变电站电容器的安全运行

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1、变电站电容器的安全运行变电站电容器的安全运行　　1严格控制电容器的运行电压、电流、环境温度　　　　1.1运行电压　　　　运行中电容器内部的有功功率损耗由其介质损耗和导体电阻损耗组成，而介质损耗占电容器总有功功率损耗的98%以上，其大小与电容器的温升有关，可用下式表示:　　　　P=Qtans=WCU2tans=314C2tans　　　　Q=314CU2　　　　式中:P为电容器的有功功率损耗，kW;Q为电容器的无功功率，kvar;tanS为介质损耗角正切值;W为电网角频率，rad/s;C为电容器的电容量，F;U为电容器的运行电

2、压，kV。　　　　由公式可知:当运行电压超过额定值将使电容器过负荷，而电容器运行电压比额定值低，则降低了无功出力，如运行电压为额定电压的90%时，无功功率降低19%，使容量没有充分利用，也是不经济的。同时运行电压升高，使电容器发热而且温升也增加，由于电容器中介质损失引起的有功功率损耗P=WCU2tans也随着电压值的平方变化，损耗经转换为热能而被消耗的，运行电压升高，发热量也随之增加。另一方面，电容器的寿命随电压的升高而缩短，在高场强下，绝缘介质老化加速，寿命缩短。因此，电容器运行电压原则上等于额定电压，并严格控制在一定的

3、范围以内，以保证电容器的安全运行。　　　　《变电站运行规程》中规定“电容器长期运行中的工作电压不能超过电容器额定电压的1.1倍。”在运行中应经常监视电容器的运行电压，超过规定电压时应退出电容器组的运行。在选择安装电容器组时也要考虑防止电容器发生过电压运行，应根据系统运行电压水平选用合适额定电压的电容器。　　　　1.2过电流　　　　近年来，随着大型电弧炉、整流设备、家用电器等非线性用电设备的广泛应用，各种谐波源产生的高次谐波电流注入电网，从而引起电力系统的电压和电流波形的严重畸变。电容器对高次谐波较敏感，因为高次谐波电压叠加

4、在基波电压上不仅使电容器的运行电压有效值增大而且使其峰值电压增加更多，致使电容器因过负荷而发热，并可能发生局部放电损坏，高次谐波电流叠加在电容器基波电流上使电容器电流增大，增加了电容器的温升，导致电容器过热损坏。　　　　电容器对电网高次谐波电流的放大作用十分严重，一般可将5次～7次谐波放大2倍～5倍，当系统参数接近谐波谐振频率时，高次谐波电流的放大可达10倍～20倍。因此，不仅须考虑谐波对电容器的影响，还需考虑被电容器放大的谐波损坏电网设备，影响电网安全运行。　　国家标准规定:(1)电容器能承受100倍额定电流的涌流冲击，

5、但每年这样的涌流冲击不应超过1000次;(2)电容器允许1.30倍额定电流下长期运行，亦即允许长期承受超过额定电流的30%的电流;(3)对于电容量较大正偏差10%的电容器，其过电流允许值，可宽放至1.43倍额定电流。在实际的供电网络中，运行电压的升高和电源电压中的谐波往往是同时存在的，在电容器运行中，发现严重过电流现象，应进行具体分析找出过电流的原因。若运行电压太高，可调整变压器分接头或在电压过高时，将电容器退出运行，如电流增大却没有伴随电压增高时，说明存在高次谐波电流，应采取限制谐波的措施:①在谐波源附近，安装交流滤波器

6、装置，是抑制谐波干扰较积极有效的方法;②在并联电容器装置回路中，串接适当感抗的电抗器，使该回路对某次及以上谐波呈感性，避开谐波电流谐振;③当电容器组接人电网中，为避免发生谐振造成的电容器损坏，必须校验接人电网中电容器组的临界容量;④限制谐波源注入电网的谐波电流，这是从根本上解决问题的办法。　　　　1.3环境温度　　　　电容器和其它大部分电气设备(变压器、发电机)不同，它通常都是在满负荷下较长时间运行的，而其它电气设备则负荷随时变化。因此，环境温度对电容器的运行温度影响很大。有试验表明，当温度升高1O℃，电容器的电容量下降速

7、度将加快一倍，电容器长期处于高场强和高温下运行将引起绝缘介质老化和介质损耗角∝的增大，使电容器内部温升超过允许值而发热，缩短电容器的使用寿命，严重时在高电场强度作用下导致电容器热击穿而损坏。按照电容器的有关技术条件规定，电容器的工作环境温度一般以40℃为上限，反之，若温度过低时，因浸渍剂粘度增加，流动性、吸气性变差，外壳内部压力下降，局部放电电压降低，结果也会引起电介质老化和击穿，降低电容器的使用寿命。因此，一方面要选用其温度类别与实际的运行环境温度相适应的电容器，另一方面在电容器的安装使用中要特别注意电容器在实际使用工况

8、下的通风、散热和辐射问题，使电容器在运行中所产生的热量能即时散发出去，在高温条件下降低电容器内部的介质温度，以达到延长电容器实际使用寿命的目的。　　　　2电容器的巡视检查、运行维护　　　　为了保证电容器故障率下降，必须加强电容器组的巡视检查、日常维护工作。有以下一些有效措施:　　　　2.1外壳各部是否渗