并联电容器频繁发热缺陷分析及处理

王睿宣，黄祖荣，陈玮光

（国网江苏省电力有限公司检修分公司，南京 211102）

引言

并联电容器作为变电站主要无功补偿装置在电网得到了大量的应用。近些年来，电力设备的设计制造水平不断提升，并联电容器的性能及工艺水平也得到了较快提高。然而，随着电网规模不断扩大，长时间运行的电容器屡有出现发热、爆炸、渗漏液等故障，严重威胁着电网的安全稳定运行。

1 故障概述

某220 kV变电站巡视发现一电容单元连接线桩头防护帽烧融，连接线断裂，电容上部瓷套第一裙边破裂，电容器本体渗油；A相电容器连接线外皮严重变色，B、C相电容器连接线外皮变色不明显。随即对电容器组进行全面检查，另一电容器组一电容单元连接端头防护帽烧融，连接线有过热痕迹，电容器本体渗油。另有一电容器组连接线桩头外皮脱落，红外测温桩头严重发热（200℃）。

据查，该变电站共8组并联电容器，自投运以来，有5组电容器分别发生7起发热缺陷，包括电容器组支柱瓷瓶连接线烧断，多个电容器组内部连接线烧损，电容器组与隔离刀闸连接铝排处发热等。

2 电容器发热原因分析

2.1 串联电抗器匹配分析

由于电容器组新投运1年就频繁发生过热现象，初步怀疑电容器组与串联电抗器不匹配，电抗器的电抗率选择不当，使电容器组和系统参数构成某特定频次谐波下的并联或串联谐振回路，造成谐波电流的放大或谐振的发生[1]，导致电容器发热、鼓肚、保险熔断甚至爆炸等事故。

对该变电站低压母线及电容器支路的电能质量状况进行了长时间连续跟踪测试，选取故障电容器进行试验，A、B、C三相电压总谐波畸变率分别为0.44%、0.42%、0.40%，低于4.0%的国标限值，满足国标GB/T 14549—1993要求。三相电压不平衡度为0.1%，低于2.0%的国标限值，三相电压不平衡度如图1所示。

图1 三相电压不平衡

低压母线A、B、C三相各次谐波电流含量满足国标要求，频谱如图2所示。故障电容器支路的A、B、C三相各次谐波电流含量频谱如图3所示。

图2 低压母线谐波电流含量频谱图

图3 故障电容器谐波电流含量频谱图

通过对故障电容器电能质量状况测试数据分析，得出以下结论：在测试期间，该220 kV变电站低压母线的A、B、C三相电压总谐波畸变率与三相谐波电流谐波含量均满足国标GB/T 14549—1993的要求，低压母线的电压不平衡度满足国标GB/T 15543—2008的要求；故障电容器A、B、C三相各次谐波电流含量均满足国标GB/T 14549—1993要求，测试周期内未发生谐波超标情况。

2.2 电容器组本体及连接线分析

从现场检查情况来看，该电容器组缺陷的主要原因为电容器连接线与接头连接处发热[2]。检查电容连接线与接头接线夹，发现线轨较浅，因此判断在接线安装压接时可能出现连接线未全部卡入线轨，导致接触不良，在运行中发热[3]。电容器组内部连接线也存在一定缺陷，部分连接线变色，有氧化的痕迹，外皮有发热老化现象，接头处导线氧化情况较严重[4]。经核查后发现该型号连接线为电容器组厂家早期产品，出现过较多氧化变色、发热等缺陷，已属家族缺陷产品。

3 电容器发热缺陷处理

（1）将电容器组所有连接线更换新型连接线，安装过程中注意接线压接牢固[5]。

（2）更换损坏及漏液电容器。

（3）重新制作电容器中性点连接排，使用LMY-60 mm×6 mm铝排在中性点处做一横排，将各相中性点分散布置在铝排上。

（4）对未发生缺陷的电容器进行全面检查，以消除隐患。

（5）电容器组投运后，加强红外检测，跟踪电容器组是否出现发热情况。

4 结论

电容器组接头发热是电容器常见故障，但新投设备频繁出现发热、电容器漏液、接头氧化等问题，需引起重视，针对某220 kV变电站电容器出现的缺陷进行深入研究后发现，该电容器组的设备质量及安装质量方面均存在问题，这就需要厂家在设备设计制造过程中严格执行设备相关规范，验收人员在设备验收过程中需加强关键节点见证工作，保障设备能够安全稳定地投入运行。