刍议并联电容器的运行维护与故障分析

张明杰

中图分类号：TM9 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2018）2-000-01

摘要 分析了电容器常见故障产生的原因，介绍了各种故障出现时的诊断方法，提出了避免各种故障出现的预防措施，以避免电容器损坏等事故的发生，从而保证电网高效、经济、安全运行。

关键词 电容器 故障 原因分析 预防措施

电容器是储存电荷的容器，它可以分为移相、串联、电热、耦合、均压、滤波、脉冲及标准电容器。移相电容器与负荷或供电设备并联运行后，能够补偿电网的无功功率不足，这就称为并联补偿。在电网中安装并联电容器是为了减少线路的无功输出，提高电网的输送能力，改善电网的功率因数，降低电能损耗，因此改善了电网和用户的电压质量。

一、并联电容器的使用情况

在近几年的城网建设改造工作中，针对电网的发展、用电负荷的变化、电网结构的改善，在以阵损和保证电网电压合格率为前提的情况下，对电网进行潮流计算和无功优化分析。但是电容器产品质量问题、设计场强偏高和电网谐波治理不力等多种原因造成电容器损坏情况比较严重。因此我们对变电站内电容器装置的运行状况进行了全面的调查研究和故障分析，从电容器的设计、运行和管理方面查找问题。经过一年的整治，使集合式电容器的故障率降了下来，现在已处于一个平稳的阶段。

但是集合式电容器的损坏率依然高于分散式电容器，这是由于集合式电容器一旦损坏则统计整组容量，分散式电容器损坏后只统计损坏单元的容量。

随着电容器制造技术的提高，电容器单元的容量已突破原来的334 kvar，达到500kvar，甚至更高，为克服分散式电容器占地大的问题，出现了构架式电容器。从目前在变电站的运行情况来看，其占地面积不大、更换损坏单元方便的优点已显现出来。

二、并联电容器的运行条件

（一）电容器运行中的允许过电压

電容器的无功功率与电压的平方成正比，电压变动时会对电容器的容量产生影响。电压升高会使电容器温度升高，寿命缩短，电压过高还会造成电容器烧坏。另外电压波形畸变会产生较大的高次谐波电流，使电容器严重过电流。

电容器运行时的电压允许范围为：电容器必须能在1.05倍额定电压下长期运行，并在一昼夜中，在最高不超过1.1倍额定电压下允许运行时间不超过6小时。但当周围空气温度24小时平均最高值低于标准10oc时，电容器能在1.1倍额定电压下长期运行。

（二）电容器运行中允许的过电流

电容器允许长期运行的过电流倍数为1.3倍，即可超出额定电流30%长期运行。其中的10%为允许工频过电流；20%为留给高次谐波电压引起的过电流。

（三）电容器运行温度

电容器运行温度是保证电容器安全运行和达到正常使用寿命的重要条件之一。电容器设计的热计算是以绝缘介质所能长期承受的最大温度为依据。运行温度过高，会使寿命缩短，甚至引起介质击穿损坏。

三、造成并联电容器故障的主要因素

电容器组的正常运行对于电力系统电能的质量与效益都起着至关重要的作用，但由于电容器本身的设计及运行条件各方面的原因，造成电容器的损坏率较高的因素主要有：

（一）初期性故障

电容器存在潜在缺陷，如电容器在真空条件下制造时混入了空气、介质不纯等，于初期如供电遇异常情形，会劣化引起的故障；

（二）偶发性故障

接线不牢或遭外力破坏等，是在搬运、安装或运行过程中由于人为疏忽等产生的机械缺陷，而导致的电容器在运行时发生故障；

（三）过载使用引起故障

1.安装处所周围温度升高，通风不良。

2.过电压运转：包括运行过电压、谐波过电压、操作过电压等，超过最高容许过电压限值。

3.过电流运转：电容器的充电电流含有谐波状况下，该电流的有效值大于过电流限值。

4.老化性故障：电容器使用多年后，由于绝缘强度老化和内部游离等因素，造成电气绝缘强度降低而引起损坏。

四、防止并联电容器发生安全事故的对策

1.针对220 kV变电站电容器功率大、组数多，易产生过电压的特点增加补偿精度。可组合投切3组不同的电容量，3组电容器的容量比为3：2：1。部分110 kV变电站负载小，10 kV母线电压高，亦可采用容量比2：1的方式运行。35 kV变电站应采用小容量电容器组运行。

2.电容器室、配电室应保持干燥、通风，加强对电容器组及室内配电装置的清扫维护，并做好防止小动物危害的措施。

3.定期对10 kV保护进行校验。加强对真空开关的监测试验，在允许范围内尽量加大其开断行程，确保其操作迅速可靠。

4.正确选择电容器熔断器容量，更换熔断器时应对电容器单只逐个放电并可靠接地，以保证人身安全。

五、结语

以上是根据现场实际工作经验总结的并联电容器几种典型故障，加以分析并提出有效的防止故障发生的措施。要保证并联电容器装置的正常运行，必须按照装置的运行规定和电网实际情况，制定相应的实施细则（制度），并严格执行，同时要加强装置的整体维护管理，确保各类设备完好、性能可靠、参数匹配。在运行中要认真观察、记录电流、电压、功率因数、油量、油位、温度指示、接点状态等是否正常，创造良好的运行条件。

参考文献：

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