并联电容器过补偿的危害和预防

- 1 - 电源正负极并联电容,导致正负极断路

（一）电源正负极并联电容的危害

1、电源正负极并联电容会导致正负极断路，从而破坏电路的正常工作，影响电子产品的可靠性，这是危害最严重的后果。

2、电源正负极并联电容容易造成热量积聚，影响电子元器件的正常工作，使得整个电子系统运行不稳定，耗能大，容易发生故障。

3、电源正负极并联电容会产生大量的电荷冲洗，对电子元器件造成损坏，从而影响系统的稳定性，影响电子产品的性能和可靠性。

（二）电源正负极并联电容的预防措施

1、在设计电路时，应避免使用电源正负极并联电容，或者把使用限定在数量有限的范围内。

2、应严格控制电源正负极并联电容的电压，以免引起电荷冲洗。

3、结合实际，使用低电位电容法来取代电源正负极并联电容，以提高产品的可靠性。

4、定期检查电源正负极并联电容，及时更换过时的部件，以防损坏。

电力电容器-------并联电容器异常现象

用并联电容器补偿电网的无功功率是提高电压质量的主要措施，但由于在运行管理中技术防护措施不当，很可能产

生各种异常现象，造成电容器损坏，甚至造成意想不到的事故，威胁电网安全运行。

本节将对异常现象和故障原因进行分析，并指出预防措施。

一、电容器运行的异常现象及其预防措施

（一）由于感应电动机自傲所引起的异常现象

感应电动机额定功率因数一般仅为75%～80%，所以要用并联电容器改善其功率团数。如图5-1所示。当感应电动机和并联电容器直接在开关的负载测时，在开关断开后，电路内的电压不能立刻降为零，反而有所升高，需经一定

时间后才能减下来，这种现象称为自激现象。

图5-1电容器与电动机的连接

(a)电容器与单台电动机并联； (b)电容器与多台电动机并联

1．原因

产生自激现象的原因是电源开关断开后，已经充电的电容器对感应电动机放电，其放电电流起到了感应电动机励磁

电流的作用，使异步电动机变为异步发电机运行。

由于自激而产生的异常电压，不是在每台装有并联补偿电容器的电动机上都会发生的，而是与电动机的空载特性和电容器的补偿容量有关。图5－2表示电动机是否能发生自激现象的三种情况。

（1）不发生自激现象的情况（IC1＜I0）。当电容器补偿容量小于电动机的空载激磁容量时，电源断开后，电动机的

激磁电流由电容器的放电电流供给。t=0时，电容器上的电压U0=Un（电网额定电压），电动机由于惯性大致保持在

额定转速。由于电容器容量较小，电动机的端电压将根据其放电电流保持在一定值。在损耗及机械负载等因素的影

响下，电动机的转速降低，电容器和电动机的端电压沿着曲线1移至0点，如图 5－2（a）所示。

（2）自激的临界状态（IC2=I0）。当电容器的补偿容量等于电动机的空载激磁容量时，电源断开后，电容器的放电

电流IC2等于电动机的激磁电流I0，这时电动机的端电压将维持在电源断开前的电压水平。以后随着转速下降而降

低。与上述（1）的情况相似，如图5－2(b）所示。

在理性负载两端并联电容器，这是电网最常用的无功补偿办法，也是进步功率因数改善电压质量节能降损的有效措施。为满足电网和用电设备对电压质量的请求，依据无功负荷变化而投切适量的电容量。但是在电容器投运合闸霎时将产生幅值很大，频率很高的合闸涌流。若电容器接入处电网村谐波污染，由于电容器的容性阻抗特性，将对谐波电流起到放大作用。风险的过电流必将对电气设备产生不良影响，严重时常常还会形成设备的损坏。

为防止谐波对补偿安装的影响，则在电容器回路采用串联电抗器的措施，这既不影响电容器的无功补偿作用，又能抑止高次谐波。所以在补偿电容器回路串联电抗器，具有抑止高次谐波，限制合闸涌流的效果。

