試分析變電站并聯(lián)電容器的原理和運(yùn)行維護(hù)

安旭國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司檢修分公司

試分析變電站并聯(lián)電容器的原理和運(yùn)行維護(hù)

安旭
國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司檢修分公司

摘要：新時(shí)代的發(fā)展離不開(kāi)電力行業(yè)，變電站運(yùn)行中，并聯(lián)電容器的出現(xiàn)，大大提高了電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。本文簡(jiǎn)要敘述了并聯(lián)電容器的內(nèi)涵原理及其結(jié)構(gòu)，分析了保護(hù)并聯(lián)電容器運(yùn)作的方式，深入探討了變電站并聯(lián)電容器日常運(yùn)行維護(hù)中的一些措施與故障處理手段，以期對(duì)提高其運(yùn)行穩(wěn)定性提供一定見(jiàn)解。

關(guān)鍵詞：變電站；并聯(lián)電容器；原理；運(yùn)行維護(hù)

一、電容器的內(nèi)涵原理

在相對(duì)穩(wěn)定的直流電路當(dāng)中，電容只可當(dāng)作是一個(gè)電流中的斷開(kāi)點(diǎn)。不過(guò)，電容可以通過(guò)外加電壓出現(xiàn)暫態(tài)時(shí)進(jìn)行充電，從而產(chǎn)生充電電流。若兩極間的電壓經(jīng)過(guò)不斷提升，最終達(dá)到平衡與外接電路電壓后，則充電就會(huì)停止。外加在正弦交流電路中的電容兩端的電壓不斷變化，致使電容不論充電還是放電都將不會(huì)停止。

從上可得，電容不僅不消耗有功功率，而且其時(shí)正時(shí)負(fù)的功率特性，使其可在電路中進(jìn)行能量交換。通常，這種情況被稱(chēng)作消耗容性無(wú)功功率，也就是提供感性無(wú)功功率。不僅如此，電網(wǎng)中大量的無(wú)功流動(dòng)雖不會(huì)消耗能量，但過(guò)量的電流流經(jīng)線路，使得線路末端電壓因兩端電壓降升高而降低。故此，運(yùn)用電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，以阻礙電網(wǎng)中大量無(wú)功流動(dòng)造成的影響，以便減少線路損耗及提升電壓質(zhì)量。

二、并聯(lián)電容器結(jié)構(gòu)

常見(jiàn)的一些并聯(lián)電容器有框架式、單臺(tái)鐵殼式、充氣式以及箱式等，因?yàn)槠漕?lèi)型不同，所以結(jié)構(gòu)也不同。一般來(lái)說(shuō)，變電站多半運(yùn)用的是框架式并聯(lián)電容器和集合式并聯(lián)電容器。

小型的電容器，通常內(nèi)部采用的是兩片鋁箔作為電極，使用復(fù)合絕緣薄膜對(duì)其間進(jìn)行絕緣，將其卷成一個(gè)卷，以便空間得到解放。然后用導(dǎo)線引出兩極板，配以外界相關(guān)絕緣介質(zhì)實(shí)施與箱體的絕緣工作。

一些大型的并聯(lián)電容器通常情況下都是由多個(gè)小型電容器串聯(lián)單元并聯(lián)組成，所有小電容器的電壓總和就是大型并聯(lián)電容器的容量。

至于框架式并聯(lián)電容器，它的結(jié)構(gòu)不算復(fù)雜，是在一個(gè)特制的框架上，放置數(shù)個(gè)獨(dú)立的小電容器，按照設(shè)計(jì)需求，用導(dǎo)線將它們串聯(lián)起來(lái)，并聯(lián)在一起。這種模式的并聯(lián)電容器，由于其每個(gè)電容器單元都是密封著的，因此可以安放多層，合理高效利用空間，節(jié)約占地面積。

除了以上介紹的并聯(lián)電容器之外，其他還有多種并聯(lián)電容器，結(jié)構(gòu)都有所不同。針對(duì)不同的需要，應(yīng)該選用最合適的并聯(lián)電容器，才能最大化實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)設(shè)備的效用。

三、保護(hù)并聯(lián)電容器的幾個(gè)主要方式

（一）過(guò)流保護(hù)方式

過(guò)流保護(hù)，這種保護(hù)方式是發(fā)生故障時(shí)，用過(guò)電流作為依據(jù)，進(jìn)行電容器的保護(hù)工作。熔斷器通過(guò)過(guò)電流時(shí)，熔斷電流對(duì)電容器形成保護(hù)，其是最簡(jiǎn)單的過(guò)流保護(hù)方式。

（二）過(guò)電壓保護(hù)方式

電容運(yùn)行中，電壓不能長(zhǎng)期處在額定電壓的110%。其有效保護(hù)電容器的方式是保護(hù)在母線電壓處于過(guò)高時(shí)，實(shí)施動(dòng)作跳閘。同時(shí)，能起到電壓保護(hù)作用的還有避雷器。

（三）低電壓保護(hù)方式

在母線失壓時(shí)，設(shè)置過(guò)電壓保護(hù)，以便自動(dòng)切斷電容器。其是針對(duì)母線失壓后快速恢復(fù)，電容器放電未完全產(chǎn)生的電壓和過(guò)電流不一致，而出現(xiàn)的電容器損壞情況。

