试论220kV变电站电容器的运行维护与故障处理

2016-03-20国网湖南省电力公司邵阳供电分公司湖南邵阳422000

低碳世界 2016年24期

陈林（国网湖南省电力公司邵阳供电分公司，湖南邵阳422000）

陈林（国网湖南省电力公司邵阳供电分公司，湖南邵阳422000）

在220kV变电站中，电容器是十分重要的元部件，对于保障电力系统安全运行至关重要，与此同时，电容器实际运行状况也会对电网运行质量产生影响，因此，加强电容器运行维护至关重要。对此，本文首先介绍了变电站电容器运行的影响因素，然后对变电站电容器的运行维护措施以及故障处理措施进行了详细探究。

电容器；维护；故障处理

1 引言

现如今，电力工业发展迅速，变电站是电网系统中十分重要的组成部分，在保证电能正常供给方面发挥着至关重要的作用。在变电站实际运行过程中，电容器经常发生故障问题，而这就会严重影响变电站运行效益。因此，必须对变电站电容器的运行维护与故障处理进行深入研究，保障电网稳定运行。

2 变电站电容器运行的影响因素

2.1 运行电压

电容器的运行损耗是由导体电阻和介质损耗两部分来决定，其中，介质损耗占据绝大部分比重。电容器的温度会随着运行时间的推移而逐渐上升，电压的增加也会使温度急剧上升。如果电容器的电压过高超过了额定电压，则极易导致电容器及其内部线路老化速度加快，降低电容器的各项性能，缩短电容器的使用寿命。如果电容器的电压过低，没有达到额定功率，那么无功功率就会增加，有功功率也会因此下降，使得电容器的利用率降低。为了保证电容器的安全稳定运行，提高电容器的利用率，应使电容器的运行电压与额定电压保持一致。如果发现电容器的电压超过额定电压，必须立即做断电处理。

2.2 过电流

随着科学技术的进步和人们生活水平的提高，生产和生活中出现了大量的用电设备，而人们购买力的提高使得这些用电设备拥有了广阔的销售市场。然而这些用电设备在使用过程中会产生谐波电压，对电力系统造成严重的负面效应，不仅使电力系统的电压和电流发生紊乱，还会影响电力设备的正常使用。尤其对于电容器来说，在谐波电压的作用下会直接导致电容器的电压和电流迅速升高达到峰值，如果工作人员没有留意到这类现象，继续使用电容器，那么电容器就会发生损坏。

2.3 环境温度

由于电容器长时间处于额定电压下工作，内部温度上升的十分迅速，对周围环境的温度也较为敏感。如果电容器长期处于高温环境下，电容器的温度就会超过额定的温升，那么电容器的损耗率也会大幅度的增长。而且电容器不能置于高场强的环境中，因为电容器的温度上升会影响其绝缘性能，电容器在发热状态下很容易被电场击穿，从而引发安全事故。

3 变电站电容器的运行维护措施

（1）加强电容器外壳检查。对于电容器外壳的检查内容包括渗漏、起鼓、膨胀等，如果电容器出现上述质量问题，则还需要对膨胀量是否超标进行检查。需要注意的是，在对室外环境下的电容器外壳进行检查时，需要重点检查其防锈漆是否脱落，如果发现脱落问题，则应该及时涂抹冷锌进行处理。另外，还需要加强对于套管的质量检查，注意检查项目包括是否存在裂纹和放电以及清洁度高低等等，并且还需要对引线进行检查，判断其是否出现脱落、松动、变色、发热以及断裂等问题。最后，还需要对电容器、熔断器的容量设计匹配程度进行检查。

（2）在电容器日常使用过程中，应该尽量避免其受到环境气候因素的影响，包括雨水、冰雪、烈日等等。对于需要安装在室内环境中的电容器组，必须为其提供良好的通风环境，同时室内温度也必须符合电容器安装说明书上的相关要求，通常情况下，电容器的运行环境温度应该控制在±40℃范围内。

（3）为了保障电容器处于最佳运行状态下，并且保持接地良好，必须加强对于放电电阻以及回路的检查。如果需要进行停电检查，则在实际检查过程中，必须严格依据检查规范进行用电检查。另外，还需要注意的是，在电容器接地前，必须充分放电，对于串联电容器与整组电容器脱离的电容器，需要逐个放电，对于安装在绝缘支架上的电容器，也需要进行放电处理。

