电力电容器损耗成因与抑制措施研究

彭南瑞　袁艳丰

摘 要：电力系统工作运行中会较多应用电力电容器完成无功补偿。然而，应用阶段中却存在设备容易损耗并出现问题。本文对该现象展开研究，借助模型仿真，计算分析，针对电力电容器装置投切操作导致的过电压与过电流、谐波放大故障问题展开研究分析，探讨了真正成因，并制定了有效的抑制策略。可确保用戶做到针对性处理，提升电力电容器运行服务效率，确保其持久健康的服务应用，发挥内在功能价值，创设明显的经济效益与社会效益，因此具有重要的实践意义。

关键词：电力电容器；损耗；成因；抑制措施

前言

电力系统服务运行阶段中，应用电力电容器可实现无功补偿，进而显著、全面的提升功率因数，有效的使电网系统有功损耗合理下降，还可有效提升高变压装置与电力线路总体容量的应用率，降低电压降。由于该功能作用，使之在电力系统中实现了更为广泛的服务应用。然而，实践工作中经常出现较多使用环节，电容器装置不断损坏的现象。基于电网电压以及电流暂态属性，开关重燃丰富性与较难捕捉的特点，因而，大众经常不能精准的明确电容器装置不断损坏的具体成因。仅能被动的送回厂家进行检验或干脆将设备换掉，无法采用具有较强针对性的方式进行预防处理。为使电力系统用户在探究电容器事故现象有据可依，我们应深入探究导致电容器故障的真正成因，并制定合理的防控抑制措施，便于有效的加以解决。

1 电力电容器损耗成因

电力电容器服务应用阶段中，断路器投切将导致过电压以及过电流现象，形成冲击影响。同时，系统之中的谐波会在电力电容器支路形成明显的放大影响。一些电力电容器装置虽包含自保护功能，然而却无法快速及时的发挥有效保护作用，效果并不明显。另外，电力电容器自身质量水平也会导致不良损耗问题。上述各类成因之中，电力电容器自身的因素导致的损耗问题，可借助对生产厂家一方提出高标准要求的方式进行预防抑制。而对其他故障问题，则应制定相适应的预防治理措施。

1.1 投切过程过电压、过电流现象

通过建立仿真模型，研究等值电路等环节，我们不难看出，合闸之时，将对电力电容器装置暂态过程形成作用影响。如果母线电压在最高值的状态进行合闸，便会形成最大合闸过电流以及过电压。而在母线相电压数值为零的状态进行合闸，则会形成最低的合闸过电流以及过电压。

串联电抗器同样会对电力电容器暂态形成作用影响。如果电抗率提升，则过电流幅值会降低。而在电抗率上升到一定水平后，则对于过电流的预防抑制效果并不明显，高频分量衰减提升，电力电容器装置呈现出稳态工作电压升高的现象。

完成分闸后，由于电弧重燃因而会对电力电容器装置暂态形成影响。单相重燃，使中性点对地形成过电压，极间电压水平较高，同时，对地电压相加导致各电容器组形成了过电压问题。

不论是两相或是三相重燃，位于电力电容器极间均会形成高额过电压。同时，重燃频率越高，则极间过电压也会越高，进而较易形成电容器极间产生绝缘破坏问题。

最为严重的状态之下，即电力电容器残压同电源系统电压会出现瞬时值极性反差的现象，同时断路器在断口电压值最大的状态下，将导致断路器进行重燃的阶段下，振荡现象更为巨大，进而会形成更庞大的振荡充电电流，该电流较电力电容器投入之时涌流高出许多。虽持续期限不长，然而大量电流会导致电力电容器与限流电抗器呈现出过电流损坏的问题。

1.2 谐波放大导致过电压、过电流现象

针对该类现象，我们同样利用仿真分析得到相关结果。即伴随串联电力电抗器的扩充，谐波逐步放大的倍数将持续下降。而在电抗率令电力电容器装置支路在较低次谐波水平下显现为感性，那么将杜绝谐波放大状况。因而，可利用合理的选择应用串联电力电抗器的方法，考量研究电容器以及电抗器具体的误差。

