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摘要：电力系统运行过程中，电压的高低随着无功的变化而变化。为了控制无功，保证电压稳定，提高电能质量，需要在系统中通过串联或是并联的方式接入电容器。随着输变电技术的发展，电力电容已经成为了电力系统中的重要设备。本文就针对电力电容器常见故障进行分析，然后提出相应的预防措施。
关键词：电力电容器；故障；问题；解决方法
电力电容器是电力系统中重要的设备之一，在系统运行中，通过对电容器的投切来控制系统的无功功率，从而减少运行中损耗的电能，达到提高功率因数的目的。长期的运行经验表明，电容器在运行过程中会因本身缺陷或者系统工况运行等原因出现漏油、膨胀变形、甚至“群爆”等故障，若无查出电容器故障原因，对系统的安全运行将造成严重威胁。因此，对电容器运行故障进行分析处理显得至关重要。
1、电力电容器的常见故障现象
1.1电力电容器的渗油现象
电容器的渗漏油现象主要由电容器密封不严造成，具有很大的危害，要坚决避免渗漏油现象的出现。但在实际的运行中，由于加工工艺、结构设计和认为因素等多方面的影响，套管的根部法兰、螺栓和帽盖等焊口漏油的现象经常出现。这些问题，采取措施加强对厂家和运行维修人员的管理，对机器的运行进行严密的管理，都可以使漏油现象得到缓解。
1.2鼓肚现象
在所有电容器的故障中，鼓肚现象是比较常见的故障。发生鼓肚的电容器不能修复，只能拆下更换新电容器。因此，鼓肚造成的损失很大，而造成鼓肚的原因主要是产品的质量，保证产品的质量，加强对电容器质量的管理，是避免鼓肚的根本措施。
1.3熔丝熔断
电容器外观检测后没有明显的故障时，可以进行实验检测，看是否存在熔丝熔断的现象。一般情况下，外观没有明显的故障而电容器出现故障时，熔丝熔断就可能是其发生故障的原因。
1.4爆炸现象
爆炸发生的根本原因是极间游离放电造成的电容器极间击穿短路。爆炸时的能量来自电力系统和与相关电力电容器的放电电流，爆炸现象会对电容器本身及其周围的设施造成极大的破坏，是一种破坏力很大的严重故障现象，但由于科技的发展和人们的重视，爆炸现象在近年来很少出现，但我们在电容器的维修检查中，也要对引起爆炸的因素进行严格的控制，极力的避免爆炸现象的出现。
2、影响电力电容器运行的因素
2.1运行的电压
电容器的无功功率、发热和损耗正比于其运行电压的平方。长期过电压运行会使电容器温度过高，加速绝缘介质的老化而缩短电容器的使用寿命甚至损坏。在运行过程中，由于电压调整、负荷变化或者倒闸操作等一系列因素引起系统的波动产生的过电压，如果作用时间较短，对电容器的影响不大，但是不能超过允许过电压的时间限度。
2.2运行的温度
电容器的运行温度过高，会加速介质的老化影响其使用寿命，甚至会引起电容介质的击穿，造成电容器的损坏。可见，温度是保证电容器安全稳定运行和正常使用寿命的重要条件之一。因此，运行中必须始终确保电容器工作在允许温度内。
2.3运行的电流
电容器运行中的过电流，除了由过电压引起的工频过电流外，还有由电网高次谐波电压引起的过电流。所以，通常在电容器的设计中，允许长期运行的过电流倍数是1.3，即可超出额定电流的30%长期运行。其中10%是允许工频过电流，另外的20%则是给高次谐波电压引起的过电流所留的。
2.4绝缘不良故障影响
