浅谈10KV并联电容器的故障分析及应对措施.doc

试验班QC小组简介小组名称试验班QC小组成立时间2006.1格 言安全第一、预防为主课题名称1 0 kV并联电容器组的故障分析及应对措施 小组类型现场型组 长李劲松活动日期2006.1-2011.12小组成员6活动频次1次/1个月QC教育时间2小时/次序 号姓 名性 别职称职 务小组分工1李劲松男技师试验班长组长2王路男助理工程师负责人方案策划3马惠星男高级技师专工技术顾问4董永辉男高级工程师安全总监技术顾问5曹少武男高级工负责人方案实施6贾彦斌男高级工负责人方案实施随着我国电网的发展和电容器制造水平的提高，并联电容器已广泛应用于电力系统的无功补偿。并联电容器作为一种静止的无功补偿设备，主要作用是向电力系统提供无功功率，提高功率因数，其安全性和可靠性对于电网的安全、经济运行具有十分重要的意义。10 kV并联电容器是电网中应用广泛，且量大、面广的电气设备，其安全运行对提高电网的功率因数、降低线路损耗、电网安全运行，减少网络传输的电能损耗、提高电源质量和稳定性均起着十分重要的作用。本文结合工作中的实际运行经验，运用案例分析的方法，对10 kV并联电容器组的故障进行探讨。文章分析古冶分公司所管辖变电站l0 kV并联电容器常见故障类型，即渗漏油、谐波损坏、电容器内有异常声音3个案例，对运行工况提出了严格要求，配置时要考虑各种原因引起的过电压、低电压、过电流等情况，并应根据电容器接线方式、采样装置接线方式及运行方式等条件全面考虑。 1 电容器渗漏 11 故障原因 10 kV并联电容器在使用中发生渗漏是严重影电容器寿命的因素。电容器渗漏原因大致可归纳为以下几点： 1)渗漏油故障。并联电容器渗漏油是一种最常见的异常现象，渗漏油的主要原因是：出厂产品质量不良、运行维护不当、长期运行而缺乏维修、外皮生锈腐蚀等。 2)电容器外壳膨胀。其主要原因是：(1)在高电场作用下，电容器内部绝缘发生游离而分解出气体；(2)部分元件击穿，电极对外壳放电，密封外壳内部对外压差逐渐增大，此乃电容器故障征兆，应及时处理，以避免故障蔓延、扩大。(3)电容器温升过高的主要原因是：电容器过电流和通风条件差，例如电容器室外安装不合理，造成通风不良;电容器长时间过电压运行，造成电容器过电流；整流装置产生的高次谐波使电容器过电流等。此外，电容器内部元件故障，介质老化、介质损耗、介质损失角正弦值增大都可能导致电容器温升过高。电容器温度升高，将影响电容器的寿命，也可能导致绝缘击穿，使电容器短路。12 故障处理 根据电容器安装、使用地点的实际情况，正确选用具有相应温度类别的电容器，或采用相应的防冻、通风、降温等措施。电容器出现渗、漏油，如果是轻微的，可用粘胶剂进行修补，同时减轻负荷或降低环境温度，但不能长时间继续运行；如果是箱壳上面漏油，可用锡铅焊料修补；若套管焊缝处漏油，可用锡铅焊料修补，但应注意烙铁不能过热，以免银层脱焊。由于电容器是一个密封体，如果密封不严，空气、水分和杂质会渗入其中而使其绝缘性能下降，甚至导致绝缘击穿。所以，如果发现电容器漏油严重时，应及时将其退出运行。处理故障电容器，应在断开电容器的断路器，拉开断路器两侧的隔离开关，并对电容器组经放电电阻放电后进行。 2谐波导致电容器热击穿2.1 故障原因 随着电力电子技术的飞速发展，各种作为非线性负荷的新型用电设备越来越多地被使用，高次谐波对电网的影响越来越严重。电力系统受到谐波污染后，对变电站并联电容器的安全、可靠运行造成了较大的影响。实际运行中，大量实测数据显示，3次谐波不仅存在于 10 kV并联电容器组，而且是威胁电容器组安全运行的主要谐波分量。原因主要是，由于谐波源不对称平衡导致的。对各类不同非线性负载产生的3次谐波，其相位、幅值存在着差异，造成了不对称性。过大的谐波电流将直接造成电容器的损坏，引起附加绝缘介质损耗，加快绝缘老化；情况严重时，将直接导致电容器的热击穿，使整个电容器组不能投入运行。在运行中，谐波会引起附加绝缘介质损耗，加快绝缘老化，严重情况下将直接导致电容器的热击穿。此外，在高次谐波作用下，电容器的极间电压峰值由于叠加的作用将出现较大的增量，使电容器长期处于过电压状态运行。该情况易导致电容器内部出现局部放电现象，对电容器内部的绝缘极为不利。22 故障处理 针对变电站的具体情况，在防止谐波方面制定了以下几方面措施： (1)消除新建变电站电容器组的设计隐患。由于以前新站设计时没有对当地负荷的谐波情况进行调查，在无功补偿设计上习惯性地选用6电容器组容抗量的串联电抗器，忽略了3次谐波的影响，造成投运后故障频繁。因此，新安装的电容器组在设计前都要对当地的谐波情况进行监测，然后根据监测情况，在新安装电容器的设计上采取相关措施。 (2)处理用户方面的谐波源，即对于产生大量谐波的用户，在用户变的低压侧加装滤波装置。3 电容器内有异常声音 31 故障原因 一台10 kV并联电容器在运行时内部有放电声音。一个良好的电容器在工频情况下，电容器内部是没有电流通过的，因此在正常运行情况下，应无任何声响，是一种静止设备。若运行中电容器内有异常声音，则认为电容器损坏，失去作用，而且可能会引发单相接地。 32 故障处理 如果运行中发现有放电声及其他异音，应立即停止运行。造成声音的原因大致有以下几种： (1)套管放电。电容器的套管为装配式者，若露天放置时间过长，雨水进入两层套管之间，加上电压后，就有可能产生劈劈啪啪的放电声。遇到此情形时，可将外套管松出，擦干重新装好即可。(2)缺油放电。电容器内部如果严重缺油，以致于使套管的下端露出油面，这时就有可能发出放电声。为此，应添加同种规格的电容器油。(3)脱焊放电。电容器内部若有虚焊或脱焊， 则会在油内闪络放电；如果放电声不止，则应拆开修理。(4)接地不良放电。电容器的芯子与外壳接触不良时，会出现浮动电压，引起放电声，此时，只要将电容器摇动一下，使芯子与外壳接触，便可使放电声消失。 10 kV并联电容器作为现今优先采用的无功功率补偿装置，对供电企业而言是十分重要的，是当前乃至今后相当长的时期内，缓解电力供需矛盾，改善供电质量的一种行之有效的手段之一，其广泛的应用，能为国家和用户带来巨大的经济效益和良好的社会效益。10 kV并联电容器故障类型复杂，对运行工况要求严格，保护比低压线路保护更为复杂。保护配置时，应考虑各种原因引起的过电压、低电压、过电流等情况，并应根据电容器接线方式、采样装置接线方式及运行方式等条件全面考虑；应高度重视无功系统在电力系统中的作用，积极应用新技术，加强对减少10 kV并联电容器故障率的研究，为电网的经济、安全运行提供有力的保障。