摘要：随着社会的不断发展，对电力资源的需求逐渐的增多，为了确保电能的质量最大限度的降低能源的损耗，需要积极的运用无功补偿技术。通过对无功补偿技术在10kV配电线路中的工作原理进行掌握，对10KV配电线路无功补偿电容器常见故障及预防措施进行深入探讨。
关键词:10kV配电线路；无功补偿；研究
随着国家电网不断发展，10KV配电线路规模日益增大，线路对电容器无功补偿的稳定性要求更高，可以说电容器运行是否可靠同整个电网安稳运行直接相关。但是当前电容器在多种因素下故障频发，对配电线路运行造成了严重不良影响。本文结合实际工作经验对10KV配电线路中无功补偿电容器的常见故障及故障原因进行分析，并指出相应防范措施。
1、常见故障分析
1.1电容器局部放电被击穿引发的故障
在无功补偿电容器中，其主要是以聚丙烯膜为介质，且只有一层膜，在被电压作用时，聚丙烯膜的电弱点容易被击穿，进而在通过电流之后，使得金属镀层内的电流密度较大，且温度上升较快，此时在击穿点的周边金属的金属导体逸散和蒸发，此时击穿点的绝缘就会恢复。但是在电容器内部存在空气，其在运行过程中存在局部放电的情况，当存在局部放电的情况之后，就会导致电容量质量下降，进而对其使用寿命和性能的发挥带来影响。所以需要尽可能地将元件内所残留的气体减少。而就目前来看，在元件制作时，由于聚丙烯膜难免会存在细小褶皱，这就会存留微量的气泡，进而导致电容器局部放电击穿。
1.2熔丝自身灵敏性问题导致的故障
由于无功补偿电容器在运行中需要强化对其压力保护，当内部存在故障之后，电容器往往由于压力保护导致单元内存在极间短路的情况，使得保护装置动作而断开电源。但是保护动作需要内部熔丝来实现。由于所选的熔丝自身的灵敏性较差，在出现故障之后就难以及时的将缺陷元件切除，且在整个10kV配电线路中成为持续发热的热源，进而对电容器的安全运行受到影响，进而导致故障扩大。
1.3电抗器匹配度导致的故障
由于在整个电力系统运行时，正常状态下的系统感抗要比容抗小，因而一般不会发生谐振。而若系统中存在高次谐波时，与之相并联的电容器就会放大谐波，因此在电力系统中安装电容器时，若存在高次谐波，就需要采取针对性的方式进行处理。常见的做法就是将电抗器与电容器的回路串联，从而有效的对合闸涌流进行限制的同时对谐波进行抑制。而需要注意的是，并非随便将电抗器在电容器回路中串联，必须要确保二者之间的匹配度。但是往往由于二者的匹配度不合理，导致谐波难以有效的抑制，进而出现谐振过电压，最终使得电容器受损，这也是导致电容器故障的主要根源之一。
1.4断路器的稳定性导致的故障
在并联的电容器组中，若将其高压开关开断，就不会发生重击穿，否则就会导致过压。而三相和开断弹振以及关合弹跳出现的不同时期，这就是导致重击穿的根源所在。然而一旦断路器自身的稳定性较差时，就可能在断路器的断口中发生电弧重燃的情况，进而出现过压的情况，最终对电容器安全高效的运行带来影响。尤其是目前应用较为广泛的真空断路器，在运行的初期最容易出现电弧重燃的情况。虽然随着其实际运行中出现重击穿的情况在减少，但是由于运行时间在加长后，在灭弧室的真空度就会迅速的降低，从而导致重击穿率被加大。加上非同期合闸的电容器存在较高的残压，在断路器分合闸时，形成的电压较高，在电容器中极易出现过压的情况，导致电容器的极间出现过压的情况，同时其冲击电流要比同期合闸的电流要大。同期合闸时的高频震荡分量往往要比非同期的合闸要大，而每相合闸将与同换路之间较为相似，所以电压值升高后，持续震荡时间就会增长，进而导致电容器出现损坏，最终出现故障。
1.5维护不当引发的故障
维护不当也会导致无功补偿电容器出现故障。由于其在温度方面的要求较高，尤其是冷却空气的温度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是在日常维护中，由于变电站的电容器分布缺乏合理性，导致其通风散热不好，使得电容器在运行后温度快速的上升，加速电气设备的绝缘老化速度，且随着时间加长，其电容器也会被损坏，出现这样或那样的故障。还有就是在对电容器进行时保护配置时，由于对其保护配置工作不到位，导致其应有过压保护和欠压保护、限时过流保护以及专用保护等作用难以得到有效的发挥。