此外還有多種并聯(lián)電容器保護(hù)方法，例如不平衡保護(hù)方法當(dāng)中的多個(gè)方式，都是保護(hù)并聯(lián)電容器的有效措施。

四、變電站并聯(lián)電容器的運(yùn)行維護(hù)措施及故障處理手段

（一）按照相關(guān)規(guī)定使用并聯(lián)電容器

第一，電容器在運(yùn)行過(guò)程中，其電流不能長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)電容器額定電流的30%，同時(shí)，其電壓也不可長(zhǎng)期處在限定電壓的110%狀態(tài)下。

第二，在電容器組中，其三相電流間的差距不可超過(guò)5%，如果發(fā)現(xiàn)超過(guò)此數(shù)值，需立即查出原因，并采取有效措施處理。

第三，在斷開(kāi)電容器以后，注意需要五到十分鐘的間隔時(shí)間，才可以把電容器重新運(yùn)行起來(lái)。遇到裝置并聯(lián)電阻類(lèi)型的開(kāi)關(guān)，每次這種操作中間至少要間隔十五分鐘以上。

第四，在母線停止運(yùn)作之前，要斷開(kāi)電容器的開(kāi)關(guān)，這必須要按照當(dāng)時(shí)值班調(diào)度員的指令來(lái)實(shí)施操作。

第五，如果電容器沒(méi)有在母線失電后自動(dòng)跳閘，那么應(yīng)該立即采取手動(dòng)方式，切斷電容器設(shè)備。

第六，使用投切電容器時(shí)，應(yīng)該盡可能采用就地平衡的原則。多使用投切電容器對(duì)站內(nèi)無(wú)功平衡不合要求的這種情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如發(fā)生無(wú)功平衡電壓超限，就可實(shí)施調(diào)檔來(lái)調(diào)節(jié)電壓。

第七，發(fā)生母線電壓出現(xiàn)過(guò)低情況時(shí)，需要把電抗器先退出，然后再將電容器投入。反之，當(dāng)母線電壓過(guò)高時(shí)，應(yīng)該實(shí)施相反的操作方式。

（二）變電站并聯(lián)電容器常見(jiàn)故障及處理手段

首先，滲漏油情況。氣溫的變化可能導(dǎo)致電容器接口發(fā)生熱脹冷縮的情況，使其容易出現(xiàn)裂縫，致使產(chǎn)生滲漏油情況。所以，平常巡查過(guò)程中要十分注意這個(gè)地方，觀察接口處或地面上是否有油漬。較輕微的漏油情況可以定期及時(shí)補(bǔ)充以解決，但如果發(fā)生螺絲生銹或是松脫，以及裂縫出現(xiàn)，這種滲漏油的情況就會(huì)很?chē)?yán)重，必須馬上抓緊處理。

其次，外殼鼓肚情況。電容器動(dòng)作跳閘，這種由輕微故障導(dǎo)致無(wú)法被保護(hù)裝置發(fā)覺(jué)的情況，多半是由于電容器內(nèi)部某個(gè)或某些元件出現(xiàn)了小故障，被擊穿后產(chǎn)生了電弧所造成的。電弧促使絕緣油產(chǎn)生氣體，膨脹后是電容器外殼鼓肚，對(duì)此，應(yīng)立即退出運(yùn)行，避免發(fā)生爆炸。

最后，發(fā)熱情況。多數(shù)情況下，電容器出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，是因?yàn)檫\(yùn)行環(huán)境沒(méi)有良好的通風(fēng)系統(tǒng)，加之長(zhǎng)時(shí)間過(guò)電流狀態(tài)所致。要落實(shí)對(duì)電容器實(shí)施定期檢測(cè)溫度，若溫度超出可運(yùn)行范圍時(shí)，必須馬上終止運(yùn)行。另外，電容器溫度升高還可能因?yàn)樵匣?、介質(zhì)損耗等問(wèn)題，使用紅外成像手段可查出原委，加以實(shí)施補(bǔ)救。

電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展進(jìn)步需要變電站的技術(shù)革新，而維護(hù)變電站并聯(lián)電容器的運(yùn)行是重中之重。唯有了解并聯(lián)電容器的工作原理和相應(yīng)保護(hù)措施，以及及時(shí)發(fā)現(xiàn)并聯(lián)電容器運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，采取有效手段處理好這些問(wèn)題，才能使其運(yùn)作效率達(dá)到最高值，從而促進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳文智.變電站并聯(lián)電容器原理及其運(yùn)行維護(hù)[J].通訊世界,2014,24:71-73.

[2]席文飛,樓書(shū)氫,劉世欣.對(duì)地區(qū)電網(wǎng)并聯(lián)電容器配置及運(yùn)行與維護(hù)的探討[J].中國(guó)電力教育,2011,27:86-87.

[3]沈黎明,扈艷玲,靳建峰.并聯(lián)電容器組熔斷器“群爆”故障的典型案例處理[J].電力電容器,2003,02:21-23.