變電站電容器防擊穿設計研究范文

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摘要:電力電容器是變電站的重要核心組成元件之一，承擔著電力系統無功調節的重要作用，電力電容器能否正常運行會影響電力系統的安全性、穩定性以及整個電網的運行質量。在實際的運行過程中，經常會受多種因素影響發生電容器被擊穿損壞事故。文章主要就電力電容器運行過程中發生擊穿后如何改行進行了闡述，重點討論了電力電容器改進運行的原理和方案以及改造效果。

關鍵詞:電力電容器;防擊穿;改進設計

隨著我國國民經濟的快速增長，社會對電力的需求不斷提升，電力工業異軍突起。煤礦是用電大戶，電力系統的穩定運行對煤礦安全生產意義重大。在變電站的電力設備中，電容器是其重要組成部分，隨著電力系統中投運的電容器數量逐漸增加，受運行因素和其他原因影響，電力電容器經常會出現被擊穿的現象，對電力系統運行安全以及工作人員人身安全造成威脅。本文分析了變電站電力電容器運行情況并進行改進，對于保障電力系統的穩定運行和煤礦用戶的安全生產有著現實意義。

1電容器擊穿的原因分析

由于電力電容器長期處于運載狀態，經常會受到電網中各種非正常因素引起的過電流對電容器的沖擊;當系統中電壓、電流超越電容器的額定值時，將導致電容器內部介質損耗增加，造成過熱加速絕緣老化，嚴重時會造成擊穿。綜合近年來變電站電容器被擊穿的案例分析，主要原因有以下幾種:1)制造工藝不良，使用中絕緣損壞下降，造成電容器內部原件擊穿;2)電容器密封不良和漏油;3)操作不當，帶電荷合閘;4)電容器組的布置和接線方式存在缺陷。通過分析總結，前兩個原因均屬于制造工藝問題，只能通過使用過程中及時巡查和維護避免。第三個原因為操作問題，可以通過加強培訓規范操作避免。第四個原因屬于電容器布置連接設計問題，需要引起供電部門高度重視。本文著重從電容器的布置和連接方式進行探討。

2改進方案

2．1改進前電容器組的布置和接線方式

以某集團公司35kV變電站為例，該變電站擔負該集團公司南北供電網聯系任務。該站的正常運行直接影響到礦井安全生產。2016年7月該站2號電容器2段跳閘，對2號電容器2段進行再合閘操作，均再次跳閘，顯示保護電路保護跳閘，停電對電容柜進行檢查，發現電容器損壞擊穿。圖1為原來電容器的布置和接線方式，由圖1可知，電容器組每相采用5只電容為389uF的電容器串聯，每個電容器耐壓為800V，串聯后耐壓共為4000V左右，總容量為77．8uF。通過電抗變壓器L接成星星接線，分合采用高壓接觸器C并入6kV主回路，保護采用電壓互感器B作為取樣，一次為星星接線，電壓互感器B一次的星點和電容器、電抗器星點相連，在正常工作狀態下，電容器、電抗器星點和電壓互感器B星點都為零。電壓互感器B二次無輸出J不動作，J1閉合控制為典型的啟、保、停工作方式;C得電，電容器正常工作。當三相電容器任意一相發生短路或開路、電容容量偏移超過額定值時，使L星點偏移同時電壓互感器B的星點不為零，電壓互感器B二次為典型的開口三角，當電壓互感器B不為零，電壓互感器B二次有電壓輸出，電壓繼電器J動作，使J1點斷開，高壓接觸器釋放，從而保護電容器不至于故障擴大。

2．2改進方案

電容器發生故障后，首先切斷高壓電源、進行驗電、放電、掛接地線，并對電容器進行放電，確保設備電容器不帶電方可進行檢修作業，工作前先斷開220V控制電源，檢查控制部分是否工作正常，正常情況下接觸器C應該是按Q保持、按T斷開，如不正常應檢查接觸器二次控制回路。如果以上工作正常，并且在帶電合閘時J跟著動作，說明故障出現在電容器、電抗變壓器、電壓互感器等線路上，應重點檢查電壓互感器和電容器，檢查電容器最好使用電容表進行，可以準確測量出每個電容器的容量，經認真檢查，確定出被擊穿的電容器，并測量出其它電容器的容量。由于5個電容器串聯沒有采用任何均壓措施，當電容器容量發生老化容量改變后，每個電容器所承受的電壓不相等，從而使容量變小的承受電壓較高而擊穿損壞。根據對故障的分析，確定改進方案如下:1)將原來低電壓電容器串聯方式改進為高電壓電容并聯，電容器采用4只BAM6．6/310021．92型電容器，電壓為6．6kV，額定容量100kVar，電容容量21．92uF的高壓電容器4組并聯。通過使用高電壓電容并聯后，電抗器L接成星形連接，保留采用高壓接觸器C并入6kV主回路，如圖2所示。既滿足了電壓要求，又提升電容器耐壓，同時克服了電容器受壓不均。2)加裝微機自動投切控制單元，加裝“自動/手動”轉換開關及分合按鈕，方便現場操作。

3結語

經過以上的改進，彌補了系統的缺陷，克服了檢修過程中無法解決的問題，解決了電容器易被擊穿的故障，提高了礦井的供電安全，給安全生產提供了保障，在保證設備正常運行下還能節約整體更換電容器的費用。如果用整體更換方案大約需要投入資金140萬元，采用本改進方案，只需用整體更換方案十分之一的資金，既節約成本，又提高效率，有一定的推廣應用價值。

作者：李志華 單位：潞安環能股份公司