浅谈10kV并联电容器组常见故障的防范措施

陈友恒

摘 要：对10 kV并联电容器组的常见故障进行了分析，在此基础上，结合生产实际提出了10 kV并联电容器组常见故障的发生原因，以及相应的防范措施。

关键词：并联电容器；绝缘介质；正弦波电压；电容量

中图分类号：TM53 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.158

电力电容器在具体的应用过程中，常会发生各种运行障碍，进而对整个电力网络无功系统运行的可靠性、安全性和正确性造成不良影响。因此，需要对10 kV并联电容器组的常见故障类型和发生原因进行分析，同时，提出有针对性的应对方法。

1 常见故障及其原因分析

1.1 电网谐波产生的影响

电容器产生的热量通常来源于绝缘介质损耗，正弦波电压下其表达式为：

. （1）

式（1）中：U为电压有效值；ω=2πf，为角频率；Cp为电容量；

，为介质损耗因数。

如果电容器内有谐波分量存在，则其介质耗损可以表示为：

. （2）

由此可见，随着谐波次数的增多、谐波含量的加大，电容器产生的热量也越来越大。从实际生产过程中的检测数据看，在10 kV并联电容器组中，对电容器组运行安全性产生影响最大的就是三次谐波等谐波分量。因此，在电容器的使用中，谐波的出现会加大绝缘介质的损耗，进而缩短电容器的使用寿命，严重时还会直接引发电容器热击穿。

1.2 设备质量产生的影响

1.2.1 电容器本身质量不合格

随着群爆电容器组分析研究的逐步深入，故障后电容器大面积烧毁或烧损问题引起了人们的广泛关注。分析结果显示，故障电容器的额定值、容值比和电容器的绝缘电阻等方面都存在明显的质量缺陷。

1.2.2 熔断器设计存在缺陷

通常情况下，在熔断器熔断后，弹簧会带动熔丝与消弧管分离，管内气体会被电弧分解，从而将电弧吹灭；电弧的长度增加、电阻加大，也会使电弧快速熄灭。由于现阶段10 kV并联电容器组多使用外熔丝，其生产厂家数量众多，产品缺乏统一标准，质量参差不齐，很多产品都存在着设计和质量缺陷，导致其开断性能差，易造成误动或拒动现象，严重时还会直接引发电容器组群爆。因此，作为电容器内部故障的主要保护措施，外熔丝的可靠性和安全性直接关系着电容器运行的稳定性。结合生产实际可以发现，我国使用的熔断器在下述2个方面存在明显的缺陷：熔断器内消弧管的质量达不到迅速熄弧的要求；熔丝与铜绞线之间的压接头面积无法达到电流的运行标准。

1.2.3 真空断路器选择不当

我国使用国产真空断路器投切的10 kV并联电容器组占有

很大比重。部分国产真空断路器存在质量问题，导致在投切电容器组时发生多次重燃，引起重燃过电压，进而导致电容器组大面积损坏。

1.3 运行环境造成的影响

长时间运行在高温环境中会使电容器的绝缘性能大大降低，同时，老化速度加快，且电容器运行时产生的热量不容易散发出去，导致内部压力急剧升高，进而引发故障。此外，污染严重的并联电容器的绝缘性能也会下降，容易造成污闪。

2 10 kV并联电容器故障的应对措施

2.1 采用高质量的电容器

从近年来的电容器故障研究结果看，对于经常发生群爆现象的电容器组，即使从外观和试验结果上看，某些电容器是正常的，但其工作寿命可能已经到达临界值，在运行过程中易使电容器组再次发生故障。因此，电容器的选择应优先考虑经验丰富、质量过硬的厂家，同时，存在质量问题的电容器应全面更换。

2.2 提高熔断器的质量稳定性

对于电容器外熔丝的选择，要考虑质量有保障、口碑较好的厂家。对于运行了一定年限的外熔丝，要及时进行全面更换。安装时应按照技术规范的要求，避免因安装不到位而降低外熔丝的可靠性。此外，在设计新变电站时，可选择质量可靠的采用内熔丝的电容器，这可很大程度上降低电容器组故障的概率。

2.3 选用适合频繁投切的真空断路器

对于经常发生故障的10 kV并联电容器组，应对其搭配的真空断路器进行检查，将重燃率高的真空断路器淘汰。在设计新安装的电容器组时，优先选用质量可靠、重燃率低的真空断路器。

2.4 避免电容器组受到谐波影响

从特定范围内变电站的实际情况出发，可从下述3个方面制订谐波防治措施：①对处在谐波严重地区且故障发生率较高的电容器组加以改造或更换；②协助用电客户，指导其对产生谐波的设备进行改造或更换；③在设计新安装的电容器组时，设计人员需要从当地谐波的实际情况出发进行监测，按照监测结果采取相应的控制措施。

2.5 改善电容器组的运行环境

一方面，要对电容器室的环境温度进行控制，在设计安装电容器时，需要保持每个电容器之间至少有50 mm的间距，同时，在电容器室内装设具备温度控制的通风系统，在室温达到一定高度后，通风系统会自动启动，降低室内温度；另一方面，保持电容器室的环境卫生，保证其有效的绝缘。

3 结束语

10 kV并联电容器是现阶段我国采用的最先进的无功功率

补偿设备，且该设备对供电企业的日常运转具有重要意义。然而，在10 kV并联电容器组的使用过程中，常会出现各种故障，进而对电容器组的运行产生不良影响。因此，10 kV并联电容器组的运维管理人员需要及时对故障发生的原因进行总结分析，进而采用有针对性的处理措施，保证电容器组运行时的安全性、可靠性和稳定性。

参考文献

[1]廖继庭.10 kV并联电容器组的故障分析及应对措施[J].电器工业，2010，1（9）：66-67.

〔编辑：张思楠〕