試論220kV變電站電容器的運行維護與故障處理

陳 林（國網(wǎng)湖南省電力公司邵陽供電分公司，湖南邵陽422000）

試論220kV變電站電容器的運行維護與故障處理

陳 林（國網(wǎng)湖南省電力公司邵陽供電分公司，湖南邵陽422000）

在220kV變電站中，電容器是十分重要的元部件，對于保障電力系統(tǒng)安全運行至關(guān)重要，與此同時，電容器實際運行狀況也會對電網(wǎng)運行質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此，加強電容器運行維護至關(guān)重要。對此，本文首先介紹了變電站電容器運行的影響因素，然后對變電站電容器的運行維護措施以及故障處理措施進行了詳細探究。

電容器；維護；故障處理

1 引言

現(xiàn)如今，電力工業(yè)發(fā)展迅速，變電站是電網(wǎng)系統(tǒng)中十分重要的組成部分，在保證電能正常供給方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在變電站實際運行過程中，電容器經(jīng)常發(fā)生故障問題，而這就會嚴重影響變電站運行效益。因此，必須對變電站電容器的運行維護與故障處理進行深入研究，保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行。

2 變電站電容器運行的影響因素

2.1 運行電壓

電容器的運行損耗是由導體電阻和介質(zhì)損耗兩部分來決定，其中，介質(zhì)損耗占據(jù)絕大部分比重。電容器的溫度會隨著運行時間的推移而逐漸上升，電壓的增加也會使溫度急劇上升。如果電容器的電壓過高超過了額定電壓，則極易導致電容器及其內(nèi)部線路老化速度加快，降低電容器的各項性能，縮短電容器的使用壽命。如果電容器的電壓過低，沒有達到額定功率，那么無功功率就會增加，有功功率也會因此下降，使得電容器的利用率降低。為了保證電容器的安全穩(wěn)定運行，提高電容器的利用率，應(yīng)使電容器的運行電壓與額定電壓保持一致。如果發(fā)現(xiàn)電容器的電壓超過額定電壓，必須立即做斷電處理。

2.2 過電流

隨著科學技術(shù)的進步和人們生活水平的提高，生產(chǎn)和生活中出現(xiàn)了大量的用電設(shè)備，而人們購買力的提高使得這些用電設(shè)備擁有了廣闊的銷售市場。然而這些用電設(shè)備在使用過程中會產(chǎn)生諧波電壓，對電力系統(tǒng)造成嚴重的負面效應(yīng)，不僅使電力系統(tǒng)的電壓和電流發(fā)生紊亂，還會影響電力設(shè)備的正常使用。尤其對于電容器來說，在諧波電壓的作用下會直接導致電容器的電壓和電流迅速升高達到峰值，如果工作人員沒有留意到這類現(xiàn)象，繼續(xù)使用電容器，那么電容器就會發(fā)生損壞。

2.3 環(huán)境溫度

由于電容器長時間處于額定電壓下工作，內(nèi)部溫度上升的十分迅速，對周圍環(huán)境的溫度也較為敏感。如果電容器長期處于高溫環(huán)境下，電容器的溫度就會超過額定的溫升，那么電容器的損耗率也會大幅度的增長。而且電容器不能置于高場強的環(huán)境中，因為電容器的溫度上升會影響其絕緣性能，電容器在發(fā)熱狀態(tài)下很容易被電場擊穿，從而引發(fā)安全事故。

3 變電站電容器的運行維護措施

（1）加強電容器外殼檢查。對于電容器外殼的檢查內(nèi)容包括滲漏、起鼓、膨脹等，如果電容器出現(xiàn)上述質(zhì)量問題，則還需要對膨脹量是否超標進行檢查。需要注意的是，在對室外環(huán)境下的電容器外殼進行檢查時，需要重點檢查其防銹漆是否脫落，如果發(fā)現(xiàn)脫落問題，則應(yīng)該及時涂抹冷鋅進行處理。另外，還需要加強對于套管的質(zhì)量檢查，注意檢查項目包括是否存在裂紋和放電以及清潔度高低等等，并且還需要對引線進行檢查，判斷其是否出現(xiàn)脫落、松動、變色、發(fā)熱以及斷裂等問題。最后，還需要對電容器、熔斷器的容量設(shè)計匹配程度進行檢查。

（2）在電容器日常使用過程中，應(yīng)該盡量避免其受到環(huán)境氣候因素的影響，包括雨水、冰雪、烈日等等。對于需要安裝在室內(nèi)環(huán)境中的電容器組，必須為其提供良好的通風環(huán)境，同時室內(nèi)溫度也必須符合電容器安裝說明書上的相關(guān)要求，通常情況下，電容器的運行環(huán)境溫度應(yīng)該控制在±40℃范圍內(nèi)。

（3）為了保障電容器處于最佳運行狀態(tài)下，并且保持接地良好，必須加強對于放電電阻以及回路的檢查。如果需要進行停電檢查，則在實際檢查過程中，必須嚴格依據(jù)檢查規(guī)范進行用電檢查。另外，還需要注意的是，在電容器接地前，必須充分放電，對于串聯(lián)電容器與整組電容器脫離的電容器，需要逐個放電，對于安裝在絕緣支架上的電容器，也需要進行放電處理。

4 變電站電容器的故障處理措施

4.1 電容器運行電壓控制

電容器的運行電壓應(yīng)該控制在額定電壓的1～1.1倍之間，不能長時間的超過額定電壓工作，最長運行時間為5h。如果環(huán)境溫度大于電容器運行溫度，此時電容器的電壓也超過了額定電壓，那么應(yīng)立即切斷電源，為電容器散熱，讓電容器的溫度迅速冷卻下來。反之，如果環(huán)境溫度較低，那么電容器在大于額定電壓的情況下也可以保持長時間的運行狀態(tài)，不再有固定的時間限制。當電容器的電壓增加時電流也會增加，只要電流不超過額定電流的1.3倍就不會影響電容器的運行。一旦電流超過臨界值，就應(yīng)立即強制電容器停止運行。

