电力系统中的电力电容器组故障处理

电容器常见故障的处理和预防对策研究

摘要:影响电容器运行的因素主要有工作电压,工作电流与谐波,环境温度。本文分析了电容器常见的渗漏油现象,鼓肚现象,保护动作,爆炸,电容器温度过高,电容器异常响声等故障及其处理方式。提出了合理选择电容器及其接线方式;保证合适的运行温度,谐波控制;电容器要进行安全操作;加强巡视和检查等电力电容器故障的预防措施。

关键词:电容器 故障 处理 预防对策

电容器是电力系统中大量使用的一种设备,它的合理应用关系着整个电网的安全,同时在保证输电质量的情况下,它的无功补偿性质可有效降低能量损耗、调节整条线路的电压。日常生活以及工业生产中,电容器故障屡见不鲜。一方面由于电容器属于损耗元件,长时间的工作导致结构老化;另一方面主要是人为因素,操作不当加上电容器本身设计存在缺陷,导致其使用寿命非常短。因而,为保障电网的安全和稳定运行,有必要采取有效措施来应对电容器的故障问题,从而提高电容器的工作效率和使用寿命。

1 影响电容器运行的因素

电容器除了生产质量要过关以外,运行时还受到许多外界因素的影响,如电压、电流以及外界温度等。其中伴有闪电的阴雨天、人为地操作不当、运行方式的调整都会导致电压忽高忽低,非常不稳定;电流的变化一般是由于一些谐波的介入,导致线路中可用电阻的变化。电容器存在的故障问题,为工业生产和人身安全埋下了隐患。

1.1 工作电压

工作电压的不稳定很大几率导致电容器出现故障,尤其是电压过大,超出一定范围需要马上断开回路,否则会造成整个线路的瘫痪。

1.2 工作电流与谐波

工作电流的激增原因一般分为三种情况:一是线路电压的升高或特殊负荷的接入,使得电容器的工作电流瞬间变大,超出承载范围;二是一些谐波、非正常频段波的介入,引起线路中出现过电流,对电容器损害非常大;谐波主要是由谐波电流源产生,一般在非线性设备上比较常见;三是由于基波过电压和谐波过电流一起引发的电容器故障。

机车电力电容器故障分析与应对措施研究

摘要：对于当前线路上所运行的大功率和谐机车而言，电力电容器可以说是机车所有组成部分中的一个重要的组成部分，所以确保其正常使用对和谐机车平稳运行有着重要的意义，对此，本文对电力电容器运行所具有的特点展开了论述，并以此为基础，分析电力电容器运行过程中存在的故障，并针对相应的故障提出了应对方法，以供相关人士参考。

关键词：机车电力电容器；故障；应对措施

根据对机车所应用的电容进行归类，可将其划分为辅助电容和次级滤波器电容。支撑电容器的主要功能就是稳定中间的直流电压值，实现瞬间的电能交流，实现与供电和负荷之间的交流，而 IGBT/IPM型牵引变换器则采用低感应母线并联支持电容，这样就能使系统的结构更加简单。二次共振滤波器的功能是通过对四象限的二次电流进行过滤，从而使其达到稳定的目的。

1.机车电力电容器的特点

由于机车所处的工作条件具有一定的特殊性，所以其对运行的可靠性有着很高的要求，除了必须能够经受强烈的震动之外，还要能在恶劣的工作条件下长期运行。当前，我国机车所用的电容器大都为自愈型的金属化薄膜电容器，其特点是通过对其进行真空注油法加工。主要材料是由一种以聚丙烯薄膜为媒介，并在其表面涂上一种带图案的薄型金属作为其导电的电极。当电容器的整体电压过高时，聚丙烯薄膜的薄弱部分就很容易被击穿，使其附近的导电材料快速地发生汽化，在一定程度上产生了一个空洞，并使其在极短的时间内重新获得了绝缘，使其具有较好的稳定性。尽管目前的电容器采用的薄膜具有很好的稳定性，但是一旦出现了失效，仍然存在着机械破裂的危险，严重地存在着安全隐患，因此，如何进一步提升机车电力电容器的可靠性和安全性成为了新的技术需求。 2.机车电力电容器的主要故障分析

机车电力电容器在发生故障时，主要有以下几种表现形式，即渗油、极间短路、鼓肚、极壳短路，具体如下。

2.1渗油

通常情况下，在注油孔、绝缘子根部、焊缝等部位都会发生渗漏。造成这种情况的原因有：（1）绝缘子的根部或注油孔的密封性较差。②外壳表面有虚焊、砂眼等缺陷。

电容器二次接线引发故障的分析

电力电容器能够改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输电能力，是电力系统的重要设备。为了保证高压并联电容器组的安全运行，通常会采取内熔丝（或外熔断器）保护和继电保护的方式，然而二次接线错误，反而会引起装置的故障及损坏。

