变电站0.38kV电容器故障分析与运行维护探讨

变电站0.38kV电容器故障分析与运行维护探讨

宋江波

内蒙古自治区民航机场集团有限责任公司呼和浩特分公司动力能源保障部  内蒙古   呼和浩特市赛罕区  010070     

摘要：变电站电力设备中，电容器是一个重要元件，对电力系统的安全运行起着重要作用。同时，电容器的运行状况也会对电网的输送电能力、电压质量、线损产生很大影响。然而，电容器实际运行时，不可避免地会发生各种故障，可能会影响变电站的运行。因此，研究变电站电容器的运行维护及故障处理具有重要意义。

关键词：变电站；电容器；故障；运行维护

随着经济的不断发展，各行各业的生产和居民日常生活都离不开电力，广阔的市场需求为电力行业带来了良好的发展机遇，也对电力系统的稳定性提出了更高的要求。

一、变电站电容器概述

1、变电站。变电站作用是改变电压，在发电厂输送电力时，必须将电压升高成为高压电，才能保证电力输送位置。当用户在需要用电时，又必须将电压降低，达到用户能使用的程度。在整个过程中，电压的升降就是变电站的工作。

2、电容器。其是一种容纳电荷的容器，构造主要是在两个金属板之间设置绝缘介质，利用导体间的电场来进行能量的存储。所以，电容器在一定程度上起到了电池的作用，能提供电力。

3、电容器的作用。在直流电路中，电容器能储存电荷，在这一过程中，起到了短路作用。一般情况下，可把它当做绝缘体看待。电容作用为：①旁路。旁路电容在储存电能后向器件进行放电，其作用相当于一个小型的电池。②去耦。去耦又名解耦，作用在于避免电路电流相互间的耦合干扰。③滤波。滤波电容的作用在于通高频电容、阻低频电容。大电容滤低频，小电容滤高频。实质上，滤波是一个充放电过程。④储能。电容器是一个储存电能的装置，储能型电容器通过整流器收集电荷，将能量储存起来，最终通过变换器引线传至电源输出端。

二、变电站电容器故障

1、渗漏油。电容器属于全密封型设备,密封不严密情况的发生,主要是由于生产不合格与未迅速开展维修工作造成。一旦出现密封不紧密现象,渗漏油是最为广泛的问题,会降低油箱内部油质量纯度,削减其绝缘性能。由于生产工艺存在一定缺陷,不能紧密焊接油箱焊缝与套管连接位置处,易导致油泄漏情况的发生。

2、瓷绝缘表面放电闪络。并联电容器组安装紧凑，设备间电场强，易吸附空气中尘粒。电容器在正常运行时，工作环境逐渐被污染，因此需固定时间对其清理维护，为减少由于瓷表面污秽导致被击穿的现象，在电网中由于电压及系统谐振的关系，会诱发局部放电现象，使瓷套的管闪络受到损失，发出异常声响。

3、鼓肚。其是电容器最常见的故障之一，原因是电容器运行中出现较大的温度变化，在设备内部形成一定的物理变化，从而出现膨胀或收缩问题。电容器运行时，一旦内部出现局部放电，会导致绝缘油出现化学反应而释放气体，内部气压不断升高，也是导致发生鼓肚的主要原因之一。究其本质，鼓肚主要是设备本身质量问题，或内部零件不符合相关标准，外壳易变形。

4、电容器组设备连接发热熔断。运行中电容器组额定运行电流较大，电容器组各设备连接部位在安装工艺不当，金属接触不良，或设备连接件额定电流选择不当、设备连接部位出现铜铝连接未采取过渡措施等情况时，会出现设备连接部位过热，长期过热运行出现熔断。同时在电容器合闸瞬间，电容器尚且处于充电状态，因此会触及较大的冲击涌流，涌流过大会差生基础不良现象，使其用于热量太大产生熔断。

