摘要：分析了645组电容器在一段时期内发生的缺陷情况，从缺陷部位、缺陷类型等角度分析了电容器缺陷发生情况，通过以上数据再结合电容器型式、运行环境、运行年限等因素详细分析了电容器缺陷发生的规律，并有针对性的提出了一系列并联电容器的运维建议。
关键词：并联电容器，电力系统，无功补偿
引言
电容器长期正常运行是保障电网电压稳定、提高电能质量的重要保证，无功设备可用率也是电网企业的重要考核指标。本文统计了近2年来广州南部片区645组并联电容器的运行中发生的缺陷情况，按照电容器类型、缺陷部位以及电容器型式、运行环境、运行年限等特征对电容器缺陷进行了分析，在文章结尾提出了电容器设备的运维建议。
1 运行情况概述
本文统计分析的645组并联电容器组运行于广州电网南部片区，其中36.7%为集合式电容器，63.3%为框架式电容器。66kV电压等级8组，35kV电压等级7组，其余630组全部为10kV电压等级的电容器。
2017-2018年期间记录显示，这一时期共发生电容器缺陷216起，无紧急缺陷，重大缺陷4起，一般缺陷184起，其他缺陷28起。
2 缺陷部位统计分析
常规运行的电容器组由电容器本体、串联电抗器、放电线圈、避雷器（包括放电计数器）、支柱绝缘子及引线（或铜、铝排）等部件组成。按照缺陷发生在何种部件上来区分电容器缺陷发生的部位。
分析216起缺陷的发生部位，电容器本体占比51%，接头部位占比24%，避雷器占比，串联电抗器占比5.8%，放电线圈占比4.8%，其他部位占比5.8%.电容器本体、接头部位两个部位的缺陷占比达到75%，应重点关注。
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图 电容器缺陷因的分布
2.1 电容器本体
分析110起电容器本体缺陷，其中渗漏油缺陷占55.95%，不平衡保护动作占比23.53%，试验不合格占13.73%，保险丝熔断占5.88%，过流保护动作占0.91%。渗漏油缺陷中97%为集合式电容器油箱或套管漏油所致，绝大部分都是因为密封胶圈老化所致；框架式电容器单元漏油属于重大缺陷，会影响电容器组的正常运行，虽然数量不多，但一经发现，应及时处理。不平衡保护动作是由于电容器本体电容异常变化造成三相电容值不平衡，而引起不平衡电压或者不平衡电流保护动作，极少由其他原因引起。框架式电容器组不平衡保护动作后，通常可通过更换电容器单元而恢复；集合式电容器组则需要吊检大修才行。电容器组试验分为电气试验和化学试验。电容器本体电气试验不合格全部是因为电容值变化超过检修试验规程的要求，处理方式与不平衡保护动作后的方法基本一致。化学试验不合格全部是因为集合式电容器本体绝缘油预试不合格，通过绝缘油更换处理来恢复。过流能力下降是导致保险丝熔断的主要原因，保险丝熔断缺陷通常伴随着不平衡保护动作。
2.2 接头部位
接头部位指连接电容器、电抗器、电缆等载流金属部位的母排或者引线的接头。接头部位缺陷中，其中84%属于发热缺陷，16%属于绝缘热缩套或者电缆绝缘损坏。在电容器投入使用时，接头部位将长期通过大电流，其发热的原因有二，一是设备出厂或安装时没有将接头部位处理好，接触不充分，导流性能下降引起发热；二是长时间载流运行接触面氧化造成接触电阻增大，引起发热。
2.3 放电线圈
放电线圈的作用一是电容器跳闸时放掉电容器内部的剩余电荷，防止再次合闸产生过电压；二是用于电压保护的电压测量。
已统计的放电线圈缺陷中，60%是在停电预试中发现放电线圈试验不合格，其余表现为油浸式放电线圈漏油、瓷套损坏、螺栓松动等现象。
2.4 串联电抗器
统计样本内，50%的串联电抗器缺陷为预试结果不合格，包括直流电阻超标、铁芯-夹件绝缘低及铁芯绝缘低。其余50%的缺陷全部为空芯电抗器，表现为电抗器本体发热、空芯电抗器绝缘树脂融化脱落、外表发黑等。