1.6保护配置不当
对10KV配电线路来讲电容器保护的选择及设置与电容器接线方式是密切相关的。我国当前变电站电网并联电容器间的实际接线方式不是完全一致的，因此对电容器的保护方式也不一样。当前对电容器的保护方式常见的有以下几种：过电压、欠电压保护，限时过电流保护，防止电容器故障的专用保护等。在保护过程中，如果对电容器保护配置不当的话，电容器内部有若干个元件发生击穿的时候，内熔丝不能将故障及时切除，事故进一步扩大，当故障扩散至一定程度的时候如果不平衡保护还没有发生动作产生跳闸，就会让电容器局部的小故障演变成电容器爆裂这种严重的事故。要避免这种故障变电站需对并联的电容器配置三级保护，将内熔丝保护作为第一级保护，将单星形的开口三角电压保护作为第二级保护，将过电流保护当作第三级保护。将过电流保护当作是相间故障及内部故障的一个后备保护。这样的电容器保护配置形式从理论及实践上都证明了保护的有效性。在这种保护形式下，内、外熔丝在不能动作的状况下就能将故障电容器早期切除，从而有效避免电容器恶性事故。
2、提升10kV配电线路无功补偿电容器运行可靠性的策略分析
2.1防止10kV配电线路无功补偿电容器发生损坏
防止无功补偿电容器发生损坏对保证10kV配电线路无功补偿装置运行的稳定性有着关键性的作用。在具体操作过程中：①应选择质量过硬的电容控制补偿器，降低其对电容器的危害，从而更好的保证电容器的正常运行。②当10kV配电线路内较长出现补偿投切电流较大的情况时，应当在10kV配电线路中将电抗器串接到系统中，确保无功补偿电容运行的稳定性。③如果10kV配电线路中出现了三相电流运行不稳定、不均衡的情况，技术人员应当结合10kV配电线路实际的运行方式、不稳定及不均衡的运行特点，采取针对性措施，保证10kV配电线路三相电流及电压运行的稳定性。④10kV配电线路内设置的控制补偿器所需的投切时间不应当过短，防止电压叠加的情况出现。
2.2降低谐波对10kV配电线路无功补偿电容器运行的影响
对于10kV配电线路含有谐波波源的情况，可以根据10kV配电线路无功补偿电容器故障类型进行针对性处理，实现系统中高次谐波分量的降低，对于具有谐波的无功补偿而言，可以通过设置串联电抗器的方式，抑制谐波分量作用，或者把电抗器、电容器构成交流滤波器，避免电容器谐波破坏，确保电网的正常运行。
2.3控制电容器运行的温度
电容器对自身运行的温度也有着较高的要求。如果其运行所处的环境温度过高，其运行产生的热量不能有效的散发出去。反之其运行的温度过低，其内部运行所需的油就有可能发生冻结，诱发电容器击穿等，一般应将电容器运行过程中，内部介质的温度控制在60℃以下，众多实践表明，如果电容器运行温度高于该温度非常容易引发电容器鼓肚子、击穿等情况的发生。电容器外壳的温度一般应在环境温度与介质温度之间，一般应小于40℃。
3、结束语
总之，当前10KV配电线路运行过程中，无功补偿电容器故障频发，究其原因主要是电容器的质量不合格、电抗器的匹配不合理、熔丝保护的灵敏度差、断路器稳定性差、散热不良、保护配置不当。要避免电容器故障，确保10KV配电线路安稳运行，在选择无功补偿电容器时一定要确保质量，对电容器现场的运行环境有效改善，控制电容器的运行温度，对抗谐波危害。
参考文献
[1]李勇.浅析10KV配电线路无功补偿电容器补偿容量的选择[J].通讯世界，2015，（10）：197－198.
[2]王笑棠，王曜飞，宋亚夫，等.串补解决10KV配电线路高压与低压问题的研究[J].电力电容器与无功补偿，2015，3６（2）：33－37.
论文作者:王强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/16
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