变电站电容器运行维护问题与故障处理
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变电站电容器运行维护问题与故障处理 原文标题：变电站电容器的运行维护与故障处理方法 随着我国电力工业的迅猛发展，电力负荷增长很快，电压等级越来越高，电网、发电厂以及单机容量也越来越大，电网覆盖的地理面积也在不断扩大，这就要求解决远距离输电、电压调节及无功补偿等问题。电压是电能质量的重要指标之一，电压质量对电网稳定及电力设备安全运行、线路损耗、工农业安全生产、产品质量、用电单耗和人民生活用电都有直接影响。无功电力是影响电压质量的一个重要因素，电压质量与无功密不可分，解决好无功补偿问题，具有十分重要的意义。 电力电容器是变电站及用户的主要设备，在电力系统中的主要作用是补偿电力系统的无功功率，提高系统的功率因数改善电压品质，减少线路的损耗，提高电网输送电能能力。电力电容器大量装设在各级变电站和线路上。对于110kV及以上变电站，电容器的补偿容量可按变压器容量的10%～30%确定。 本文主要介绍变电站电容器的运行维护与故障处理。 1、严格控制电容器的运行电压、电流、环境温度 1.1 运行电压 运行中电容器内部的有功功率损耗由其介质损耗和导体电阻损耗组成，而介质损耗占电容器总有功功率损耗的98%以上，其大小与电容器的温升有关，可用下式表示： 由公式可知：当运行电压超过额定值将使电容器过负荷，运行电压分别为电容器额定电压的110%或120%时，无功功率就分别增加了21%或44%;而电容器运行电压比额定值低，则降低了无功出力，如运行电压为额定电压的90%时，无功功率降低19%，使容量没有充分利用，也是不经济的。同时运行电压升高，使电容器发热而且温升也增加。 由于电容器中介质损失引起的有功功率损耗P=ωCU2，tanδ也随着电压值的平方变化，损耗经转换为热能而被消耗的，运行电压升高，发热量也明显增加。电压太高，还容易导致热击穿，造成电容器损坏。变电站电容器运行维护问题与故障处理。 另一方面，电容器的寿命随电压的升高而缩短，在高场强下，绝缘介质老化加速，寿命缩短。因此电容器运行电压原则上等于额定电压，并严格控制在一定的范围以内，以保证电容器的安全运行。 《变电站运行规程》中规定“电容器长期运行中的工作电压不能超过电容器额定电压的1.1倍。”在运行中应经常监视电容器的运行电压，超过规定电压时应退出电容器组的运行。在选择安装电容器组时也要考虑防止电容器发生过电压运行，应根据系统运行电压水平选用合适的额定电压的电容器。 当每相的电容器由几个单台电容器处于长时间过电压状态下运行时，应在安装时尽可能选择电容值差别小的串联在同一相上，并做到三相间电容值差不致过大（不超过5%）。目前，黄石供电公司大多数变电站安装运行的电容器组10kV的电容器额定电压一般选择的。 1.2 过电流 近年来，随着大型电弧炉、整流设备、家用电器等非线性用电设备的广泛应用（如我公司的220kV石扳路变电站所供负荷就有许多大型炼钢炉、轧钢设备），各种谐波源产生的高次谐波电流注入电网，从而引起电力系统的电压和电流波形的严重畸变。 电容器对高次谐波最敏感，因为高次谐波电压叠加在基波电压上不仅使电容器的运行电压有效值增大而且使其峰值电压增加更多，致使电容器因过负荷而发热，并可能发生局部放电损坏，高次谐波电流叠加在电容器基波电流上使电容器电流增大，增加了电容器的温升，导致电容器过热损坏。 电容器对电网高次谐波电流的放大作用十分严重，一般可将5～7次谐波放大2～5倍，当系统参数接近谐波谐振频率时，高次谐波电流的放大可达10～20倍。因此，不仅须考虑谐波对电容器的影响，还需考虑被电容器放大的谐波损坏电网设备，影响电网安全运行。 国家标准规定：①电容器能承受100倍额定电流的涌流冲击，但每年这样的涌流冲击不应超过1000次；②电容器允许1.30倍额定电流下长期运行，也即允许长期承受超过额定电流的30%的电流，其中，工频过电压引起的占10%，谐波过电压引起的占20%；③对于电容量最大正偏差10%的电容器，其过电流允许值，可宽放至1.43倍额定电流。变电站电容器运行维护问题与故障处理。 |