由上述分析研究可明确，相同系统之中，如果选择的电抗率不合理，则会导致谐波电流。位于电容器的回路以及系统阻抗之中形成并联谐振，并会不断明显的放大，进而会危及到电力电容器装置可靠安全的使用运行，并形成明显的危害影响，该现象应绝对的避免与杜绝。

倘若电力电容器装置持久的运行在谐波放大的环境下，将较易引发损耗问题。因而，可合理的优化串联电抗器装置的电抗率，进而快速的应对处理该类故障问题。

2 电力电容器损耗有效抑制措施

针对电力电容器装置损耗成因的分析研究，我们应积极采用合理有效的措施进行预防抑制，进而合理明显的缓解、控制电力电容器装置的损耗量。

2.1 装设避雷器装置，预防操作过电流以及过电压现象问题

当前，电力系统之中普遍应用的星形处理避雷器保护手段，仅能使电容器组其对地以及相间电压合理控制限定至残压等级中。针对电力电容器装置组极之间过电压无法形成良好的保护效果。虽然，采用四支避雷器进行接线保护的手段方式可对对地过电压与相间过电压均产生一定的良好保护，然而，其对于避雷器系统的等级要求始终较高。同时，采用四支避雷器进行抑制预防，其参数的协调配合存在一定难度。当前，应用该保护处理的方式有限。为此，我们适宜通过位于电力电容器组前串联限流电抗器的处理接线方法，通过MOA连接到电力电容器装置进线一段，进而完成对电容器组的安全保护管理。

2.2 应用可调串联电力电抗器装置杜绝操作过电流与过电压、谐波放大现象问题

依据下述标准原则合理的设置可调电力电抗器装置，可有效的抑制操作过电流与过电压现象，预防谐波放大问题。调节电力电抗器直到百分之六至百分之九的范畴中，可合理的限定合闸电流。进行分闸处理之前，可调节电抗器装置到归零状态，进而预防电弧重燃的问题。

如果在步入了稳定可靠运行的状态后，同时没有谐波或具体的谐波含量较低时，可调节电抗器电感归零，便于电力电容器组上升到最高标准的补偿效率，并促进电力电容器组极之间呈现最低的电压水平。另外，可合理有效的协调各个电抗器的数值，预防对应性的谐波问题。

2.3 应用晶闸管进行电容器组投切

在晶闸管完成开通前期，电力电容器装置利用二极管进行充电，其电源电压达到正峰值的状态，符合预充电标准。因此，仅需要在电容器呈现电压波动率为零的状态下进行投入，也可在晶闸管一段电压数值在零的状态下投入，进而达到冲击电流最低水平，合理应对电力电容器装置投入过程形成的电流冲击现象。

3 结束语

电力系统运行服务过程中，电容器为进行务工补偿的核心器件，因此应确保可靠安全的服务运行。设计电容器无功补偿系统装置的过程中，应全面考量电力电容器系统的科学配置，做好保护管理。优选适应性电抗器电抗率，采用适宜得当的避雷器处理接线操作方案，预防形成串联谐振问题或是并联谐振现象，导致谐波不断放大的问题。另外，应尽量预防或避免投切导致的过电流以及过电压倍数。

参考文献

[1]王晔，张冬梅，李丹丹.浅谈影响电力电容器安全运行的因素及其选用与维护[J].黑龙江科技信息，2010（1）.

[2]杨洋，许强，陈安明，等.某500kV断路器均压电容器检修试验的安全事故分析[J].电力电容器与无功补偿，2011（6）.

[3]童钰，房博一.一起220kV线路CVT故障分析及防范措施[J].电力电容器与无功补偿，2013（4）.

[4]曲燕燕，王合贞，肖寒，等.串6%电抗器应采用12/√（3）kV的并联电容器[J].电力电容器与无功补偿，2013（4）.

[5]盛小伟，黄梅，阎波.谐波条件下并联电容器过电压保护的一种实现方法[J].电力电容器，2007（01）.