補(bǔ)償電容器故障原因分析

補(bǔ)償電容器故障原因分析1諧波的影響宜賓電網(wǎng)的諧波問題是比較突出的，1990年電科院曾將宜賓電網(wǎng)列為全國的諧波監(jiān)測點(diǎn)之一。一般認(rèn)為三次諧波在變壓器二次側(cè)的三角形接線中流通，不會(huì)進(jìn)入電容器組，因此，主要是抑制五次諧波及以上的諧波分量，由此而選用6%電容器組容抗量的串聯(lián)電抗器。但實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，變壓器的三角形結(jié)線不能完全消除三次諧波，不能阻止三次諧波穿越變壓器，主要是因?yàn)樽儔浩麟娫磦?cè)三相諧波分量不平衡，其次是變壓器二次側(cè)除電容器外還帶有諧波發(fā)生源的電力負(fù)荷，按前述所配置的6%串聯(lián)電抗器對于三次諧波仍然呈容性，三次諧波進(jìn)入電容器后將被放大，這對電容器組定有較大的影響。為此，為抑制三次諧波的一個(gè)辦法，根據(jù)計(jì)算裝設(shè)感抗為13%電容器容抗值的串聯(lián)電抗器，加大串聯(lián)電抗器的感抗，以阻止三次諧波進(jìn)入電容器，但這將使電容器的端電壓增高15%，這是正常運(yùn)行所不允許的。由此必須更換更高耐受電壓的電容器，這將增加較大投資。另一辦法是裝設(shè)三次諧波濾波器，它既可以減少諧波對電容器的影響又可以避免三次諧波侵入電網(wǎng)，同時(shí)使電網(wǎng)的電壓質(zhì)量得到改善。但是如果諧波來自變壓器的電源側(cè)電網(wǎng)，則三次諧波將穿越變壓器，通過濾波器后使諧波放大，這對電網(wǎng)電壓質(zhì)量及對變壓器運(yùn)行帶來不利影響。電容器允許的1.3(1.35)倍的額定電流下連續(xù)運(yùn)行，如果電容器裝有6%串聯(lián)電抗器來限制了五次及以上的諧波分量，那電容器中只通過基波及三次諧波，電容器中電流的有效值I=I1其中K=I3/I1。如果電容器中允許電流為額定基波電流的1.3倍，即I=1.3IL，則可求出K=27.7%，即只要三次諧波電流不超過其基波電流的27.7%。那末電容器就可正常安全運(yùn)行。實(shí)際運(yùn)行中測得的三次諧波分量一般都未超過27.7%，因此只要適當(dāng)調(diào)整電容器容量，在避開三次諧波的諧振條件下，使電容器通過的電流不超過其最大允許值，那末三次諧波就不會(huì)對電容器造成危害。至于發(fā)生突發(fā)故障時(shí)出現(xiàn)的諧波，由于其時(shí)間短暫，對這類諧波，只要電容器具有正常的絕緣強(qiáng)度和保護(hù)裝置，就不足以造成損壞。2滲漏電容器是全密封裝置，如果密封不嚴(yán)，空氣、水分和雜質(zhì)就可能進(jìn)入油箱內(nèi)部，造成極大危害，因此電容器是不允許發(fā)生油的滲漏。一般發(fā)生油滲漏的部位主要是油箱與套管的焊縫，發(fā)生滲漏的主要原因是焊接工藝不良。另外國內(nèi)制造廠對電容器作密封試驗(yàn)的要求不嚴(yán)格，試驗(yàn)是采用加熱到75℃保持2h的加熱試驗(yàn)而不是逐臺(tái)試驗(yàn)。相對照美國西屋公司是采用85℃8h加熱試驗(yàn)，法國西門子公司是采用95℃6h加熱試驗(yàn)。由于國外產(chǎn)品通過嚴(yán)格的試驗(yàn)，因此很少出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。套管滲油的部位一是根部法蘭，二是帽蓋和螺栓等焊口，滲漏的原因有加工工藝問題，也有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和人為的原因。螺栓與帽蓋應(yīng)該構(gòu)成整體，如焊接質(zhì)量差，對螺絲緊力時(shí)緊力稍大就會(huì)引起焊縫斷裂。