试论防火型高压并联电容器装置在变电站的应用

试论防火型高压并联电容器装置在变电站的应用

贾晓雪

（坤能电力工程设计（上海）有限公司200071）

摘要：高压并联电容器作为变电站无功补偿装置的主要设备之一，其运行质量和设备的安全性会对整个变电站的安全运行产生重要影响，故对防火型高压并联电容器装置的研究具有非常重要的现实意义。因此，本文首先对变电站中应用防火型高压并联电容器装置的必要性进行探讨，然后对此装置结构及原理、应用实例，以及其在变电站中的具体应用效果进行了详细的分析，希望能够为同类的实践提供有益的借鉴。

关键词：防火型；高压并联电容器装置；变电站；应用

一、前言

电力行业是最重要的基础工业之一，对我国经济发展起着至关重要的作用，为了提高电能质量和利用率，在现代电力系统中无功功率及其影响日渐得以重视。而高压并联电容器作为变电站中的容性无功补偿装置，在变电站的正常运行中发挥了重要的作用。但是，电容器的消防安全问题又是目前变电站运行中不得不考虑的重要问题，这是因为近些年国内外发生了数起因电容器着火而引发的大面积停电或变电站爆炸事故，在这种情况下，研制出具备良好防火性能的防火型高压并联电容器装置就显得非常有必要，基于此，本文结合防火型高压并联电容器装置在变电站中应用的必要性，对相关的内容进行了详细的探讨。

二、防火型高压并联电容器装置在变电站中应用的必要性

在变电站的日常运行中，电容器装置的消防安全问题一直深受运行人员的密切关注。但是，就目前我国生产的高压并联电容器单元而言，经常采用的结构形式是薄膜作为绝缘介质，绝缘油作为浸渍散热介质。众所周知，绝缘油是易燃材料，一旦高压并联电容器发生故障，就很有可能使产品内部温度过高、压力增大，电容器外壳破裂，导致绝缘油泄露现象发生，而绝缘油一旦泄露着火，又会带来火灾事故的扩大，甚至还会引起爆炸。在这种情况下，设计出具备防火性能的高压并联电容器装置就显得很有必要，尤其对户内及地下变电站来说，具有非常重要的现实意义。本文亦是根据该思路，在变电站中设计与实现了该装置，在下文中将做详细阐述。

三、防火型高压并联电容器装置的在变电站中的应用

1、防火型高压并联电容器装置的结构

结合当前变电站中应用的高压并联电容器装置对防火要求的现状，采用模块化设计方案，将电容器成套装置分为三个模块：进线模块、电抗器模块、电容器模块，三个模块分装与三个柜内，中间有隔板分割，简洁清晰。而电容器柜是防火型高压并联电容器装置的关键部分，为了满足系统的通用化要求，采用模数孔安装了数块电容器，在安装时，能够基于实际需求对安装位置进行调节。

2、防火型高压并联电容器的基本结构原理

防火型高压并联电容器引用新的产品设计思路在单元外增加一层保护层，在保护层中间填充水基防火介质（是一种液体介质，采用独特的配方配置而成。该介质在与油类介质混合时能在油类表面迅速形成一层抑制油类蒸发的防护膜，起到防火的作用。其特点消除着火条件，效率高，防复燃能力强，同时又具有环保洁净，无毒无异味，无腐蚀性的特点）。

用水基防火介质作为防火电容器的防火保护介质，一旦高压并联电容器发生故障或破裂时，绝缘油漏出先进入防火介质层，防火介质层能够迅速将油融合，并在油的表面形成保护膜，不会起火。如果防火保护层的外壳出现爆裂，那么首先流出来的是水基防火介质，不仅不会燃烧起火，还具有很好的防火功能，从而满足高压并联电容器的防火要求，其安全性，可靠性及产品的使用寿命都有了很大程度上的提高。结构原理如下图所示。

需要注意的是，电容器单元外壳与电容器外壳之间注入的纯净水要预留一定的空间，将该空间作为一定的受膨胀空间、内单元漏油的空间以及防爆空间使用。电容器电极经过套管伸出电容器外壳之外，通过密封完成内外壳体之间的密封，这样就构成了一个完整的防火型电容器。

3、防火型高压并联电容器装置的实例分析

从上文分析可以看出，防火型高压并联电容器具备防火性能，能够满足户内及地下变电站的防火要求，常规电容器一旦发生事故，很容易使事故扩大，引起火灾。而依据新型防火型高压并联电容器装置的结构原理，在变电站中已经有该种类型的装置被应用到了变电站之中，从而在实践运行中发挥了良好的效果。

比如，在某些变电站中就应用了TBBG10-6000/500-BL-FH防火型高压并联电容器装置，该装置额定电压（10KV）、额定功率（50Hz）、额定容量（6000KVAR）、额定电抗率（5%），采用双星形接线方式及中性点不平衡电流保护。

4、防火型高压并联电容器装置的应用效果

以笔者所在工程为例，由于该装置目前属于新型装置，在安装初期，相关人员都对其在成本及运行性能方面提出较大的质疑，而后期变电站在采用防火型高压并联电容器装置之后，发现该装置可靠性极高，虽然制造成本增加了，但将产品使用寿命提高三分之一，综合成本降低20%以上，在使用成本略有下降的前提下，使用功能得到扩展，同时减少了设备检修、维护、更换带来的人工成本，年可减少使用成本3%。从变电站占地、减少变电站消防设施等综合因素考虑，投资效益明显。

四、结束语

户内变电站和地下变电站是为了适应城市发展需求，有效节约寸土寸金的城市使用面积而发展起来的。户内变电站和地下变电站一般均建在居民相对集中的城市中，对安全需求就会有更高的要求，尤其是电容器故障时变电站起火甚至引起爆炸，会造成不可估量的损失，防火型高压并联电容器装置有效的解决了户内变电站和地下变电站的防火问题，产品可靠性更高，为保障户内变电站和地下变电站建筑及设备尤其是人员的安全具有深远的社会意义，值得在同类的变电站实践中推广使用。

参考文献：

[1]GB/T50227-2008《并联电容器装置设计规范》

[2]焦飞，温定筠，张忠元，王锋，张秀斌.高压并联电容器装置技术监督工作要点分析[J].智能电网，2016，（01）：111-114.

[3]王正风，陈晓锋，罗亚桥，徐斌，邵松涛.220kV板桥变电站高压并联电容器装置抑制3次谐波放大的措施[J].电力电容器与无功补偿，2013，（05）：34-39+70.