jīng)]有設(shè)置，在電流過量通過電容器時(shí)，使得其內(nèi)部溫度急劇升高，這樣會(huì)造成電容器發(fā)生炸裂。電容器的內(nèi)容的絕緣層大多是由特殊的油紙組成，但是這些油紙制作不夠嚴(yán)格，沒有在真空條件下進(jìn)行干燥和浸漬處理，在長時(shí)間的運(yùn)行環(huán)境下，油紙內(nèi)部殘留的氣泡會(huì)出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致油紙的絕緣性能損傷，其老化的速度也會(huì)變得非常快，最后造成電容器內(nèi)部漏電造成電擊穿，損壞電容器。在電容器工作中會(huì)出現(xiàn)滲漏油的現(xiàn)象，這樣的原因是密封不嚴(yán)或者不牢靠造成的，電容器需要有較強(qiáng)的密封性，如果密封不夠好，那么空氣和水分都會(huì)進(jìn)入到電容器中，使得絕緣受到損壞，影響十分的惡劣，所以電容器是不能夠漏油的。

1.2 電容器運(yùn)行環(huán)境方面

電容器對運(yùn)行環(huán)境有著一定的要求，其工作環(huán)境溫度過高，就會(huì)導(dǎo)致電容器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量無法散出去，如果運(yùn)行環(huán)境溫度過低，電容器內(nèi)部的油可能會(huì)凍結(jié)，造成電擊穿。電容器在運(yùn)行過程中，內(nèi)部環(huán)境溫度要保持在65℃以下，當(dāng)溫度超過75℃時(shí)會(huì)容易引起熱擊穿，造成鼓肚現(xiàn)象。電容器在運(yùn)行中需要穩(wěn)定的電壓，通過研究發(fā)現(xiàn)電容器的損耗和電壓的平方成正比，過電壓會(huì)導(dǎo)致電容器發(fā)熱過重，使其內(nèi)部的絕緣材料老化加速，使用壽命減少，有時(shí)可能會(huì)造成電擊穿。電力電網(wǎng)中有著穩(wěn)壓器和磁飽、電弧爐和大型整流器的電力元件，在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同諧波，交流電中會(huì)產(chǎn)生高次諧波，諧波會(huì)對電流產(chǎn)生巨大的影響，對電容器也有著損害的作用，很容易造成電容器出現(xiàn)電擊穿，引起相間短路。