5、电容器爆炸。运行中电容器爆炸是一种恶性事故，一般在内部元件发生极间或对外壳绝缘击穿时，与之并联的其他电容器将对该电容器释放很大的能量，可能会使电容器爆炸以致引起火灾，其原因为：①电容器内部元件击穿：主要是由于制造工艺不良所引起；②电容器外壳绝缘损坏：电容器引出线由薄铜片制成，若制造工艺不良，边缘不平有毛刺或严重弯折，其尖端容器产生电晕，电晕会使油分解、箱壳膨胀、油面下降而造成击穿；③密封不良和漏油：由于装配套管密封不良，潮气进入内部，使绝缘电阻降低；或因漏油使油面下降，导致极对壳放电或元件击穿；④鼓肚和内部游离：主要是由于内部产生电晕、击穿放电和严重游离时，电容器在过电压作用下，会使元件起始游离，电压降低到工作电场强度之下，由此引起一系列物理、化学作用，使绝缘加速老化、分解，产生气体，形成恶性循环，致使箱壳压力增大，造成箱壁外鼓以致爆炸；⑤带电合闸引起电容器爆炸：电容器组每次重新合闸，必须在开关断开情况下将电容器放电5min后才能进行，否则合闸瞬间的电压极性可能与电容器上残留电荷的极性相反而引起爆炸。

三、变电站电容器运行维护措施

1、加强电容器外壳检查。对于电容器外壳的检查内容，包括渗漏、起鼓、膨胀等，若电容器出现上述质量问题，还需对膨胀量是否超标进行检查。需注意的是，在对室外环境下的电容器外壳进行检查时，需重点检查其防锈漆是否脱落，若发现脱落问题，则应及时涂抹冷锌进行处理。另外，还需加强对套管的质量检查，注意检查项目包括是否存在裂纹、放电、清洁度高低等，并且还需对引线进行检查，判断其是否出现脱落、松动、变色、发热、断裂等问题。最后还需对电容器、熔断器的容量设计匹配程度进行检查。

2、注重电容器长期使用中环境要素的处理。安装于户外的电容器在长期的使用中可能会受到雨水、烈日等环境因素的影响，逐渐降低了电容器的工作性能，给电容器的正常工作带来了潜在的安全隐患。因此，为避免电容器使用中受到各种环境要素的影响，需采取必要的措施处理。①室内电容器组安装中应充分考虑通风效果，确保电容器长期使用中的内部温度能保持在合理范围内；②安装电容器时，应结合说明书的相关内容及其实际工作环境特点，充分考虑电容器后期使用中的实际工作效果，在专业技术手段支持下正确安装，确保其运行环境温度能达到变电站行业技术规范的实际要求。

3、改善电容器操作方式。电容器组应避免在极短时间内频繁投切，特别是在多组电容器组投入运行时的背靠背投切。按自动投入方式运行的电容器组，应设置合理的退出后投入时间，保持电容器充足的放电时间。在保护装置动作跳闸跳开故障电容器组时，应确保电容器组自动投入功能在可靠闭锁状态，预防自动投入装置误操作，造成严重电网安全事件。电容器运行中运行人员应加强对变电站内各种保护信号的识别，加深对各种保护装置的了解，及时区分接地信号、保护动作信号、其它位置信号等，提高故障识别能力。

4、加强电容器的运行巡视。电容器运行中应加强运行巡视，巡视过程视情况使用红外成像仪等工具，并视负荷、工作环境温度、当前运行电压等，检查以下内容：①母线与引线是否存在过紧或过松现象，在设备连接部位是否松动，热量异常；②在设备外表涂漆上，涂漆是否会产生形变及色变，外壳部分会出现裂痕，产生渗漏油现象，并且内部会出现异声；③接地装置，检查放点回路是否完整，接地引线在检查后，是否存在锈蚀现象；④放电回路及指示灯是否能正常工作，并且油漆无明显脱落、电抗器线圈无变形；⑤设备无放电及焦味，检查瓷绝缘有无破损裂纹、放电现象，表面是否清洁等。

总之，电容器作为变电站的无功功率补偿装置，是确保变电站正常运行的关键因素。因此，变电站电容器的运行维护能保证企业良好的生产经营现状，提高其市场竞争力。所以只有保证良好的电容器运行状态，才能真正确保电网安全稳定。

参考文献：

[1]邹婷婷.变电站电容器故障分析[J].科技创新导报，2017(34):36-38.

[2]王伟.变电站电容器的运行维护与故障处理[J].电力电容器与无功补偿,2016(02):50-52.