變電站中多是采用硬母線聯(lián)接，溫度變化時(shí)母線溫度變化而膨脹和收縮，就會(huì)使螺桿受力，很容易將螺桿焊口拉開。此外，搬運(yùn)電容器如果是采用直接提套管的方法以及運(yùn)輸過程中包裝質(zhì)量不好，也會(huì)使套管的焊縫破裂而引起滲漏。3鼓肚鼓肚就是油箱膨脹。電容器油箱隨溫度變化發(fā)生少許鼓脹和收縮是正?，F(xiàn)象，但是當(dāng)內(nèi)部發(fā)生放電，絕緣油將產(chǎn)生大量氣體，而使箱壁變形，形成明顯的鼓肚現(xiàn)象。發(fā)生鼓肚的電容器已經(jīng)不能再用，而且不能修復(fù)，應(yīng)拆下更換新電容器。造成鼓肚的原因主要是產(chǎn)品質(zhì)量問題。過去絕緣紙、鋁箔質(zhì)量差，浸漬液不是吸氣性的電容器油，又沒經(jīng)過嚴(yán)格的凈化處理，加之在設(shè)計(jì)上追求比特性的指標(biāo)，工作場強(qiáng)選擇較高。這樣就造成低質(zhì)量的產(chǎn)品在高電場下運(yùn)行，以致發(fā)生大批電容器鼓肚、元件擊穿和熔絲動(dòng)作的故障。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查表明：電容器擊穿的部位多在電極的邊緣，拐角和引線與極板接觸處，以及元件出現(xiàn)折疊等部位，這些地方電場強(qiáng)度或電流密度較高，容易發(fā)生局部放電或熱燒傷絕緣。4絕緣不良絕緣不良電容器是在預(yù)防性試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的，其中一部份是電容值偏高。根據(jù)長期加熱加壓的壽命試驗(yàn)證明，電容值的變化是很小的。電容值的突然增高，只能認(rèn)為是部份電容元件擊穿短路，因?yàn)殡娙萜魇怯啥喽卧?lián)組成的，串聯(lián)段數(shù)減少，電容就會(huì)增高，部份元件發(fā)生斷線，電容值將會(huì)減少。另一部分絕緣不良的電容器是電介質(zhì)損失角過大。電容器長期運(yùn)行，介質(zhì)損失角將略有增加，但是成倍增長是不正常的現(xiàn)象。由于只有發(fā)生放電時(shí)，由于局部過熱才會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)損失過大的問題，因此，對待這些產(chǎn)品只能進(jìn)行更換。電極對油箱的絕緣強(qiáng)度是比較高的，但是由于工藝中的缺陷，例如在焊接過程中燒傷了元件與箱間的絕緣紙、引線未包好絕緣、油量不足、采用短尾套管、絕緣距離不夠、瓷套質(zhì)量不良等等，在試驗(yàn)過程中就可能發(fā)生放電和套管炸裂的故障。5炸裂電容器產(chǎn)生爆炸的根本原因是極間游離放電造成的極間擊穿短路。電容器要配置適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)熔絲，當(dāng)電容器發(fā)生擊穿短路時(shí)，熔絲將首先切斷電源，油箱就不會(huì)發(fā)生爆炸，并且可以避免著火和防止將鄰近電容器炸壞。星形結(jié)線的電容器組，由于故障電流受到限制也很少發(fā)生爆炸，因此單臺(tái)保護(hù)是很重要的，只要安秒特性配合適當(dāng)就可以防止油箱炸裂。6過電壓及外力破壞由于開關(guān)重燃引起的操作過電壓和系統(tǒng)諧振，曾經(jīng)損壞過一部份電容器，經(jīng)過設(shè)備配套完善化，這類故障已很少發(fā)生。此外因雷擊時(shí)，由于避雷器距離超過電容器組150m而沒有起到防雷保護(hù)作用，引起電容器套管閃絡(luò)，也會(huì)損壞電容器。因此，套管外絕緣強(qiáng)度如何，是否清潔等問題也是值得注意的。但總的來說，過電壓對電容器的威