电力电容器常见故障分析及解决策略论文_张丽涛

电力电容器常见故障分析及解决策略论文_张丽涛

(国网冀北电力有限公司唐山供电公司 河北唐山 063000)

摘要:随着现代科技水平的不断发展,社会经济也在不断进步,为了满足庞大的用电需求,电力系统和电力线路处于持续建设中,规模持续扩大,这也对电力系统的安全性和稳定性提出了更高的要求。本文结合作者多年的电容器研究经验,总结了实际操作中电容器的常见故障查找,阐述了针对性的问题解决方法,为解决在日常操作中频繁的电容器故障提供了有益的尝试,以期给相关工作者提供一些参考和借鉴。

关键词:电容器;无功补偿;故障

引言 :电容器是电力系统中大量使用的一种设备,它的合理应用关系着整个电网的安全,同时在保证输电质量的情况下,它的无功补偿性质可有效降低能量损耗、调节整条线路的电压。日常生活以及工业生产中,电容器故障屡见不鲜。一方面由于电容器属于损耗元件,长时间的工作导致结构老化;另一方面主要是人为因素,操作不当加上电容器本身设计存在缺陷,导致其使用寿命非常短。因而,为保障电网的安全和稳定运行,有必要采取有效措施来应对电容器的故障问题,从而提高电容器的工作效率和使用寿命。

1 电容器的故障及相应的处理措施

电容器从生产到运输、现场安装、调试以及运行过程中都有可能会遇到各种各样的异常现象,如果能及时有效地处理这些异常现象,就能预防、制止事故的发生,进而保障电力设备、电力系统的正常运行。本文就以上各种过程中可能产生的故障及相应的处理措施做简要分析。

1.1 电容器渗漏油

电容器可能在搬运、安装过程中,由于方法不当而造成套管根部受力不均出现裂纹;或在接线时由于紧固螺母用力过大或不均匀导致瓷套根部出现裂纹;在生产过程中由于本身的质量问题或技术问题出现缝隙、裂纹,甚至断裂情况,当出现以上现象时就会导致渗漏油的发生,如没能及时发现而投入运行,就会造成电容器的异常现象。运行中的电容器由于内部温度的变化,可能导致内部压力增大,此时,就有可能产生在密封处的渗漏油现象;当电容器运行时间较长,经历长期的风吹日晒,出现外壳脱漆、锈蚀等现象时,就容易发生渗漏油。电容器出现渗漏油后,内部浸渍剂减少,电容器上部容易受潮,进而会发生击穿等现象,根据现场实际情况,选择合适的电容器是预防电容器渗漏油的主要措施。

1.2电容器的断路器跳闸的处理

电容器的断路器跳闸, 而分路熔断器熔丝未熔断时。应对电容器放电3min后,再检查断路器、电流互感器、电力电缆及电容器外部等情况。若未发现异常,则可能是由于外部故障或母线电压波动所致, 并经检查正常后,可以试投,否则应进一步对保护做全面的通电试验。通过以上的检查、试验, 若仍找不出原因, 则应拆开电容器组,并逐台进行检查试验。但在未查明原因之前, 不得试投运。

1.3当电容器的熔断器熔丝熔断的处理

当电容器的熔断器熔丝熔断的时, 应向值班调度员汇报, 待取得同意后, 再断开电容器的断路器。在切断电源并对电容器放电后, 先进行外部检查, 然后用绝缘摇表摇测极间及极对地的绝缘电阻值。如未发现故障迹象,可换好熔断器熔丝后继续投入运行。如经送电后熔断器的熔丝仍熔断,则应退出故障电容器, 并恢复对其余部分 的送电运行。

1.4电力电容器的作用分析

电力电容器的作用都有:移相、耦合、降压、滤波等,常用于高低压系统并联补偿无功功率、并联交流高压断路器断口、电机启动、电压分压等。电力系统的负荷如电动机.电焊机.感应电炉等用电设备,除了消耗有功功率外,还要“吸收”无功功率。另外电力系统的变压器等也需要无功功率,假如所有无功电力都由发电机供应的话,不但不经济,而且电压质量低劣,影响用户使用。电力电容器在正弦交流电路中能“发”出无功功率,假如把电容器并接在负荷(电动机),或输电设备(变压器)上运行,那么,复核或输电设备需要的无功功率,正好由电容器供应。电容器的功用就是无功补偿。通过无功就地补偿,可减少线路能量损耗;减少线路电压降,改善电压质量;提高系统供电能力。