但是运转理论标明，电容器回路串联电抗器后，在无功补偿安装投运合闸时还可能产生过电压，以及电容器端电压升高和运用寿命缩短等负面影响，现就电容器回路串联电抗器的利和弊做些剖析。

1电容器回路串联电抗器的益处

1.1限制合闸涌流

无功补偿电容器在投运合闸霎时常常会产生冲击性合闸涌流，这是由于初次合闸的电容器处于未充电状态，流入电容器的电流仅受回路阻抗的限制。因该回路接近短路状态，回路阻抗很小，故而会产生很大冲击涌流。

GB50227—95《并联电容器安装设计标准》中合闸涌流的计算式为：

式中：

Ie——电容器组额定电流;

XC——电容器组一相容抗值

Xs——电容器组与电网间电抚值

Sd——合闸点系统的短路容量

Qc——电容器组容量

合闸涌流倍数

，K值时随合闸点短路容量的增大和电容器组容量的减小而增大，普通为3——10倍。

电容器组回路加装串联电抗器后的合闸涌流倍数为：

K值时随母线短路容量的增大，或电抗器感抗占电容器容抗的百分数的增加而大幅度减小，故而串联电抗器后能起到限制合闸涌流的作用。

1.2抑止高次谐波

当补偿电容器接入处电网存在谐波时，电容器对n次谐波的容抗降为XC/n，系统电感对n次谐波的感抗升为nxs。电网存在有n此谐波时，假如nxs=XC/n,则产生n次谐波谐振现象。其n次谐波电流与基波电流迭加后，使流过电容器电流骤增，其过电流将危及电容器的平安。此时，谐波电流在系统阻抗上产生的谐波电压与原电压迭加而产生过电压，此过电压将影响电容器运用寿命。

并联电容器的故障分析及解决措施

摘要：电力系统中，通过并联电容器进行无功补偿，这对电力系统稳定安全运行、改善电能质量、降低电能损耗、增加输配电能力发挥着重要作用，文章分析了国内外有关并联电容器的常见故障及解决措施。

关键词：并联电容器；故障分析；解决措施

引言：

电容器在现代科学技术及工业领域中的应用十分广泛，种类很多，并联电容器是目前用量最大的电力电容器。近年来，国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司的电网容量不断增加，电压等级的提高和输电距离的增加，无功补偿技术和补偿设备也有很快的发展，尤其是并联电容器装置有了更快的发展。并联电容器对补偿无功功率、提高功率因数、滤除谐波等方面起着重要作用，正是由于并联电容器的广泛应用，许多关键问题未研究透彻，从而埋下隐患。为了更好地掌握并联电容器的技术发展、存在问题及解决对策，防止在运行中发生事故造成不必要的损失，从而满足电力系统安全、经济和电压质量的要求。

1、运行中并联电容器的常见异常现象

并联电容器装置在运行中出现的异常情况比较多，也比较复杂，有的是设备自身质量问题，有的是外界因素造成的。异常运行问题如果不引起重视或者不予以及时处理，长期积累有些会影响装置的正常运行，甚至造成意想不到的事故。运行中并联电容器的常见异常现象及原因如表1：

2、外壳、支柱绝缘子和其他配件不定期清扫严重积尘；

2、并联电容器典型故障分析及防止措施

2.1投入电容器时产生的涌流及防止措施

投入电容器(组)时产生的合闸涌流是由于合闸投运的瞬间发生的暂态过程引起的一种冲击电流。电容器的投入涌流是一种持续时间很短的电流，由于涌流值需要与稳定电流相比较才有意义，因此通常不用涌流的电流值来描述涌流，而是用倍数来描述涌流，所谓涌流倍数就是涌流与稳定电流的比值。其波形如图a.

图a 涌流波形图

涌流的频率较高，可达几百到几千赫，幅值比电容器在正常工作时电流大几倍至几十倍，但衰减很快且持续时间很短，小于20ms。电容器投入分为两种情况：一是单独一组电容器投入；二是已经有并联电容器在运行，又投入一组电容器。