一起10kV電力并聯(lián)電容器的故障分析

摘 要：電力并聯(lián)電容器是電網(wǎng)設備中的一種重要的一次設備，是一種無功補償設備。它用來補償電力系統(tǒng)的無功功率，減少系統(tǒng)電耗損耗，提高功率因數(shù)，進而提高電能質量。文章從一起10kV電力并聯(lián)電容器的故障入手，分析產(chǎn)生故障的原因，提出預防措施，確保降低電容器的故障率，延長其使用壽命。

關鍵詞：并聯(lián)電容器；故障；分析

引言

并聯(lián)電容器，原稱移相電容器。主要用于補償電力系統(tǒng)感性負荷的無功功率，以提高功率因數(shù)，改善電壓質量，降低線路損耗。電網(wǎng)中的電力負荷如電動機、變壓器等，大部分屬于感性負荷，在運行過程中需向這些設備提供相應的無功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補償設備以后，可以提供感性負載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗。

我地區(qū)在運行的電力電容器分為集合式并聯(lián)電容器和框架式并聯(lián)電容器。文章針對集合式電容器產(chǎn)生的故障進行分析。集合式并聯(lián)電容優(yōu)點突出，缺點也突出。其主要優(yōu)點是安裝方便、維護工作量小、節(jié)省占地面積。而其缺點主要是給用戶帶來不便，它的維護工作量雖小，但對它的觀察很不直觀，不能放松對其容量變化的關注；特別是在有諧波的場所，對其容量的變化必須時刻注意。隨著運行時間的推移，內(nèi)熔絲可能會逐步動作，從而引發(fā)三相電容量失衡，這一故障很難在現(xiàn)場修復，返廠修理又費時間，影響電容器的投運率。

1 故障情況

2013年4月7日，我地區(qū)某66kV變電站消防報警信號動作，2號電容器速過流I段保護動作，開關跳閘。運行人員到達現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)10kV電容器室內(nèi)有濃煙。待濃煙散去，觀察發(fā)現(xiàn)2號電容器A相2只套管U1和U2之間的軟連接已燒斷，U2套管的接線夾燒損。A相U2和零相套管頂部有放電痕跡。運行人員將情況匯報調(diào)度及上級部門，2號電容器退出AVC系統(tǒng)。

圖1 電容器故障圖片

2 故障分析

2.1 設備情況

該設備為某電力電容器總廠生產(chǎn)，型號為：BAMH11/√3-2000+4000-1×3BW，出廠時間為2006年9月，投運時間為2006年10月，2007年9月3日，該電容器進行了復試。

2.2 故障現(xiàn)場檢查情況

通過現(xiàn)場檢查2號電容器A相2只套管U1和U2之間的軟連接已燒斷，A相U2套管連接線夾發(fā)生明顯過熱燒損熔化。A相U2和零相套管頂部有放電痕跡且零相套管連接鋁排上熱縮管有部分融化現(xiàn)象。

2.3 故障原因分析確認

（1）通過現(xiàn)場試驗，電容器、電抗器、放電線圈和避雷器各項試驗數(shù)據(jù)正常，在合格的范圍內(nèi)。各相套管間絕緣也符合要求。電容器和電抗器設備無問題。電容器診斷試驗數(shù)據(jù)見表1。

（2）通過現(xiàn)場檢查，根據(jù)A相U2套管燒損熔化的程度，可以初步判斷第一故障點位于A相U2套管線夾處。線夾為鋁制，而套管導電桿為銅質，電容器長時間運行，導致了線夾與導電桿間的接觸電阻增大，進而引起線夾與導電桿連接處過熱。線夾過熱后，少數(shù)軟連接銅線燒斷，發(fā)生間歇性放電，產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象，并對A相U2套管和零相套管放電，放電過程中發(fā)生諧振，產(chǎn)生大電流，導致2號電容器過流I段保護動作。

結論：2號電容器A相U2套管線夾與套管導電桿為不同金屬材質，長時間運行導致連接處過熱引起的套管間軟連接線燒斷，是本次故障發(fā)生的故障點。

3 建議下一步工作

（1）運行人員要加強與此電容器同廠家、同時期、同型號產(chǎn)品設備的巡視質量，重點加強對電容器各連接處節(jié)點測溫工作，發(fā)現(xiàn)溫度異常，及時匯報。

（2）將同廠家、同時期、同型號的電容器的套管線夾更換為銅鋁過渡線夾。對電容器做全項目試驗，并對電容器斷路器進行機械特性試驗，特別針對三相不同期指標、分合閘時間指標進行測試，核對其正確情況。

4 結束語

近年來并聯(lián)補償裝置實際運行的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，集合式電容器的年損壞率大約是單臺鐵殼式電容器的4倍，有些地區(qū)還要高一些，加上現(xiàn)場無法維修等因素，造成電容器投入使用率較低。我地區(qū)已經(jīng)在逐步進行改造，將已到報廢年限或者損壞的集合式電容器進行更換，換位框架式電容器，利于維護、檢修，提高電容器的投入使用率，進而提高電網(wǎng)功率因素，減少無功損耗，提高我地區(qū)電能質量。

參考文獻

[1]GB50227-95.并聯(lián)電容器裝置設計規(guī)范[S].中華人民共和國電力工業(yè)部，1996，7.

作者簡介：王志鵬（1978-），男，本科，高級工程師，工作單位：國網(wǎng)長春供電公司運維檢修部。