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电容器的操作、维护和故障管理

  电气自动化部整理提供:众所周知,供电质量主要决定于电压、频率和波形三个方面。电网频率稳定决定于电网有功平衡,波形主要决定于网络和负荷的谐波,电压稳定则决定于无功平衡。当然三者之间也具有一定的内在关系。无功平衡决定于网络中无功的产生和消耗。在系统中无功电源有同步发电机、同步调相机、电容器、电缆、输电线路电容、静止无功补偿装置和用户同步电动机,无功负荷则有电力变压器,输电线路电感和用户的感应电动机,各种感应式加热炉、电弧炉等。为了满足系统中无功电力的需求,单靠发电机、调相机、电缆和输电线路电容是不够的,静补装置中也是采用电容器等。因此电容器在系统的无功电源中占有相当比重,加之调相机为旋转设备。建设投资大,运行维护费用高。近年来公司主要是装设并联电容器,满足系统无功电力要求,维持电压稳定。现就电容器的操作、维护和故障特点整理几点,请读者批评指正。

  一、电容器组的操作

 为了保证电容器组的安全运行,电容器组的操作应遵守以下各项:

 1.正常情况下全站停电操作时,应先拉开电容器组断路器(或隔离开关),后拉开各路出线断路器,最后拉开进线断路器。恢复送电时,应先合进线断路器,再合各出线断路器,最后合电容器组的断路器(或隔离开关)。事故情况下,全站无电后必须将电容器组断路器(或隔离开关)拉开。

  这是因为变电所母线无负荷时,母线电压可能较高,有可能超过电容器的允许电压,对电容器的绝缘不利。另外,电容器组可能与空载变压器产生共振而使过流保护动作。因此应尽量避免无负荷空投电容器这一情况。

 2.电容器组断路器掉闸后不应立即抢送,保护熔丝熔断后,再为查明原因之前也不准更换丝送电。

 这是因为电容器组断路器掉闸或熔丝熔断都可能是电容器故障引起的。只有经过检查确系外部原因造成的掉闸或熔丝熔断后,才能再次合闸试送。

 3.电容器组禁止带电荷合闸。电容器组切除3min后才能进行再次合闸。

 在交流电路中,如果电容器带有电荷时合闸,则可能使电容器承受2倍左右的额定电压的峰值,甚至更高。这对电容器是有害的,同时也会造成很大的冲击电流,使断路器掉闸或熔丝熔断。因此,电容器组每次切除后必须随即进行放电,待电荷消失后方可再次合闸。所以电容器组每次重新合闸,必须在电容器组断开3min后进行。

 二、运行中电容器组的巡视和检查

 对运行中的电容器组应进行日常巡视检查、定期停电检查。在发生断路器掉闸、熔丝熔断等现象后,应进行额外的特殊巡视检查。

 1.电容器组的日常巡视检查应由变、配电站的运行值班人员进行。夏季的巡视检查应安排在室温最高时进行,其它时间可在系统电压最高时进行。如果不停电检查有困难时,可以短时间停电以便更好地进行检查。进行这种检查时,主要应注意观察电容器外壳有无膨胀,有无漏油的痕迹,有无异常的声响及火花,示温蜡片的溶化情况;检查熔丝是否熔断;观察电压表、电流表、温度表的数值并记入运行记录簿,对发现的其它缺陷亦应进行纪录。

 上述巡视检查如须将电容器组停电时,除电容器组自动放电外,还应进行人工放电,并悬挂临时接地线。否则运行值班人员不能触及电容器。

 2.电容器组的定期停电检查,一般应进行1次/月。其检查内容除同日常巡视检查项目外,尚应检查各部螺栓紧固点的松紧及接触情况,检查放电回路的完整性,检查通风道的灰尘并清扫电容器的外壳、绝缘子及支架等处的灰尘,检查电容器外壳的保护接地线,检查电容器组的继电保护装置的动作情况,检查电容器组的断路器、馈线等

 3.当电容器组发生断路器跳闸、保护熔丝熔断等现象后,应立即进行特殊巡视检查。对室外电容器组、遇雷、风、雨、雪等恶劣天气时,也应进行特殊巡视检查。特殊巡视检查的项目除上述各项外,必要时应对电容器进行试验,在查不出故障原因之前不应合闸送电