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2电力系统中,大容量电动机突然甩负荷或重复冲击负荷,都会使电网电压的波形发生畸变,产生高次谐波。移相电容器对谐波电压的反映较敏感,在发生谐波共振情况下,可能导致严重损坏或无法运行。因此,送电时,应先投入负荷电路,后投人移相电容。电源电压过高时,应及时将电容器暂时退出运行。

2.1运行电流的监测

电容器组允许在其1.3倍额定电流下长期运行,即运行中允许长期超过电容器组额定电流的30%。其中,10%是工频过电压引起的过电流,另有20%是由于高次谐波引起的过电流。因此,运行中的电容器应严格监视运行电流,一旦超限应及时将电容器组退出运行。为了延长电容器的使用寿命,电容器应维持在额定电流下运行。电容器的额定电流,是指额定容量的电容器在正弦波形、额定频率、额定电压下所通过的电流。

2.2防止带电荷合闸

操作过电压也极易损坏电容器。过于频繁操作对电容器组也是不利的。尤其要注意电网失压后重合闸时,会造成电容器组带电荷合闸。带电荷合闸时,如电源的电压极性相反,将造成很强的冲击,使多台电容器损坏,甚至发生电容器群爆。电容器组每次重新合闸,必须在开关断开电容器放电3min后进行。运行中,每月都应检查熔丝和放电装置是否完好。为了保护电容器组,自动放电装置应经常与电容器直接并联(中间无断路器、闸刀开关和熔断器等),对具有非专用放电装置的电容器组(例如,高压电容器用的电压互感器和低压电容器用的白炽灯泡)以及与电动机直接联接的电容器组,可以不另装放电装置。电容器组每次从网路断开,其放电应该自动进行,并在10min内将其额定电压的峰值剩余电压降到75V或更低。

3 处理故障电容器应注意的安全事项

处理故障电容器应在断开电容器的断路器,拉开断路器两则的隔离开关,并对电容器组经放电电阻放电后进行。电容器组经放电电阻(放电变压器或放电电压互感器)放电以后,由于部分残存电荷一时放不尽,仍应进行一次人工放电。放电时先将接地线接地端接好,再用接地棒多次对电容器放电,直至无放电火花及放电声为止,然后将接地端固定好。由于故障电容器可能发生引线接触不良、内部断线或熔丝熔断等,因此有部分电荷可能未放尽,所以检修人员在接触故障电容器之前,还应戴上绝缘手套,先用短路线将故障电容器两极短接,然后方动手拆卸和更换。

对于双星形接线的电容器组的中性线上,以及多个电容器的串接线上,还应单独进行放电。

电容器在变电所各种设备中属于可靠性比较薄弱的电器,它比同级电压的其他设备的绝缘较为薄弱,内部元件发热较多,而散热情况又欠佳,内部故障机会较多,制造电力电容器内部材料的可燃物成分又大,所以运行中极易着火。因此,对电力电容器的运行应尽可能地创造良好的低温和通风条件。

4 电容器巡视检查与运行维护

外壳各部是否存在渗漏、外壳是否有鼓肚、膨胀量是否超过正常热胀冷缩的弹性许可度;室外电容器组未涂冷锌的还应检查外壳油漆是否脱落、生锈,当脱落或生锈较严重时可涂冷锌解决;套管是否清洁完整,有无裂纹和放电现象;引线连接处各处有无松动、脱落或断线、发热变色。

5 结束语

综上可知,为确保电容器的良好运行状态,我们应在产品质量环节开始,对其进行严格把关;在实际操作中,充分考虑到现场不确定因素带来的影响和波动,做好电路分析和故障即时解决的工作,对电容器的运行状态进行时刻的关注,以便迅速查找故障问题并给予合适的解决方案,保证变电站电容器的正常工作。

参考文献

1.何卫国。电力电容器运行状态在线监测装置[D],苏州大学,2015-05-01

2.刘生辉。并联电力电容器过电压分析与仿真研究[D],华南理工大学,2014-05-08

3.王友功。电力电容器的绝缘击穿[J],电力电容器,2013-12-31

论文作者:张丽涛

论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期

论文发表时间:2019/9/18

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