淺談6kV線路并聯(lián)電容器異常情況下的故障分析與處理

摘 要 本文分析了電容器發(fā)生故障的表現(xiàn)，針對不同故障，分析了其發(fā)生的原因，并提出了具體的解決策略，目的在于進(jìn)一步提高6kV線路并聯(lián)電容器運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，降低故障發(fā)生幾率。

【關(guān)鍵詞】異常運(yùn)行 故障分析 保護(hù)措施 并聯(lián)電容器

6kV線路上安裝的電力電容器屬無功功率補(bǔ)償裝置的一種，應(yīng)用范圍較廣。隨著油田開發(fā)的深入進(jìn)行，用電負(fù)荷不斷增長，與此同時(shí)，6kV線路也在不斷延伸。在上述環(huán)境下，6kV線路并聯(lián)電容器異常情況發(fā)生頻率明顯上升，電容器爆炸起火等惡性事故，嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全運(yùn)行，造成線路停電事故，影響油田原油產(chǎn)量，增加噸油成本。分析故障表現(xiàn)形式，及導(dǎo)致故障產(chǎn)生的原因，是解決故障的關(guān)鍵，對于油田的穩(wěn)定運(yùn)行極為必要。

1 電容器發(fā)生故障的表現(xiàn)

1.1 瓷套管及外殼滲漏油

瓷套管屬于電容器的重要組城部分，功能在于實(shí)現(xiàn)絕緣，確保電容器運(yùn)行安全。在長期使用過程中，受所處環(huán)境的影響，瓷套管容易受潮或漏油，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣性能下降，由此引發(fā)的電容器故障，主要表現(xiàn)為電容器溫度的上升。解決上述故障需通過提高瓷套管的絕緣性能，對瓷套管漏油部位加以修補(bǔ)來實(shí)現(xiàn)。

1.2 瓷絕緣表面放電閃絡(luò)

瓷絕緣表面放電閃絡(luò)同樣屬于電容器故障的主要表現(xiàn)之一。在電容器使用過程中，其外表會(huì)不斷積累灰塵，達(dá)到一定程度，瓷絕緣的絕緣性能便會(huì)受到影響，這是導(dǎo)致瓷絕緣表面放電閃絡(luò)的主要原因。解決故障應(yīng)從清理電容器表面灰塵的角度出發(fā)來完成。

1.3 外殼鼓肚

受電容器運(yùn)行環(huán)境等的影響，外殼鼓肚的現(xiàn)象容易出現(xiàn)。外殼鼓肚故障對電容器性能影響極其嚴(yán)重，嚴(yán)重易引發(fā)危險(xiǎn)，如發(fā)現(xiàn)，必須及時(shí)處理。

2 電容器故障原因及對策

根據(jù)電容器故障表現(xiàn)形式的不同，其所產(chǎn)生的原因也各不相同，應(yīng)全面分析故障原因，提出針對性的解決對策，以將故障的影響控制在最小范圍內(nèi)，有效降低損失。

2.1 運(yùn)行電壓過高

通常情況下，電容器的運(yùn)行電壓需固定在某一范圍內(nèi)，一旦超出這一范圍，故障發(fā)生幾率便會(huì)增加。運(yùn)行電壓過高，是導(dǎo)致電容器溫度過高的主要原因，而如其溫度居高不下，則會(huì)直接影響其絕緣性能，最終阻礙電容器功能的發(fā)揮，縮短電容器使用壽命。根據(jù)國家規(guī)定，電容器運(yùn)行電壓應(yīng)控制在1.00UN的標(biāo)準(zhǔn)，如超過該電壓，則容易引發(fā)故障。

對此，一旦發(fā)現(xiàn)電容器溫度過高，便需首先排除運(yùn)行電壓過高的問題，如發(fā)現(xiàn)運(yùn)行電壓過高，則應(yīng)馬上將電容器退出，避免造成更大的故障。

2.2 運(yùn)行溫度過高

電容器的運(yùn)行對溫度與濕度要求較高，如濕度過大，容易影響其絕緣性能，而如溫度過高，則會(huì)增加電容器電容量的下降速度，長此以往，如問題得不到解決，電容器老化速度會(huì)逐漸加快，影響其安全性以及使用壽命。

由上述原因所導(dǎo)致的故障的解決方法相對簡單，工作人員需時(shí)刻對電容器運(yùn)行溫度加以監(jiān)測，一旦發(fā)生問題，需及時(shí)處理，避免故障擴(kuò)大化，對電力系統(tǒng)造成更大的損失。

2.3 高次諧波引起過電流

由高次諧波引起的過電流，同樣屬于導(dǎo)致電容器出現(xiàn)故障的主要原因之一，主要體現(xiàn)在以下方面：

2.3.1 高次諧波的產(chǎn)生及害

高次諧波通常由家用電器等所產(chǎn)生，如變頻設(shè)備等，上述設(shè)備在運(yùn)行過程中，不簡單的產(chǎn)生高次諧波，長此以往，容易導(dǎo)致諧波注入到電網(wǎng)中，進(jìn)而導(dǎo)致電壓及電流等出現(xiàn)異常，影響電容器性能的發(fā)揮，縮短其使用壽命。

