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电容器分类及影响电容器运行的主要因素
来源: | 作者:champzon | 发布时间: 2549天前 | 804 次浏览 | 分享到:
电力电容器是电力系统中重要的设备之一,在系统运行中,通过对电容器的投切来控制系统的无功功率,从而减少运行中损耗的电能,达到提高功率因数的目的。长期的运行经验表明,电容器在运行过程中会因本身缺陷或者系统工况运行等原因出现漏油、膨胀变形、甚至“群爆”等故障,若无查出电容器故障原因,对系统的安全运行将造成严重威胁。
  0引言


  电力电容器是电力系统中重要的设备之一,在系统运行中,通过对电容器的投切来控制系统的无功功率,从而减少运行中损耗的电能,达到提高功率因数的目的。长期的运行经验表明,电容器在运行过程中会因本身缺陷或者系统工况运行等原因出现漏油、膨胀变形、甚至“群爆”等故障,若无查出电容器故障原因,对系统的安全运行将造成严重威胁。因此,对电容器运行故障进行分析处理显得至关重要。


  1电力电容器的种类


  电力电容器的种类很多,按电压等级分可分为高、低压两种;按相数分可分为单相和三相;按安装方式分为户内式与户外式;按所用介质又可分为固体介质与液体介质两种,固体介质包括电容器纸、电缆纸和聚丙烯薄膜等,液体介质包括电容器油、氯化联苯、蓖麻油、硅油、十二烷基苯和矿物油。


  2影响电力电容器运行的因素


  2.1运行的电压电容器的无功功率、发热和损耗正比于其运行电压的平方。长期过电压运行会使电容器温度过高,加速绝缘介质的老化而缩短电容器的使用寿命甚至损坏。在运行过程中,由于电压调整、负荷变化或者倒闸操作等一系列因素引起系统的波动产生的过电压,如果作用时间较短,对电容器的影响不大,但是不能超过允许过电压的时间限度。


  2.2运行的温度电容器的运行温度过高,会加速介质的老化影响其使用寿命,甚至会引起电容介质的击穿,造成电容器的损坏。可见,温度是保证电容器安全稳定运行和正常使用寿命的重要条件之一。因此,运行中必须始终确保电容器工作在允许温度内。


  2.3运行的电流电容器运行中的过电流,除了由过电压引起的工频过电流外,还有由电网高次谐波电压引起的过电流。所以,通常在电容器的设计中,允许长期运行的过电流倍数是1.3,即可超出额定电流的30%长期运行。其中10%是允许工频过电流,另外的20%则是给高次谐波电压引起的过电流所留的。


  3常见的电容器故障


  3.1异响


  电容器是一种无励磁结构的静止电器。正常情况下,电容器运行是无任何声响的。当电容器发生内部故障时,会产生发电的声音及其它异常声响,此时应立刻停运检查。


  3.2外壳膨胀变形


  当电容器长期处于过电压或者过电流运行时,由于内部绝缘击穿放电及介质分解出大量游离气体,会使密封的电容器外壳内部压力骤增,从而导致外壳鼓起变形,这是电容器产生故障的征兆,此时必须予以重视并及时处理。


  3.3渗漏油


  这是电容器最常见的故障现象,一般是由于电容器自身质量问题、缺乏运行维护所导致的。电容器出现漏油现象应特别注意其运行状况,定期试验,条件允许应尽早更换新的电容器。


  3.4运行温度过高


  长时间过压过流运行,室内通风条件差常常会引起电容器运行温度过高。此外,电容器内部介质老化、绝缘击穿等故障也会导致电容器运行温度升高。运行中若室内环境温度正常,电容器温度仍处于高温装备,则电容器应立刻停运试验检查。


  3.5绝缘子闪络放电


  电容器绝缘子表面过脏或有裂纹的时候,会有闪络放电现象。此时应及时对电容器进行检查清扫。


  3.6爆炸


  当电容器内部元件或者外部绝缘出现严重的缺陷时,电容器会因内部释放很大的能量而爆炸,这是最严重电容器的故障。


  4电容器故障实例分析


  4.1事故经过


  某变电站10kV电容器室发生电容器爆炸起火事故。现场在听到电容器室一声爆炸声后,第一时间切了电容器组的电源并灭火。事后发现,挨着故障起火的电容器在墙壁上有明显的灼烧痕迹,相邻的两个电容器也被烧坏。


  4.2事故原因分析


  根据事故发生后的现场勘查,起火的那个电容器的熔断器已断开,熔体的导线落在电容器的外壳上,并在接触处发现明显的放电痕迹。该电容器组是单星形接线,设置了过压、失压和过流保护,还装设了保护单个电容器的专用的喷逐式熔断器。但由于该电容器组没有设置三相不平衡保护,所以当某一个电容器的熔断器熔断时,电容器组开关不跳闸。电容器熔断器熔断后,熔丝导线落在电容器外壳在一般情况下是不会使该电容器带电的。但在发生故障之前一段很短的时间,该站一条10kV线路发生了单相接地故障。此时出现了周期性熄灭和复燃的电弧,对地产生的过电压很大,相当于相电压。这个电压通过电容器的中性点、接地的电容器外壳、熔丝的导线直接加到电容器,造成该电容器内部元件击穿爆炸起火。


  4.3事故总结


  在分析电容器爆炸起火原因的时候,不能只考虑电容器的内部因素,应当分析事故发生前系统的状态与保护动作的情况,再进行判断;电容器组的设计安装中,所选熔断器的防摆装置绝缘管长度不宜太短,尽可能收紧熔体尾线,以免出现事故中出现的状况;应尽量采取双星形接线,配置三相不平衡保护。单星形接线出现单相熔体熔断时,必须立刻将电容器组退出运行,必要时还应在单相接地的情况下联跳电容器组开关。


  5结论


  在日常运行中,电容器损坏的原因有很多,切电容器组产生的过电压,电容器投入时产生的涌流,谐波超标引起的过电流以及电容器产品本身质量问题等都会导致电容器的老化,过热和内部元件损坏。因此,建议采取以下措施增强电容器运行的安全性:安装时尽量采用质量较好的电容器,并加装金属氧化物避雷器以防止电容器内部击穿;采用单相熔断器保护,以确保系统运行中及时断开故障电容器;保证对电容器进行定期检查试验,发现渗漏油电容器立即退运,发现变值电容立刻更换;电容器组尽量采用中性点不接地的双星形接线,并采用双星形零流平衡保护。电容器是保证电力系统电压稳定和电能质量的重要设备,电容器的定期进行维护检修对保证系统稳定运行是必不可少的。


  参考文献


  [1]方旭初.10kV并联电容器组故障的分析[J].华东电力,1994(7).


  [2]吴琼.集合式并联电容器组运行中常见的故障[J].电力电容器,2004.


  [3]倪学锋,吴伯华,王勇.现场电容组试验的问题与改进[J].高电压技术,2006.