试分析变电站并联电容器的原理和运行维护

安旭国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司

试分析变电站并联电容器的原理和运行维护

安旭
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摘要：新时代的发展离不开电力行业，变电站运行中，并联电容器的出现，大大提高了电网运行质量。本文简要叙述了并联电容器的内涵原理及其结构，分析了保护并联电容器运作的方式，深入探讨了变电站并联电容器日常运行维护中的一些措施与故障处理手段，以期对提高其运行稳定性提供一定见解。

关键词：变电站；并联电容器；原理；运行维护

一、电容器的内涵原理

在相对稳定的直流电路当中，电容只可当作是一个电流中的断开点。不过，电容可以通过外加电压出现暂态时进行充电，从而产生充电电流。若两极间的电压经过不断提升，最终达到平衡与外接电路电压后，则充电就会停止。外加在正弦交流电路中的电容两端的电压不断变化，致使电容不论充电还是放电都将不会停止。

从上可得，电容不仅不消耗有功功率，而且其时正时负的功率特性，使其可在电路中进行能量交换。通常，这种情况被称作消耗容性无功功率，也就是提供感性无功功率。不仅如此，电网中大量的无功流动虽不会消耗能量，但过量的电流流经线路，使得线路末端电压因两端电压降升高而降低。故此，运用电容器进行无功补偿，以阻碍电网中大量无功流动造成的影响，以便减少线路损耗及提升电压质量。

二、并联电容器结构

常见的一些并联电容器有框架式、单台铁壳式、充气式以及箱式等，因为其类型不同，所以结构也不同。一般来说，变电站多半运用的是框架式并联电容器和集合式并联电容器。

小型的电容器，通常内部采用的是两片铝箔作为电极，使用复合绝缘薄膜对其间进行绝缘，将其卷成一个卷，以便空间得到解放。然后用导线引出两极板，配以外界相关绝缘介质实施与箱体的绝缘工作。

一些大型的并联电容器通常情况下都是由多个小型电容器串联单元并联组成，所有小电容器的电压总和就是大型并联电容器的容量。

至于框架式并联电容器，它的结构不算复杂，是在一个特制的框架上，放置数个独立的小电容器，按照设计需求，用导线将它们串联起来，并联在一起。这种模式的并联电容器，由于其每个电容器单元都是密封着的，因此可以安放多层，合理高效利用空间，节约占地面积。

除了以上介绍的并联电容器之外，其他还有多种并联电容器，结构都有所不同。针对不同的需要，应该选用最合适的并联电容器，才能最大化实现此项设备的效用。

三、保护并联电容器的几个主要方式

（一）过流保护方式

过流保护，这种保护方式是发生故障时，用过电流作为依据，进行电容器的保护工作。熔断器通过过电流时，熔断电流对电容器形成保护，其是最简单的过流保护方式。

（二）过电压保护方式

电容运行中，电压不能长期处在额定电压的110%。其有效保护电容器的方式是保护在母线电压处于过高时，实施动作跳闸。同时，能起到电压保护作用的还有避雷器。

（三）低电压保护方式

在母线失压时，设置过电压保护，以便自动切断电容器。其是针对母线失压后快速恢复，电容器放电未完全产生的电压和过电流不一致，而出现的电容器损坏情况。

此外还有多种并联电容器保护方法，例如不平衡保护方法当中的多个方式，都是保护并联电容器的有效措施。

四、变电站并联电容器的运行维护措施及故障处理手段

（一）按照相关规定使用并联电容器

第一，电容器在运行过程中，其电流不能长时间超过电容器额定电流的30%，同时，其电压也不可长期处在限定电压的110%状态下。

第二，在电容器组中，其三相电流间的差距不可超过5%，如果发现超过此数值，需立即查出原因，并采取有效措施处理。

第三，在断开电容器以后，注意需要五到十分钟的间隔时间，才可以把电容器重新运行起来。遇到装置并联电阻类型的开关，每次这种操作中间至少要间隔十五分钟以上。

第四，在母线停止运作之前，要断开电容器的开关，这必须要按照当时值班调度员的指令来实施操作。

第五，如果电容器没有在母线失电后自动跳闸，那么应该立即采取手动方式，切断电容器设备。

第六，使用投切电容器时，应该尽可能采用就地平衡的原则。多使用投切电容器对站内无功平衡不合要求的这种情况进行调节，比如发生无功平衡电压超限，就可实施调档来调节电压。

第七，发生母线电压出现过低情况时，需要把电抗器先退出，然后再将电容器投入。反之，当母线电压过高时，应该实施相反的操作方式。

（二）变电站并联电容器常见故障及处理手段

首先，渗漏油情况。气温的变化可能导致电容器接口发生热胀冷缩的情况，使其容易出现裂缝，致使产生渗漏油情况。所以，平常巡查过程中要十分注意这个地方，观察接口处或地面上是否有油渍。较轻微的漏油情况可以定期及时补充以解决，但如果发生螺丝生锈或是松脱，以及裂缝出现，这种渗漏油的情况就会很严重，必须马上抓紧处理。

其次，外壳鼓肚情况。电容器动作跳闸，这种由轻微故障导致无法被保护装置发觉的情况，多半是由于电容器内部某个或某些元件出现了小故障，被击穿后产生了电弧所造成的。电弧促使绝缘油产生气体，膨胀后是电容器外壳鼓肚，对此，应立即退出运行，避免发生爆炸。

最后，发热情况。多数情况下，电容器出现发热现象，是因为运行环境没有良好的通风系统，加之长时间过电流状态所致。要落实对电容器实施定期检测温度，若温度超出可运行范围时，必须马上终止运行。另外，电容器温度升高还可能因为元件老化、介质损耗等问题，使用红外成像手段可查出原委，加以实施补救。

电网事业的发展进步需要变电站的技术革新，而维护变电站并联电容器的运行是重中之重。唯有了解并联电容器的工作原理和相应保护措施，以及及时发现并联电容器运行中出现的问题，采取有效手段处理好这些问题，才能使其运作效率达到最高值，从而促进电网发展良好。

参考文献：

[1]陈文智.变电站并联电容器原理及其运行维护[J].通讯世界,2014,24:71-73.

[2]席文飞,楼书氢,刘世欣.对地区电网并联电容器配置及运行与维护的探讨[J].中国电力教育,2011,27:86-87.

[3]沈黎明,扈艳玲,靳建峰.并联电容器组熔断器“群爆”故障的典型案例处理[J].电力电容器,2003,02:21-23.