電容器運行異常與事故的處理

遼源礦業(yè)（集團）有限責任公司 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量，以及提高設備率用率。串聯(lián)電容器補償線路電抗、改善電壓質量，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重威脅。因此，對電容器運行故障進行分析處理顯得至關重要。

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式與戶外式；按所用介質又可分為固體介質與液體介質兩種。固體介質包括電容器紙、電纜紙和聚丙烯薄膜等，液體介質包括電容器油、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，則空氣、水分和雜質都可能侵入油箱內部，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，會加速介質的老化影響其使用壽命，甚至會引起電容介質的擊穿，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，按廠家規(guī)定一般電容器運行的環(huán)境溫度不應高于零上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，通常在電容器的設計中，最高不應超過額定電流的1.3倍，運行中的電容器三相電流應基本平衡，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構的靜止電器。正常情況下，電容器運行是無任何聲響的。當電容器發(fā)生內部故障時，會產生發(fā)電的聲音及其它異常聲響，此時應立刻停運檢查。

4.2 電容器外殼膨脹變形

當電容器長期處于過電壓或者過電流運行時，由于內部絕緣擊穿放電及介質分解出大量游離氣體，會使密封的電容器外殼內部壓力驟增，從而導致外殼鼓起變形，這是電容器產生故障的征兆，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量問題、缺乏運行維護所導致的。電容器出現(xiàn)漏油現(xiàn)象應特別注意其運行狀況，定期試驗，條件允許應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，室內通風條件差，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，電容器內部介質老化、絕緣擊穿等故障也會導致電容器運行溫度升高。

運行中若室內環(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 電容器絕緣子閃絡放電

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

4.6 電容器爆炸

當電容器內部元件或者外部絕緣出現(xiàn)嚴重的缺陷時，電容器會因內部釋放很大的能量而爆炸，這是最嚴重電容器的故障。

5.電容器故障的處理

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

（1）電容器接頭嚴重過熱或電容器外殼示溫蠟片熔化；

（2）電容器套管發(fā)生破裂并有閃絡放電；

（3）電容器嚴重噴油或起火；

（4）電容器外殼膨脹變形或嚴重漏油；

（5）三相電流不平衡超過10%以上；

（6）電容器內部有異常聲響；

（7）集合式電容器已看不見油位，壓力出現(xiàn)異常。

5.2 當電容器熔斷器熔斷后，應立即向調度員匯報，待取得調度員同意更換熔斷器后，拉開電容器的斷路器和隔離開關，同時對其進行充分放電，并做好有關安全措施。檢查電容器套管有無閃絡痕跡，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，則應拆出故障電容器，為了確保三相電容值平衡，還應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）。電容器開關跳閘后應檢查斷路器、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，首先斷開隔離開關將電容器組退出運行。

5.5 自動投切的電容器組，當發(fā)現(xiàn)自動裝置失靈時，應將其停用，改為手動同時報告給有關部。

5.6 母線失壓時，聯(lián)切未動作或無聯(lián)切裝置時，應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，首先應該先拉開電容器斷路器，后拉各路出線斷路器；恢復時順序相反。

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

（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)電阻的斷路器不準手動合閘。

（5）放電注意事項。運行電容器盡管電容器組已內部自行放電，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）應用短路線將兩級間連接放電（防止極間殘余電荷存在）。

7.結論

在日常運行中，電容器故障的原因有很多，切電容器組產生的過電壓，電容器投入時產生的涌流，諧波超標引起的過電流以及電容器產品本身質量問題等都會導致電容器的老化，過熱和內部元件損壞。因此，建議采取以下措施增強電容器運行的安全性：

第一，安裝時盡量采用質量較好的優(yōu)質電容器，并加裝金屬氧化物避雷器以防止電容器內部擊穿；

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)定和電能質量的重要設備，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。

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