電網中無功補償電容器可靠性分析說明

    近年來，在電網建設與實際改造中,特別強調了對電網線路實行無功補償。但是, 從電氣技術專業的學生作社會實踐所了解的情況來看,線路無功補償的效果并不理想, 尤其是在農村電網方面。分析其原因, 主要是補償電容器在許多情況下不能可靠地運行, 有些已經損壞, 還有些因此而閑置未用。筆者結合這方面工作的實際情況, 分別從電容器的安裝設計、運行管理與維護檢測3方面進行闡述電容器的可靠運行問題,從而能保證電容器的可靠運行, 使電網運行良好。

　　1、 電容器的安裝設計

　　1)電容器每組安裝的數量不超過3臺, 且采用Y 型接法。如果采用! 型接法, 電容器出現故障擊穿時就會形成相間短路, 從而引起線路保護開關跳閘斷電。

　　2)電容器采用單臺熔絲保護, 熔絲的額定電流為電容器額定電流的2倍左右, 并采用氧化鋅避雷器作為操作過壓和雷擊過壓保護, 以保證電容器的安全工作。電容器單元內部應裝有符合國標GB /T 11024. 1規定的放電電阻。

　　3)電容器應單獨設置臺架。如果和配變同臺架設、共用一組跌落保險, 當發生一相熔斷器熔斷形成單相斷路或接觸不良打火, 或者電容器容量與配變容量比例不當、跌落保險拉合不同期, 極易引起鐵磁諧振, 產生過電壓和過電流, 損壞配變和電容器。

　　4)電容器采用Y 型接法, 其外殼直接接地,避免電容器底部對鐵架產生放電火花。

　　5)接地網的設置。電容器容量在150 kvar以下時, 設置一組接地網, 接地網沿臺架周圍環形布置, 其接地電阻R ≤ 50 /Lc ( Lc 為電容器電流) ,電容器容量大于150 kvar時, 為避免年長日久接

　　地電阻過大, 在兩線一地的系統中, C 相接地段的架空線裝設一段假三相線路, 線路兩端設置兩組接地網, C相從兩端接地。

　　變電站就是因接地工作沒有做好, 在運行幾年之后使得接地電阻過大, 接地網壓降接近70 V (要求< 50 V ) , 電容器接地相負荷電流將接地網扁鐵燒化熔斷, 電容器臺架的水泥桿也燒壞。

　　6)在同一線路上有兩組電容器時, 兩組電容器之間的距離應在1 km以上。如果相距較近,當一組電容器運行后再投入另一組電容器時, 就會產生數倍于額定電流的涌流, 從而損壞電容器。

　　7)當接電容器的母線上接有硅整流設備等諧波源時, 有可能發生諧振過電壓。因為電容器電路可等效為R - L - C 串聯電路, 其固有頻率與電網電壓中某次諧波的頻率相同或接近時, 就會在這一諧波電壓的作用下發生諧波, 使電網出現過電壓, 結果使電容器成倍地過負荷而損壞, 電網也不能正常工作。

2、電容器的運行管理

　　1)根據電網結構變化與負載變化情況, 及時調整電容器的安裝地點與補償容量。可利用變電站的無功電度表與有功電度表計算出功率因數。若發現無功電度表反轉(無功計量出現負值), 則說明線路過補償, 應適當減少無功容量( 但應使功率因數保持在滯后0. 9以上), 這一情況經常出現在節假日、夜晚等輕負荷狀態; 如果功率因數低于0. 8, 則說明欠補償, 應增加無功容量。這樣使任何時刻從電網吸取的無功電流均接近最小。

　　2)為使電容補償容量始終做到合理, 對于人工投切電容器, 最好把負荷的功率因數變化及相應投切的容量列一運行表, 由值班人員按照表列情況及時投切電容器; 對于自動投切的補償裝置,其整定值應正確無誤, 還應防止投切頻繁使得放電電阻沒有足夠的冷卻時間而損壞。

　　3)電網停電后重合閘時, 要考慮電容器是否充分放電(一般要求3m in以后再重合閘)。為可靠起見, 最好先把電容器退出電網重合閘裝置, 待重合閘后投入電容器, 因為電容器帶電重合閘易損壞電容器, 巖橋變就曾出現過重合閘時間過早而損壞電容器的情況。

　　4)運行中要監測電壓, 尤其是輕負荷時要保證電壓不超過電容器額定電壓的10%。因為運行電壓升高, 使電容器發熱和溫升增加, 并在高電場強度作用下, 會使其絕緣老化, 有功損耗增加, 加速電容器的損壞。

　　5)對于高壓電容器, 要在電容器的三相線上分別裝上電流表進行監測。如果發現三相電流嚴重不平衡, 必是某一相電容器的熔絲斷開。此時應退出運行, 找出原因, 然后補充1臺電容器, 調整平衡后再投入運行。

　　6)運行中要加強巡視檢查, 每月至少2 次。如發現電容器有放電聲、滲油(常出現在引出線套管部位)、外殼銹蝕、鼓肚或嚴重發熱等現象時, 應及時退出運行, 進行檢測和處理。

3、結語

　　電容器是電力線路無功補償的主要器件, 必須做到安全可靠的運行。為此, 在電容器的安裝設計方面, 應考慮好每組電容器的數量與接法、臺架的設置、電容器的保護以及預防諧振過電壓等問題; 在電容器的運行管理上, 應做好電容器的合理調整與投切、電壓與電流的監測以及巡視檢查等工作; 在電容器的維護檢測方面, 要做好放電裝置試驗與人工放電工作、電容器的絕緣電阻與耐壓值的測試工作等。實踐表明, 做好了這些工作,就能保證電容器的可靠運行。