2.3.2 高次諧波措施問題

解決高次諧波問題，需從源頭入手。如發(fā)現(xiàn)電容器故障由高次諧波所引發(fā)，應(yīng)首先找到諧波源，在此基礎(chǔ)上，采取措施解決問題，達(dá)到解決故障的目的。

可將串聯(lián)電抗器設(shè)置在電容器回路中，以提高其抵抗高次諧波的能力，并通過提高串聯(lián)電抗器電抗值的方法，最大程度的降低高低諧波對電容器的影響，提高電容器性能、延長其使用壽命。

2.4 開斷電容器引起的操作過電壓

開斷電容器，容易引起操作過電壓，由此導(dǎo)致電容器出現(xiàn)故障。需全面分析導(dǎo)致操作過電壓出現(xiàn)的原因，并采取限制策略，降低電容器發(fā)生故障的幾率。

2.4.1 操作過電壓的原因

操作跌落式熔斷器易產(chǎn)生強(qiáng)烈電弧， 對電容器造成沖擊，這是導(dǎo)致操作高電壓產(chǎn)生的主要原因之一。根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電容器的電壓應(yīng)控制在2.15Un的標(biāo)準(zhǔn)，如超出，則證明過電壓已經(jīng)產(chǎn)生。工作人員可采用檢測電容器電壓的方法，判斷是否存在操作過電壓的問題。

2.4.2 限制操作過電壓的措施

分閘速度慢，容易導(dǎo)致操作過電壓問題發(fā)生，針對上述問題，必須提高分閘速度。在線路上用跌落式熔斷器與儲(chǔ)能式油開關(guān)串聯(lián)使用，電容器補(bǔ)償裝置裝設(shè)無間隙氧化鋅避雷器限制過電壓幅值。

2.5 不合理的接線方式造成的電容器故障

我廠在開始裝設(shè)6kV線路并聯(lián)電容器時(shí)，由于沒有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，用跌落式熔斷器直接控制電容器，由于內(nèi)部和外部原因造成一相跌落熔絲燒斷時(shí)，造成電力電容器單項(xiàng)運(yùn)行，電容器單相運(yùn)行會(huì)使電容器溫度升高后燒毀。針對電容器單相運(yùn)行故障，我們在跌落保險(xiǎn)后加裝儲(chǔ)能式油開關(guān)，因?yàn)橛烷_關(guān)有過電流保護(hù)裝置，在電力電容器單相運(yùn)行時(shí)，將電容器與系統(tǒng)電源斷開，保證了電容器的安全運(yùn)行。

2.6 惡劣的安裝環(huán)境對電容器的影響

我廠有三條6kV線路位于羊二莊油田，共裝設(shè)補(bǔ)償電容器8臺(tái)，容量1800kvar，由于位于沿海地帶，自然環(huán)境惡劣，使電容器在含鹽度較高的空氣中腐蝕程度高于其他地區(qū)安裝的電容器，電容器的外殼、導(dǎo)電桿及絕緣瓷瓶時(shí)間一長就附著一層白色鹽堿污垢，鹽堿污垢會(huì)造成瓷套管表面閃絡(luò)放電，嚴(yán)重影響著電容器的安全運(yùn)行。

3 結(jié)束語

6kV電力電容器安裝在6kV線路中，對補(bǔ)償無功功率，提高功率因數(shù)發(fā)揮著重大作用，但如果電容器運(yùn)行維護(hù)不好，會(huì)影響電網(wǎng)運(yùn)行，今后，我們在電容器運(yùn)行維護(hù)中應(yīng)做好如下工作：

（1）及時(shí)和供電部門聯(lián)系，掌握系統(tǒng)電壓情況，如有異常將電容器退出運(yùn)行。

（2）經(jīng)常對電容器進(jìn)行巡視檢查，檢查跌落式保險(xiǎn)是否接觸良好，油開關(guān)是否靈活好用，電容器運(yùn)行溫度是否過高。

（3）在推廣節(jié)電設(shè)備，高頻設(shè)備，可控硅整流設(shè)備的同時(shí)，充分考慮這些設(shè)備對電容器的影響，減少高次諧波對電容器造成的影響。

（4）對安裝在沿海地帶的電容器定期檢查，定期清掃，保證電容器清潔，減少電容器故障，延長電容器使用壽命。

總之，如果我們對電容器發(fā)生的各種故障認(rèn)真分析，找出原因，研究出解決措施，才能使電容器在油田電網(wǎng)運(yùn)行中，補(bǔ)償無功功率，提高功率因數(shù)發(fā)揮重要作用。

作者簡介

張樹起（1962-），男，河北省黃驊市人。大專學(xué)歷。高級技師。研究方向?yàn)殡娏ψ詣?dòng)化。

作者單位

中國石油大港油田公司第二采油廠電力管理站 河北省黃驊市 061103