标签：电容器；二次接线；故障；分析；警示

1 引言

电力电容器能够改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输电能力，是电力系统的重要设备。电容器是高场强设备，往往电容器装置又是多台数百千乏电容器组合使用，在运行中，电容器元件和单台电容器发生故障是不可避免的，虽然如此，但决不允许单台电容器故障引发电容器外壳爆裂起火事故，因此电容器装置必须设置专门的、有效的电容器内部故障保护[1]。

为了保证高压并联电容器组的安全运行，通常会采取内熔丝（或外熔断器）保护和继电保护的方式。其中，继电保护是电容器内部故障的主保护，也是电容器组内部故障的主保护。在我国，对于中性点不接地系统星形接线的电容器，继电保护可分为不平衡电压保护和不平衡电流保护两大类。不平衡电压保护还分为开口三角电压保护（以下简称“开口三角保护“）和相电压差动保护（以下简称”差压保护“），本人在工作中发现，一些用户将不平衡电压保护等同为开口三角保护，而把差压保护这种继电保护方式给遗漏了，实现不平衡电压保护的重要设备为放电线圈，不同继电保护方式选用的放电线圈是不同的，它们都是专用设备，不可混用。电力系统中，二次侧是低压，相对是比较安全的，但是二次接线错误，却能损坏一次设备。

2 实例描述

2014年1月，我公司所供2组电容器装置“山西美锦变“发生故障，经检查现场第一组电容器一台放电线圈（A相）损坏，电容值正常，过电压动作保护动作；第二组两台电容器（B相）和两台放电线圈（B、C相各一台）损坏，低电压动作保护动作。

本工程电容器装置的接线方式为单星形接线，单台电容器为内熔丝保护，继电保护方式为差压保护。差压保护用放电线圈，一次侧有3个接线端子，分别为：A1（进线）、A2（1/2电压）、X（出线）；二次侧有4个接线端子，分别为：一个二次线圈的a1（进线）、x1（出线），和另一个二次线圈的a2（进线）、x2（出线）。经检查，现场电容器组一次接线完全正确，而放电线圈二次侧接线错误（a1与a2短接，x1与x2短接），正确接法应为x1与x2短接后接地，a1和a2接保护，并且是三相放电线圈a1和a2分别接保护，保护装置有三个，开口三角保护的保护装置只有一个。

电容器组的电容补偿与调整

电容器组在电力系统中扮演着非常重要的角色，主要用于对电力系统的无功功率进行补偿与调整。电容器组的使用可以提高电力系统的功率因数，减少无功功率的损耗，提高电网的稳定性和可靠性。本文将介绍电容器组的电容补偿与调整原理、常见的电容器组调整方法以及在电力系统中的应用。

一、电容补偿与调整原理

电容器组的电容补偿与调整是通过改变电力系统的无功功率来实现的。电容器组中的电容器具有存储和释放电能的特性，能够在电力系统中产生无功功率。当电力系统的功率因数较低，即存在较多的无功功率时，通过连接电容器组将电容器的无功功率注入到电力系统中，可以提高功率因数，减少无功功率的损耗。而当电力系统的功率因数过高时，可以通过断开电容器组的连接，减少无功功率注入电力系统，以实现功率因数的调整。

二、电容器组调整方法

电容器组的调整方法主要有手动调整和自动调整两种。

1. 手动调整：手动调整是指通过人工切换电容器组的连接状态来实现电容补偿与调整。根据电力系统的实际需求，通过合适的操作控制开关，可以将电容器组连接或断开。手动调整的优点是操作简单，可靠性高。但是需要人工参与，对操作人员要求较高，并且无法实现实时的电容调整。 2. 自动调整：自动调整是指通过自动化控制设备来实现电容补偿与调整。根据电力系统的负载变化和功率因数要求，自动控制设备可以实时监测电力系统的无功功率，并根据设定的参数自动切换电容器组的连接状态。自动调整的优点是能够实现实时的电容调整，提高了系统的响应速度和稳定性。但是自动调整设备的性能和可靠性对于系统的安全运行至关重要。

三、电容器组在电力系统中的应用

电容器组在电力系统中广泛应用于不同的场合，主要包括以下几个方面：

1. 改善电力系统的功率因数：电容器组可以通过补偿电力系统的无功功率，提高功率因数，减少无功功率的损耗，降低电网的传输损耗。特别是在低压电力系统中，电容器组的使用可以显著改善电力质量，提高电网的供电效率。