电力电容器故障分析和对策

电力电容器故障分析和对策

汪全伟

(重庆三峡水利电力建设有限公司重庆市404000)

摘要:在电力系统中，电力电容器作为一种无功补偿装置存在于该系统中，是其中一种极其重要的电气一次设备。它的主要功能是通过对电力系统的无功功率进行补偿,使得电力系统降低电能的损耗量,以此来使功率因数得到大大提升,最终实现提升电能质量的目的。本文将以电力电容器为切入点,通过对电力电容器运行故障现象的简单介绍，来进一步探究故障发生的主要原因，并提出相应的预防措施,希望对实际工程的应用起到一定的借鉴作用。

关键字:电力电容器；故障分析；预防措施

引言

目前，在我国实际工程的应用当中，高压并联电容是使用最为广泛的一种无功补偿装置。但在运行过程中引发事故的现象却频频发生，导致发生事故的主要原因一个是来自电容器本身存在的缺陷，另一个是因电力系统正常运行工况所引起的。

1、引发电力电容器运行故障的因素

一般来说，电容器的运行会受到来自方方面面的因素的影响，有内在因素即电容器自身故障的影响，也有外在因素的影响，诸如过电压、过电流带来的影响、电容器运行的工作环境的温度产生的影响、因调整系统运行方式产生的影响、因电容器附属设备出现故障而造成的影响、电力系统谐波源的接入产生的影响、因气候恶劣产生的影响，这些统统都会对电容器的正常运行产生或多或少人的影响。

1.1电容器自身故障对产生的影响

电容器自身故障的影响主要是指像电容器漏油、渗油、元件击穿、电容值变化等此类现象。经专业人士对电容器种种故障的分析得出，夏季是电容器组故障的高发期，究其原因是主要因为电容器组投退相对比较频繁而引的。加之电容器本身因长期处于工作电压下,日积月累，内部会逐渐产生气泡，而这些残存的气泡会导致发生局部放电现象,从而加速了电容器的老化及绝缘损伤，在此过程程中，电容器的自身温度也会随之升高,致使元件遭受电化学击穿,使得电容器被损坏。

2.2工作电压对电容器运行产生的影响

电容器在工作状态中对电压特别敏感,来自内外部的因素会不可避免地干扰电网的运行系统，导致电容器的电压出现波动现象。在电力系统的运行过程中，电力电容器内部会产生有功功率损耗，而这些有功功率损耗主要是由其导体电阻损耗和介质损耗两部分构成,其中介质损耗占到百分之九十八以上,其损耗的大小跟电容器的温升息息相关,电容器的工作电压的平方与电容器的输出无功功率及电容器的有功功率损耗值成正比关系。换句话说就是，如果电容器的运行电压越高,那么电容器的有功功率损耗值就越大,随之电容器温升的不断提高,就会造成绝缘寿命的大大降低。由此可见，运行电压对电容器会产生非常重大的影响，当电压超出额定值时，我们就应当将电容器立刻退出。否则，会出现因电压过高致使电场强度短时间内不断增大,让电介质处于游离状态,最终发生极板间绝缘老化击穿，从而大大降低电容器的正常使用寿命。既然电压过高不利于电容器的正常运行；反之，电压过低会产生什么影响呢？答案也是不容乐观。电容器运行电压的平方与电网角频率及电容器无功功率也是成正比关系,也就是说，当工作电压降低时，电网角频率也会降低，致使电容器无功功率也随之降低,从而大大降低了无功补偿效果,那么，电力系统的经济效益也随之大大降低。因此，工作电压过低对电容器的运行也是非常不利的。

2.3工作电流与谐波对电容器运行产生的影响

电容器在运行中如遇电流过大，或者因电网的谐波严重超标致使产生电流过大现象,都会导致电容器出现过热情况，降低甚至损坏绝缘。这样的情况通常是由谐波或由基波过电压引起的，也有可能是由此两者叠加所引起的。谐波主要来源于谐波电流源，对电容器产生的危害非同一般,当非线性设备遭受正弦基波电压施压时,该设备所吸收的电压与电流会产生不同的波形,导致电流出现畸变现象。而当运行电压出现有效值升高时,电流有效值会以更快的速度不断升高，尤其是对于那些含有高次谐波来说,电流有效值更是以极高的速度迅速升高，造成电容器因击穿发生短路现象。所以说，我们要尽量避免谐波的发生，保护电容器不受危害。

2.4电力电容器绝缘不良故障对电容器运行产生的影响

总体来说，主要就两种情况:其一，电容值过高引起的不良故障。根据我们对长时间加热电压的电容器寿命试验结果显示,电容值发生的变化基本上是非常小的。如果电容值短时间内增高的话,也只能是因为局部电容元件被击穿发生了短路现象。电容器的构成不是单一的，而是由多段元件串联形成,只有减少了串联段数,电容才会突然生高。假如出现一部分元件断线情况,电容就将大大降低。其二，介质损失角过大造成部分电容器绝缘不良。电容器在长期运行中，势必会产生介质损失角的逐渐增加,但如果出现成倍增长肯定不属于正常现象。局部过热和局部放电都是造成介质损失角过大的主要原因,所以，对于此类产品需要予以更换。

2.5附属设备的故障对电容器运行产生的影响

在电容器装置中，其附属设备主要有熔断器、串联电抗器、接地刀闸、放电线圈、中性点避雷器、中性点CT、避雷器等。其中比较重要的就是串联电抗器和熔断器这两个附属设备。因为无论是串联电抗器，还是熔断器，他们一旦出现故障，对引起电容器组停运的概率比例大。

3、引起电力电容器故障的预防对策

3.1电容器组的接线方式要科学合理

电容器组主要有角形接线、双星形接线和单星形接线这三种接线方式。在对电容器组接线时，要尽量选择中性点不接地的双星形接线方式,同时对双星形采取零流平衡保护。选择正确且简单的接线方式,对配置采取合理可靠的保护，对降低电容器出现故障非常有效。

3.2保证电容器运行处于合适的温度

加强对电容器运行过程中工作环境的温度的控制，做好通风工作,便于电容器的散热，合适的温度范围应为-50℃～+55℃。

3.4对谐波进行有效控制

电容器运行过程中的电流不宜超出额定电流的1.3倍。就目前而言,最行之有效的方法是，对电容器的回路装设具有合适参数的阻尼式限流器或串联电抗器，以此来控制电网谐波。

3.5合理选择的熔断器

单台保护熔断器常常因开断性能太差，导致电容器在运行过程中灭弧管受潮发胀造成管堵塞，最终引起电容器爆炸。所以，合理选择的熔断器特别重要。

结束语

总之，我们对电容器故障采取措施时，必须对症下药，摸清引起故障发生的根源，提高电力系统的稳定性，确保其正常运行。

参考文献

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[2]陈文楷.电力电容器运行故障分析及对策[J].科技创新导报,2014,29:54-56.

[3]蔡振文.电容器常见故障分析及对策[J].科技经济市场,2010,05:5-7.