串联电抗器的这些缺陷发生后，电容器组将不能继续运行，严重影响电容器组可用率，应及时处理。
2.5 避雷器
避雷器的缺陷包括其附属的放电计数器。在本文的统计样本内，43%的避雷器缺陷为避雷器预试结果不合格，表现为直流1mA电压不合格或泄露电流超标。57%的避雷器缺陷为放电计数器故障，表现为放电计数器进水、无泄漏电流显示、指针脱落等等。
2.6 其他部位
其他部位的缺陷包括电容器温度表故障、中性点电流互感器预试结果不合格、电容器围栏内部存在杂草、地线损坏等较少发生的缺陷。
3 其他因素的影响
3.1 电容器形式
按照结构形式，并联电容器分为两种，集合式和框架式。集合式电容器将电容器单元集中在一个充油箱体内，具有占地面积小、安装方便的特点，通常应用于户外；框架式电容器可以分模块运输，各个模块重量不大，不需要大型机具即可实现移动，更适合安装于户内。在本文的统计样本内，集合式电容器缺陷占比65.3%，框架式电容器缺陷占比34.7%.
实际上，如前文所述，本文所取样的总体中，框架式电容器占比63.3%，是大于集合式电容器的，因此可见集合式电容器的缺陷率是明显高于框架式的。
3.2 运行环境
本文的统计样本中，所有集合式电容器组全部运行于户外，框架是电容器组全部运行于户内。岭南地区长期的高温湿热环境，是造成集合式电容器缺陷率显著高于框架式电容器的主要原因。
3.3 运行年限
按照投运年限分析216起缺陷，其中运行1-5年的占比3.96%，6-10年占比10.89%，11-15年占比65.35%，16-20年占比14%，21年以上占比5.94%.投运1-5年的缺陷中，62.25%是由于施工质量问题造成接触不良引起发热。分析占比最多投入运行11-15年电容器缺陷，其中65.15%为集合式电容器缺陷；33.33%的缺陷类型为渗漏油，21.21%的缺陷类型为发热。不平衡保护动作缺陷21起，占比14.89%，占所有不平衡保护动作缺陷的87.5%，可见运行于11-15年之间的电容器组为不平衡保护动作缺陷的高发阶段。21起不平衡保护动作缺陷中的90%为框架式电容器，应引起重视。
4 运维建议
4.1安装验收建议
如前所述，样本中电容器运行5年内的缺陷绝大多数为接头发热缺陷，属于安装质量问题，因此，在新装设备的验收阶段，除设备试验数据外，应重点关注载流连接部位的接头安装质量，包括接触面平整度、引线接头安装工艺、螺栓紧固力矩值是否达标等。
4.2运维建议
运行于11至15年电容器缺陷占比最多，依据南方电网检修试验规程的要求，并联电容器的B1修周期为6年一次，因此，建议在电容器的第二个B修周期时，应重点。
4.3技改修理建议
集合式并联电容器现场吊罩检查更换单元的难度较高，建议提前做好技改项目储备，在接近设计寿命时提前完成集合式并联电容器的更换，以确保电容器可用率不受影响。对于框架式并联电容器，应提前做好电容器单元等备品的采购和准备，确保在发生电容单元故障时能够及时检修恢复。
参考文献
[1]康真，张梅.一起集合式并联电容器爆裂故障原因分析[J].宁夏电力，2015（5）：45-50.
[2] 苗俊杰，杜大全.1998—2004 年制造的集合式电容器缺陷率高的原因分析[J].河北电力技术，2009，28（4）：9-10.
[3] 中国南方电网有限责任公司.Q/CSG1206007-2017电力设备检修试验规程[Z].中国电力出版社,2017年12月.
论文作者:罗同春
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
标签：电容器论文; 缺陷论文; 部位论文; 不平衡论文; 本体论文; 不合格论文; 框架论文; 《基层建设》2019年第28期论文;