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电气百科:高压电容器损坏的常见故障

文章来源:【互联网】 作者:【*】 点击:次 时间:2018/6/13 16:57:57

高压电容器运行电压可以反映出变电所母线系统电压的状况,并直接影响电容器的寿命和出力功能。高压电容器内部在运行中的有功功率损耗主要由介质损失和导体电阻损失两部分组成,而其中的介质损失占高压电容器总有功功率损耗的98%以上。高压电容器介质损耗会直接影响电容器的运行温度,可用下式表示:

Pr= Qctgδ=ωCU2tgδ·10-3

式中Pr为高压电容器的有功功率损耗;Qc为高压电容器的无功功率;tgδ为高压电容器的介质损失角正切值;ω为电网角频率;C为高压电容器的电容率;U为高压电容器的运行电压。

由公式可知,高压电容器有功功率损耗与无功功率同高压电容器运行电压的平方成正比;随着运行电压的增高,高压电容器的有功功率损耗会迅速增加,进而温度升高的速度也会增加,游离增大,导致电容器的绝缘寿命降低。另外,因高压电容器连续运行的过电压一般定为额定电压的1.10倍,当电容器长时间处于过电压下运行时,会导致电容器产生过电流而损坏;所以,高压电容器组建需要安设完善的过电压保护装置。

电网高次谐波引起的过电流

当电网中的谐波电流流入电容器,就会叠加在高压电容器的基波电流上,使其运行电流增大,同时也会使高压电容器基波电压上的峰电压有效值增大。如果电容器容抗与系统感抗相匹配,会对高次谐波产生放大作用而产生过电流和过电压,引起电容器内部绝缘介质局部放电,使电容器产生鼓肚、熔丝群爆等故障。

电容器所接母线失压

如果电容器在运行中突然失去电压,可能会导致变电所电源侧瞬时跳闸或主变压器断开。若电容器在电源合闸或备用电源自动投入使用时未被移除,可能会导致电容器带负荷产生过电压而损坏。另外,当变电所失去电压恢复时不拆除电容器,可能会产生谐振过电压,使变压器或电容器损坏。因此,电容器应设置失压保护装置,保证电容器在所接母线失压后可靠动作,又可在母线电压恢复正常后可靠接入。

断路器操作产生的过电压

电容器断路器多采用真空断路器,当断路器合闸时,断路器触头可能会发生弹跳现象而产生过电压。虽然由此产生的过电压峰值较低,对电容器的影响也不大,但由于电容器年投切次数在千次以上,且断路器断开时可能引发击穿电容器的过电压,因此,必须采取有效的保护措施来限制断路器操作产生的过电压。

运行温度过高

由于温度升高10℃,电容器容量下降速度就会加快一倍;如果电容器长期处于高电场与高温下运行,会引起绝缘介质老化和介质损失增大,进而导致电容器内部快速升温而发热,是电容器寿命降低,甚至导致电容器产生热击穿而损坏。按规程规定,如果环境温度超过30℃,电容器外壳温度超过50℃,应开启通风装置降温,当环境温度超过40℃时,应立即停止电容器运行。因此,为防止电容器因运行温度过高而损坏,应设置温度监控装置随时监控制电容器的运行温度,并采用强制通风装置改善电容器的散热条件,使电容器产生的热量以对流和辐射的方式散发出来。

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