摘要：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。本文就针对变电站并联电容器的原理和运行维护进行分析。
关键词：变电站；并联电容器；原理；运行维护
1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。
2并联电容器的保护
2.1过流保护
过流保护利用故障时的过电流作为判据来保护电容器。熔断器可以作为简单的过流保护，通过在过电流时熔断来保护电容器。现代保护装置引入CT电流可以设置多段多时限的过流保护。
2.2过电压保护
电容运行电压不应长时间超过额定电压的1.1倍。保护在母线电压过高时动作跳闸可有效保护电容器。避雷器也能起到一定的过电压保护功能。
2.3低电压保护
母线失压后如果在较短时间内恢复，电容器未完全放电而保留的剩余电压与供电电压有可能相位不一致，此时产生的过电压和过电流可能导致电容器损坏。因此必须设置过电压保护在母线失压时自动切除电容器。
2.4不平衡保护
在电容器发生轻微的内部故障时，产生的过电流可能较小，不足以正确动作跳闸。不平衡保护可以通过将电容器组分成若干对称部分，通过比较各对称部分间的电流、电压来反应电容器各部分参数的不同，从而比较灵敏的发现电容器内部故障并正确动作跳闸。常见有以下几种:
第一双星型接线中性点不平衡电流保护：将电容器组分成相同的两个星型接线部分，并在两部分中性点之间接入CT。电容器正常运行时，由于两部分各种参数几乎对称，流过中性点CT的电流应接近为0。当电容器内部故障使得两部分参数不再对称，此时产生的不平衡电流能比较灵敏的反应电容器内部故障。
第二，电压差动保护：将电容器每一相均分成相同的两部分。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆正常状态下两部分电压相等，电压差接近为0。如差压超过整定值则判定为该相故障动作跳!间。
第三，桥式差电流保护：将电容器每一相分成4个相同的部分，接成桥式接线，并在中间电桥处接入CT。由于电桥对称，电桥CT电流应接近为0。当电容器该相内部有故障时，由于电桥不再对称导致电桥电流不再为0，从而能比较灵敏的反应电容器某相内部故障。
第四，开口三角电压保护：将电容器三相电压二次绕组串接成开口三角形。正常状态下开口三角电压应接近为0。如开口三角电压超过整定值则判定为故障动作跳闸。
3变电站并联电容器的运行维护措施及故障处理手段
3.1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,然后再将电容器投人。反之,当母线电压过高时,应该实施相反的操作方式。
3.2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。
参考文献
[1]李春雷.并联补偿电容器组的保护配置与故障仿真[D].华南理工大学,2012.
[2]孔斌.并联电容器回路谐波放大及电能损耗特性的测试与分析[D].郑州大学,2004.
[3]谢睿.谐波对配电网并联电容器的影响与对策研究[D].华中科技大学,2013.
[4]赵荣普.并联电容器的运行维护及故障分析[J].云南水力发电,2009,01:90-94+106.
[5]王国金.并联电容器组智能化监测与故障诊断系统的开发与应用[D].华北电力大学,2015.
论文作者:吴俊河
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
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