4.2 電容器局部放電及過電流處理

電容器在運行時會發(fā)出響聲，工作人員要時常傾聽電容器的聲音，學會辨別不同的聲音。如果電容器的響聲過大或者是溫度異常，可能是電容器內(nèi)部存在局部放電的現(xiàn)象，應(yīng)立即切斷電源進行檢查。電容器在運行中如果出現(xiàn)電壓、電流過大、溫度過高等問題，其表面會出現(xiàn)異于平常的特征，例如外殼膨脹、有裂痕、漏油等等，工作人員要了解電容器的結(jié)構(gòu)，及時查明電容器的故障原因，并且經(jīng)常檢查電容器的外觀，才能在發(fā)現(xiàn)這些問題時迅速采取應(yīng)對措施。

4.3 電容器熔絲熔斷處理

當電容器出現(xiàn)熔絲熔斷的現(xiàn)象時，工作人員需要將實際情況立即上報，等待上級批準后將電容器與電容器組斷開，經(jīng)過放電處理后仔細檢測電容器的性能，如果電容器外觀沒有出現(xiàn)明顯病變，那么更換電容器中熔斷的熔絲，為電容器重新通電。在電容器運行一段時間后，定期觀察電容器的實際運行情況，如果熔絲在短時間內(nèi)再次熔斷，說明該電容器內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生了故障，那么就應(yīng)將電容器斷開電源退出電容器組，再為其他電容器通電使其繼續(xù)運行。因為電容器之間是相互獨立的，在運行過程中不會對其他電容器產(chǎn)生影響，所以電容器組的功能可以得到有效的保障。

4.4 電容器保護裝置跳閘處理

電容器必須要手動送電，嚴禁在電容器上安裝自動合閘裝置，否則會給變電站帶來巨大的安全隱患。在送電之前應(yīng)該對電容器進行長時間的放電，確定其內(nèi)部的電荷全部放出后才能合閘。如果在合閘時保護裝置自動跳閘，說明電容器內(nèi)部還存在電荷，應(yīng)該繼續(xù)進行放電。如果已經(jīng)確定電容器中不存在電荷，此時保護裝置依然自動跳閘，那么應(yīng)該檢查保護裝置是否發(fā)生故障，或者是存在其他的原因影響了保護裝置的功能，經(jīng)過處理后再進行合閘。

5 220kV變電站電容器故障處理實例

5.1 故障現(xiàn)象

2014年4月5日10：00，某變電站調(diào)度工作人員發(fā)現(xiàn)220kV母線接地告警，檢查后發(fā)現(xiàn)2號電容器發(fā)生接地故障，立即通知檢修工區(qū)工作人員對電容器進行檢查。當天變電站運行方式為220kV l號主變供220kVⅠ、Ⅱ段母線，220kV l號消弧線圈檢修。

根據(jù)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，220kV 2號電容器組B相電容器至串聯(lián)電抗器引流排的引線發(fā)生熔斷故障，引線熔斷后對支架放電，通過進一步檢查發(fā)現(xiàn)，B相、C相電抗器繞組層間、柜體以及匝間都有灼燒痕跡。

該變電站電容器額定電流為220A，電抗率0.1%，在2014年4月3～4日間，保護裝置共有4次瞬時接地告警以及保護動作記錄。4月3日、4月4日記錄 “220kV母線瞬時接地告警、2號電容器不平衡電壓保護動作”，4月4日錄 “220kV母線接地告警”，并且無保護動作記錄。

5.2 原因分析

根據(jù)詳細檢查發(fā)現(xiàn)，該電容器電容器至串聯(lián)電抗器引流排的軟銅線，并沒有采用專用銅鋁過渡接頭進行搭接，只是采用螺釘直接搭接在鋁排上。在電容器長期使用過程中，會受到電化學腐蝕作用，搭接位置軟銅線逐漸發(fā)熱熔斷，這就會造成220kV母線接地。根據(jù)保護記錄可見，軟銅線在4月3日熔斷。

5.3 處理措施

①及時拆除所有電容器軟銅線至串聯(lián)電抗器引流排搭接位置的螺釘，并且在搭接位置采用銅鋁過渡接頭，同時，對于搭接面，還需要進行搪錫處理。②與電容器制造廠家聯(lián)系，對已經(jīng)受到損毀的B、C相電抗器進行更換處理。③該變電站變位信號燈比較多，這就會造成調(diào)度人員無法及時發(fā)現(xiàn)保護動作信號與接地信號，因此，建議保護動作、接地的聲光報警信息應(yīng)與其他信息有所區(qū)別，以便監(jiān)屏人員識別。

6 結(jié)語

綜上所述，電容器是變電站中十分重要的組成部分，為了提升電容器利用率，必須采取有效措施嚴格控制電容器電壓、過電流以及環(huán)境溫度，對電容器加強日常檢測，提高其使用安全性，保障變電站穩(wěn)定運行。

[1]王 偉.變電站電容器的運行維護與故障處理[J].電力電容器與無功補償，2009（02）：50～52.

[2]劉海艷.變電站電容器運行維護與故障處理思路構(gòu)建[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊，2014（08）：217～218.

[3]劉 峰.變電站電容器的安全運行[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（01）：28～29.

TM63

A

2095-2066（2016）24-0093-02

2016-8-9

陳 林（1984-），男，工程師，本科，主要從事變電運維工作。