 三、电容器运行中的异常现象和故障处理

 1.渗漏油

 由于搬运方法不当,提拿瓷套管,致使其法兰焊接处产生裂缝,或在接线时紧固螺母用力过大,造成瓷套管焊接处损伤以及产品制造过程中存在的一些缺陷,均可能造成电容器出现渗漏油现象。同时,由于电容器投入运行后温度变化剧烈,内部压力增加,则会使渗漏油现象更为严重。另外,由于长时间运行后,可能造成电容器外壳漆层剥落,铁皮锈蚀,也是造成运行中电容器渗漏油的一个原因。

 电容器渗漏油的后果是使浸渍剂减少,元件上部容易受潮并击穿使电容器损坏,因此必须及时进行修理。

  2.外壳膨胀

  由于电容器内部介质在电压作用下发生游离,使介质分解而析出气体或者由于部分元件击穿、极对外壳放电等均会使介质析出气体。这些气体在密封的外壳中将引起压力的增加,因而引起外壳膨胀。所以,电容器外壳膨胀是电容器发生故障或故障前的征兆。在运行过程中若发现电容器外壳膨胀应及时采取措施,膨胀严重者应立即停止使用,以免事故扩大。

 3.电容器爆破

 当电容器内部发生极间或极对外壳击穿时,与之并联运行的电容器组将对它放电,此时由于能量极大可能造成电容器爆破。由于低压电容器内部一般均装有元件保护熔丝,因此这种事故多发生在没有安装内部元件保护的高压电容器组。电容器爆破的后果,可能会危及其他电气设备,甚至引起电容器室(柜)发生火灾。为了防止电容器发生爆破事故,除要求加强运行中的巡视检查外,最主要的时安装电容器内部元件的保护装置,使电容器在酿成爆炸事故前及时从电网中切除。

 4.温度过高

 由于电容器室(柜)设计、安装不合理造成通风条件差,电容器组长期过电压运行,以及由于附近的整流元件造成的高次谐波电流的影响使电容器过电流等,均可使电容器超过允许的温升。另外,由于电容器长期运行后介质老化,介质损耗(tgδ)不断增加,也可能使电容器温升过高。电容器长期在超过规定温度的情况下运行,将严重影响其使用寿命,并会导致绝缘击穿等事故使电容器损坏。

 因此,在运行中应严格监视和控制其环境温度,并采取措施使之不超过允许温升。如采取措施后,仍然超过规定的允许温升的,应将电容器组停止运行。

 夏季运行时,值班人员必须根据巡视检查及气温情况及时打开低压室排风扇,降低低压室温度,以利于电容器组的运行。

 5.瓷绝缘表面闪络

 由于电容器在运行中缺乏清扫和维护,其瓷绝缘表面因污秽可能引起放电。在污秽严重地区,尤其是在天气条件恶劣(如风、雨、雪、雷等),或遇有各种内、外过电压和系统谐振的情况下,均可造成瓷绝缘表面污秽闪络事故,造成电容器损坏和开关跳闸。因此,对运行中的电容器组应进行定期的清扫检查,对污秽严重地区应采取其他适当措施。

 6.异常响声

 电容器在运行过程中不应该发出特殊响声。如果在运行中发有“滋滋”声或“咕咕”声,则说明外部或内部有局部放电现象。“咕咕”声是电容器内部绝缘崩溃的先兆,因此必须立即停止运行,查找故障电容器。

  处理故障电容器时,因首先拉开电容器的开关及上、下刀闸。如果采用熔断器控制和保护则应取下其熔丝管。此时,电容器组虽然已经经过放电电阻自行放电,但仍有部分残余电荷,因此必须进行人工放电。放电时,应先将临时接地线的接地端与接地网连接好,再用接地棒多次对电容器放电,直至无火化和无放电声为止。最后,将接地线与电容器母线连接牢固。

  对于故障电容器本身还应特别注意,其两极间还可能有残余电荷。这是因为故障电容器可能是内部断线或熔丝熔断,也可能是引线接触不良,这样在自动放电或人工放电时,它的残余电荷是不会被放掉的。所以,运行或检修人员在接触故障电容器前,还应带好绝缘手套,用短路线短接故障电容器的两极,使其放电,然后方可开始拆卸。此外,对串联接线的电容器也应进行单独放电。总之,因为电容器的两极具有残余电荷的特点,所以必须从各个方面考虑将其电荷放尽,否则容易发生触电事故。

 

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