2 電力電容器故障的處理及保護(hù)措施

2.1 電容器組應(yīng)采用適當(dāng)保護(hù)措施

在10千伏的電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)處增加濾波裝置，使得諧波電流的量變少，電容器額定電壓換成相應(yīng)的，保證有一定量的余量，能夠抵御電力系統(tǒng)出現(xiàn)的過壓或者嚴(yán)重的諧波電流的影響?？梢栽陔娋W(wǎng)中設(shè)置差動(dòng)保護(hù)或者短時(shí)限過電流保護(hù)裝置，在10千伏的電力系統(tǒng)中每個(gè)電容器要配置單獨(dú)的熔斷器，熔斷器的額定電流要根據(jù)熔絲的熔斷特性和通過的電流來決定，通過這樣的措施來防止電容器發(fā)生短路時(shí)引起油箱的爆炸。除了這些保護(hù)方式，還可以在電網(wǎng)中設(shè)置過電壓保護(hù)：電力系統(tǒng)電壓長時(shí)間增高，應(yīng)該采取一定措施使電壓不能超過額定電壓的1.1倍，當(dāng)電容器與架空線路或者真空斷路器聯(lián)接時(shí)，要使用相應(yīng)的避需器對大氣過電壓或操作過電壓進(jìn)行保護(hù)，如果在運(yùn)行過程中電容器的電壓過高，要安裝過電壓繼電保護(hù)器用于發(fā)生故障時(shí)能夠緊急跳閘。在電網(wǎng)在設(shè)置過電流保護(hù)：在電網(wǎng)在設(shè)置合適的電流自動(dòng)開關(guān)或者電流繼電器進(jìn)行保護(hù)，使得運(yùn)行時(shí)通過的電流升高時(shí)不大于額定電流的1.3倍。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，單相電流大于20A，短路電流的保護(hù)設(shè)備或者熔絲無法有效的保護(hù)接的接地設(shè)備時(shí)，應(yīng)該另外設(shè)置單相接地保護(hù)設(shè)備。低電壓保護(hù)措施：當(dāng)母線電壓低于母線的額定電壓時(shí)，在電路中要安裝低電壓保護(hù)設(shè)備，使得電容器組在處于低電壓的情況下可以進(jìn)行跳閘。不同的電網(wǎng)系統(tǒng)需要對電容器制定相應(yīng)的保護(hù)措施，在對雙三角形接線的電容器組保護(hù)措施中，應(yīng)該設(shè)置橫差動(dòng)保護(hù)，在雙星形接線電路中要設(shè)置中性線不平衡電流保護(hù)，在單星形的接線電路中對電容器組可以設(shè)置開口三角電壓保護(hù)，在對于較大容量的分組電容器電網(wǎng)中要設(shè)置零序電流保護(hù)。在電網(wǎng)中選擇合適的電容器組保護(hù)措施是保證電容器組安全有效運(yùn)行的首要保障，要根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況選擇合適的電容器組的保護(hù)方式，在選擇電容器組的保護(hù)措施時(shí)要有一定的依據(jù)：保護(hù)設(shè)備應(yīng)該具有非常好的靈敏度?？梢栽陔娙萜鞴收蠒r(shí)準(zhǔn)確的確認(rèn)并切除，或者能夠在電源斷開后，快速的檢測出損壞的部位。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或者電力容器發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)設(shè)備要能夠快速的發(fā)揮作用。保護(hù)設(shè)備要安裝和拆除時(shí)足夠方便，在調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)中比較容易。

2.2 解決電容器運(yùn)行環(huán)境中的問題

電容的對環(huán)境溫度有著一定的使用要求，電容器的運(yùn)行環(huán)境溫度通常不大于40℃，在我國的大部分區(qū)域環(huán)境溫度都在這個(gè)溫度以下，因此就不需要使用專門的降溫設(shè)備，但是如果在電容器的周圍存在一些熱源，并且可能會(huì)導(dǎo)致電容器的工作溫度超過40℃，那么這時(shí)就應(yīng)該采用相應(yīng)的降溫措施，否則應(yīng)該立即停止工作中的電容器。電容器外殼溫度要要保持在50～60℃之間，但是不能大于60℃，要對電容器的溫度進(jìn)行有效的監(jiān)控，可以在電容器的外殼表面中間三分之二高度處安裝桐油石灰溫度計(jì)，或者在電容器表面粘貼熔點(diǎn)為50～60℃之間的試溫蠟片。如果出現(xiàn)溫度超過安全溫度，要立即停止電容器。電容器的額定電壓要高于電網(wǎng)的電壓，一般都要大于電網(wǎng)電壓的10%，但是要注意，電容器的最高運(yùn)行溫度和最高運(yùn)行電壓不可以一起出現(xiàn)。所以，當(dāng)電網(wǎng)電壓為1.1倍的額定電壓時(shí)，要對電容器進(jìn)行降溫處理。在安裝電容器時(shí)要考慮到電網(wǎng)中諧波的問題，因此在電容器的運(yùn)行電流不能超過額定電流的1.3倍，可以考慮在電容器上串聯(lián)相應(yīng)的感性電抗，來控制諧波電流的影響。

3 結(jié)語

在選用電容器是，要對電容器的質(zhì)量有嚴(yán)格的要求，使用質(zhì)量合格的產(chǎn)品，根據(jù)我國電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，在運(yùn)行中對電容器加強(qiáng)檢查、檢測和維護(hù)，使得電容器的故障可以能夠控制，選擇合適的電容器保護(hù)設(shè)備，使得電容器可以高效穩(wěn)定的運(yùn)行，延長電容器的使用時(shí)間，為我國的居民提供穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的電力。

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