基本上有两种情况:(1)电容值过高。长期加热电压的寿命试验中,电容值的变化是很小的。电容值的突然增高,只能认为是部分电容元件击穿短路,因为电容器是由多段元件串联组成的,串联段数减少,电容才会增高。如果部分元件发生断线,电容值将会减少。(2)另一部分绝缘不良的电容器是介质损失角过大所致。长期运行的电容器介质损失角会略有增加,但是成倍增长却是不正常现象。由于只有发生局部放电和局部过热才会发生介质损失角过大的问题,因此我们对这些产品只能进行更换。
2.5附属设备的故障
电容器装置的附属设备有避雷器、中性点CT、中性点避雷器、放电线圈、接地刀闸、串联电抗器、熔断器等,其中熔断器及串联电抗器是相对重要的附属设备。由熔断器和串联电抗器故障所引起的电容器组停运比例较高,尤其是熔断器的发热、误动;其他各种附件设备引起停运的比例比较接近。
3、电力电容器故障的预防措施
3.1合理选择电容器的接线方式
电容器组的接线方式大体可分为单星形接线、双星形接线和角形接线等几种。电容器组尽可能地采用中性点不接地的双星形接线,并采用双星形零流平衡保护。接线方式选择得正确简单,保护配置得合理可靠可使电容器的故障大大减小。对比角形接线和星形接线,可知在故障情况下,角形接线的电容器组直接承受线电压,任何一相电容器被击穿时,将形成相间短路,故障电流很大,易造成电容器油箱爆炸;而在星形接线情况下,当电容器组的一相被击穿时,由于两非故障相的阻抗限制,故障电流不会太大,故电容器内部故障的保护采用星形接线且中性点不接地的方式,这种方式接线简单,灵敏度高,不受系统接地故障、电压波动和高次谐波的影响,是一种较为理想的保护方式。
3.2保证合适的运行温度
在电容器运行过程中,应随时监视和控制其环境温度,加强通风,改善电容器的散热条件。电容器安装运行环境温度范围为-50～+55℃。在特殊情况下,如果环境温度不能满足要求,可以用人工方法来降低空气温度或根据负荷情况短时退出电容器。
3.3控制谐波
对于电容器投入时的电流过大、电网的谐波超标引起过电流,故规定电容器的工作电流不得超过额定电流的1.3倍。目前,最有效的办法是在电容器的回路中装设适当参数的串联电抗器或阻尼式限流器来限制电网谐波。必要时,可在电容器上串联适当的感性电抗来限制谐波电流。
3.4降低电流密度
降低电流密度可通过适当增加元件的并联数,从而加大芯子引出线的截面来防止产生局部过热现象。
3.5选取合适的工作场强
选择电容器绝缘中的工作场强时,要考虑电容器在长时间工作电压运行下所需要的使用寿命和电容器损耗,也要考虑短时间过电压下电容器绝缘被击穿和可能遇到的各种短暂过电压作用。由于电容器在运行时处于卧放状态,考虑增大电容器的外壳来降低工作场强,同时也满足电容器的安装尺寸。
3.6选取合适的熔断器
单台保护熔断器开断性能不好,是电容器爆炸的原因之一。单台电容器保护使用的熔断器属喷射式熔断器,主要靠熔断电流自身的能量产生气体熄灭电弧并开断故障电流,在电容器装置中常作为内部故障的主保护。熔断器如果能成功开断故障电容器,油箱是不会爆炸的。开断性能不良的熔断器往往是因在运行中灭弧管受潮发胀将管堵塞。此外还有安装方法不当或弹簧不到位,熔丝熔断后尾线不能迅速弹出等原因影响电弧开断。
4、结束语
在运行中必须定期巡视电容器,发现电容器漏油、外壳膨胀、内部有异常的放电声时,应立即停用。如果发现单台电容器保护熔丝或分组保护熔丝熔断,必须停止运行,查明原因,在消除故障后,才允许恢复运行。高、低电容器组都不允许在带有残余电荷的情况下重新合闸,否则可能产生很大的冲击电流,电容器在重新合闸以前,必须验明确实不存在剩余电荷才可送电。
参考文献
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