4 变电站电容器的故障处理措施

4.1 电容器运行电压控制

电容器的运行电压应该控制在额定电压的1～1.1倍之间，不能长时间的超过额定电压工作，最长运行时间为5h。如果环境温度大于电容器运行温度，此时电容器的电压也超过了额定电压，那么应立即切断电源，为电容器散热，让电容器的温度迅速冷却下来。反之，如果环境温度较低，那么电容器在大于额定电压的情况下也可以保持长时间的运行状态，不再有固定的时间限制。当电容器的电压增加时电流也会增加，只要电流不超过额定电流的1.3倍就不会影响电容器的运行。一旦电流超过临界值，就应立即强制电容器停止运行。

4.2 电容器局部放电及过电流处理

电容器在运行时会发出响声，工作人员要时常倾听电容器的声音，学会辨别不同的声音。如果电容器的响声过大或者是温度异常，可能是电容器内部存在局部放电的现象，应立即切断电源进行检查。电容器在运行中如果出现电压、电流过大、温度过高等问题，其表面会出现异于平常的特征，例如外壳膨胀、有裂痕、漏油等等，工作人员要了解电容器的结构，及时查明电容器的故障原因，并且经常检查电容器的外观，才能在发现这些问题时迅速采取应对措施。

4.3 电容器熔丝熔断处理

当电容器出现熔丝熔断的现象时，工作人员需要将实际情况立即上报，等待上级批准后将电容器与电容器组断开，经过放电处理后仔细检测电容器的性能，如果电容器外观没有出现明显病变，那么更换电容器中熔断的熔丝，为电容器重新通电。在电容器运行一段时间后，定期观察电容器的实际运行情况，如果熔丝在短时间内再次熔断，说明该电容器内部已经发生了故障，那么就应将电容器断开电源退出电容器组，再为其他电容器通电使其继续运行。因为电容器之间是相互独立的，在运行过程中不会对其他电容器产生影响，所以电容器组的功能可以得到有效的保障。

4.4 电容器保护装置跳闸处理

电容器必须要手动送电，严禁在电容器上安装自动合闸装置，否则会给变电站带来巨大的安全隐患。在送电之前应该对电容器进行长时间的放电，确定其内部的电荷全部放出后才能合闸。如果在合闸时保护装置自动跳闸，说明电容器内部还存在电荷，应该继续进行放电。如果已经确定电容器中不存在电荷，此时保护装置依然自动跳闸，那么应该检查保护装置是否发生故障，或者是存在其他的原因影响了保护装置的功能，经过处理后再进行合闸。

5 220kV变电站电容器故障处理实例

5.1 故障现象

2014年4月5日10：00，某变电站调度工作人员发现220kV母线接地告警，检查后发现2号电容器发生接地故障，立即通知检修工区工作人员对电容器进行检查。当天变电站运行方式为220kV l号主变供220kVⅠ、Ⅱ段母线，220kV l号消弧线圈检修。

根据现场检查发现，220kV 2号电容器组B相电容器至串联电抗器引流排的引线发生熔断故障，引线熔断后对支架放电，通过进一步检查发现，B相、C相电抗器绕组层间、柜体以及匝间都有灼烧痕迹。

该变电站电容器额定电流为220A，电抗率0.1%，在2014年4月3～4日间，保护装置共有4次瞬时接地告警以及保护动作记录。4月3日、4月4日记录 “220kV母线瞬时接地告警、2号电容器不平衡电压保护动作”，4月4日录 “220kV母线接地告警”，并且无保护动作记录。

5.2 原因分析

根据详细检查发现，该电容器电容器至串联电抗器引流排的软铜线，并没有采用专用铜铝过渡接头进行搭接，只是采用螺钉直接搭接在铝排上。在电容器长期使用过程中，会受到电化学腐蚀作用，搭接位置软铜线逐渐发热熔断，这就会造成220kV母线接地。根据保护记录可见，软铜线在4月3日熔断。

5.3 处理措施

①及时拆除所有电容器软铜线至串联电抗器引流排搭接位置的螺钉，并且在搭接位置采用铜铝过渡接头，同时，对于搭接面，还需要进行搪锡处理。②与电容器制造厂家联系，对已经受到损毁的B、C相电抗器进行更换处理。③该变电站变位信号灯比较多，这就会造成调度人员无法及时发现保护动作信号与接地信号，因此，建议保护动作、接地的声光报警信息应与其他信息有所区别，以便监屏人员识别。