电力电容损坏原因与抑制措施

刘宏领

摘要：在电力系统中，高压并联电容器的应用极为广泛，是提高电网功率因数，提高电网电压质量，补偿电网无功功率的主要形式，因此高压电容器运行状况极为重要。本文作者结合自己的工作经验并加以反思，对电力电容损坏原因与抑制措施进行了深入的探讨，具有重要的指导意义。

关键词：电容器;损坏;原因;抑制措施

1.前言

在当前的电力系统运行过程中，电力企业通常都会采用电力电容器机组来提高运行效率。并且由于其能够有效降低电工损耗提高电线路的利用率得到了国内外电力企业的高度关注并被广泛应用于电力系统中，具有十分广阔的发展前景。但是近几年的电容器损坏问题越来越额突出，已经引起了电力企业的重视。因此，以下本文就对电力电容损坏原因与抑制措施进行了初探具体分析了导致电容器设备发生损坏的重点因素并得出以下相关结论，以供参考。

2引发电力电容器损害的主要原因

近些年来拌随着电力电容器损坏问题越来越严重，国内外学者就此问题进行了深入的调研分析并通过大量所得数据具体将引发电力电容器损坏的主要原因分为以下几个方面:

2.1当断路器被投切时若电力电容器处于正常运行的状态将会被所产生的电压和电流直接冲击发生损坏。

2.2由于电力系统本身存在的缺陷，导致谐波在电容器支路的运行过程中产生了极其不利的影响。

2.3大部分电力企业缺乏一定的管理意识，再加之对于电力电容器设备日常养护维修工作的不到位常常导致受损的电容器无法得到及时的检查与保护进而引发更严重的设备故障问题。

2.4因为电容器自杀质量不合格致使在实际应用过程中颁发出现质量危害等问题。

3仿真试验概述

通过上文叙述我们已经大概的了解到影响电力电容器设备正常使用的主要因素。对于第三、第四点的损坏问题，电力企业可以通过改善自身管理体系，以及对电容器供应厂家提高要求来进行防治。而第一、第二点的损坏问题则需要进行相关的研究讨论从而提出有针对性的改善措施。因此笔者就对电容器投切和谐波放大引发的过大电流电压进行了仿真试验具体结果如下。

3.1电容器投切过程的过电压、电流分析。当电容器在母线电压最大值的情况下进行合闸在这一合闸时刻内的电容器将会产生过电流与电压而母线电压值处于零时合闸状态时过电压与过电流相对较小。由此我们可以判断出合闸时刻对于电力电容器设备将会产生较大的影响。

其次加果电抗率不断增大那过电流值将会迅速减小直到电抗率到达一定标准以后才不会产生十分明显的电流抑制效果。这时高频分量将会自动增长或是衰减从而促使电容器处于正常稳定的运行状态。

另外若发生单相重燃的情况时，中性点对地产生过电压，电容器内的极间电压值将会迅速升高并与中性点对地电压相互结合在一起从而电力系统中各个电容器机机组对地出现过电压。

无论是单相重燃还是两相、三相重燃只要电容器极间产生了较高的过电压并且是重复发生的这就说明极间过电压的变化，将会对电容器极间的绝缘性造成很大的损坏。甚至在损坏程度严重的情况下还会出现断路器重燃的现象发生十分剧烈的振荡并在振荡过程中产生了过大的充电电流。尽管其并不会持续较长的时间但过大的电流也会对电容器造成一定的破坏。

3.2谐波放大引起的过电压、过电流分析。仿真结果显示随着串联电抗器的增大低次谐波放大的倍数逐渐减小，当电抗率使电容器支路在最低次谐波频率下呈现出感性，则可消除谐波放大现象。因此河通过选择串联电抗器，即考虑到电抗器和电容器的制造误差。

对同一系统五值选择不当会使谐波电流在电容器回路阻抗与系统阻抗之间发生并联谐振得到极大的放大对电容器的安全运行造成极大危害这是绝对需要避免发生的。本文研究对象某变电站并联电容器串联电抗率为6.037%的电抗器，经测量发现并联电容器存在3次谐波放大现象加果电容器长期工作在这种情况下极易造成损坏所以需要将串联电抗器的电抗率改造为12%的配置，即可有效解决这一问题。

4加强改善电力电容器损坏的抑制措施

针对前面分析采取以下措施加以抑制河有效地缓解电容器的损坏数量。

4.1现如今，为了降低电容器的损害率确保电力系统高效、可靠的运行大多数的电力企业纷纷采用了避雷器保护方法来对过电压、过电流问题进行有效的抑制。只有将电容器对地电压控制在合理的范围内才可以充分保障电容器不被损坏。但是由于电容器组极间过电压基本起不到保护作用尽管4支避雷器接线保护方式对于对地过电压及相间过电压均有良好的保护作用但它对避雷器的要求较高，而且4支避雷器参数配合困难目前采用此保护方式较少。建议采用限流电抗器串联在电容器组之前的接线方式，利用MDA接在电容器进线端对电容器组进行保护。

4.2按如下原则配置可调电抗器河对操作过电压、过电流及谐波放大有很好的抑制作用。将电抗器调制到6%一9%范围可限制合闸电流;分闸操作前，可以将电抗器调至零，以降断口恢复电压减少电弧重燃。当进入稳态运行后且无谐波或谐波含量很小时可将电抗器的电感调制到零，以便电容器组发挥最高的补偿效率并使电容器组极间电压最低。

4.3利用晶闸管投切电容器组。由于晶闸管开通之前，电容器已通过二极管充电到电源电压的正峰值满足预充电条件所以只要在电容器电压变化率dUC/dt=0时投入或晶闸管端电压为0的时刻投入，可使冲击电流最小肩效解决电容器投入时产生的电流冲击问题。

结束语

综上所述河以得知由于电网电压和电流暂态特性、开关重燃的多样性以及难以捕捉性因此六们常常无法准确判定电容器设备频繁损坏的真正原因，只能被动的返厂检修或更换设备针对性强的措施难以实施。而电容器是电力系统无功补偿的主要器件必须做到安全可靠的运行。为此在电容器无功补偿装置的设计时应充分考虑电容器的配置及保护;合理选配电抗器的电抗率;选用合适的避雷器接线方案避免出现串联谐振或并联谐振引起谐波放大的情况避免或尽可能地降低投切引起的过电压、过电流倍数。

参考文献

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