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摘要：并联电容器装置作为目前应用最广泛的无功补偿方式，在降低变压器和线路损耗、提高功率因数方面发挥了重要作用。然而由于谐波的存在，电容器在补偿感性无功的同时可能导致谐波放大，甚至会发生系统谐振，导致电容器组的损坏。因此在本文之中，主要是针对了并联电容器的故障以及应对的措施作出了全面的分析研究，同时也是在这个基础之上提出了下文当中的一些内容，希望能够给与在相同行业之中进行工作的人员提供出一定价值的参考。
关键词：并联；电容器故障；对策；分析
1导言
电力电容器作为系统的无功补偿装置，能有效减少系统的无功输出，提高电网的输送能力，在电力系统的安全运行中发挥着重要作用。同时，电容器的损坏会造成电网无功不足，影响电网的安全、经济运行。并联电容器装置是电网设备的重要组成部分，其安全运行涉及结构材料、工艺质量、保护配置以及运行维护等全过程管理。近期发生的一起电容器外壳爆裂、起火的严重故障，再次提醒我们对于电容器安全管理的重要性的认识。
2并联电容器常见故障分析
高压并联电容器组的故障主要分为电容器组本体故障和附属设备故障。根据对已上报的电容器组缺陷进行分析汇总可知，我公司电容器故障主要表现为不平衡保护动作、电容量超标、熔断器熔断、本体或熔断器发热、串联电抗器故障等。
2.1不平衡保护动作
电容器单元的内部元件损坏后，将引起并联电容器组内电压分布和电流分布发生变化，导致电容器组某部位出现不平衡电压或不平衡电流。不平衡保护一般与电容器组的内外熔丝配合使用，作为电容器组的第一级或第二级主保护。某220kV变电站中，10kV电容器组配置的是北京四方公司生产的CSC-221B保护装置，其采用的保护功能为三相式不平衡电流保护，电容器单元采用外熔丝保护。当电容器单元发生故障时，外熔丝将熔断切除故障，使电容器组缺相运行，导致不平衡电流产生，当不平衡电流达到整定值时，不平衡保护将动作切除整组电容器组。另外，当由于外熔丝质量不合格或整定值设置不合理等原因，故障电容器单元未被切除时，不平衡保护将作为后备保护动作，将整组电容器组切除。
2.2电容量超标
电容量超标主要由以下原因导致：一是电容器组本身制造工艺，如电容器芯子卷绕圈数、聚合温度不符合要求。二是长时间运行导致电容器组绝缘下降。三是电容器单元内部熔丝熔断，切断故障元件，导致电容量不平衡。
2.3熔断器发热或熔断
熔断器作为高压并联电容器的单台保护，其主要作用是切除故障电容器单元，从而确保其他电容器不受影响。然而近几年来，熔断器发热一直是造成电容器故障的主要原因。如果处理不及时，易引起熔丝过热熔断，造成电容器故障停运。根据焦耳定律以及欧姆定律可知，当流过电容器的电流恒定时，接触电阻大是引起发热的主要原因。导体接触电阻与导体的材料性质、接触形式、接触压力、接触面积以及加工情况有关。经分析，熔断器发热主要有以下几个部位：一是熔断器接头与电容器铝排连接处。由于螺丝紧固不良，导致熔断器接头与电容器铝排连接处接触面积小、接触压力小、接触电阻大而发热。二是熔丝上端与熔断器接头处。由于内外螺纹匹配不良，致使熔丝上端与熔丝座间留有间隙，接触压力小且接触面为铜铝接触面，接触电阻大而发热。三是熔丝过渡连接处。此处由于压接不良，接触压力小，压接处接触电阻大而发热。
2.4本体或触点严重过热
电容器组本体发热主要是由于过载运行所造成。当加载在电容器两端的电压超过其额定电压时，电容器处于超电压运行状态，这将导致电容器本体发热，严重时更会爆炸烧毁。其次，电容器触点发热主要表现在电容器母排连接点上。与熔断器发热原理类似，造成母排连接点发热的主要原因是连接点的接触电阻值过大，主要包括以下两方面：一是连接螺栓的紧固力度不够大。在安装电容器时，由于需要大量连接螺栓，若紧固螺栓时力度不够，会使螺栓出现松动进而致使电容器接触不良，以致在运行时出现发热现象。二是铜铝连接处出现氧化锈蚀现象。铜和铝的连接点容易发生锈蚀，这也会导致电容器接触电阻增大，从而引起发热。因此，可在连接点处安装铜铝过渡片。同时，在进行端子连接时应先用砂纸对出现的氧化锈蚀部位进行打磨，并在接触面上涂上一层导电性能好的防腐材料，减轻连接处的腐蚀现象。
2.5串联电抗器故障
在电容器回路中，串联电抗器的作用是限制合闸涌流和抑制高次谐波电流。当电抗器发生故障时，会直接影响电容器的安全运行。2015年1月，某变电站就发生过一起因电抗器匝间短路而造成故障烧毁，导致电容器不能继续运行的事故。下面将对常见的电抗器故障进行分析。
2.5.1电抗器铁芯温度过高
造成电抗器铁芯温度高的原因一般有两个，一是运行时系统中的谐波电流通过串联电抗器使铁芯损耗加大而发热；二是铁芯设计与制作上采用了劣质硅钢片，导致铁损增大，损耗超标，温度过高。
2.5.2电抗器线圈运行温度过高
对于干式铁芯电抗器，其绝缘材料的温升数值应是在1.35倍额定电流下进行温升试验所得。若设定为低于1.35倍额定电流下的温升值，将导致当系统电压稍高或系统无功过补时出现温升过高现象。温度过高则会加剧绝缘材料老化，降低绝缘电抗器的耐压能力，长期积累甚至会烧坏线圈。
2.5.3电抗器线圈绝缘损坏导致匝间短路
造成电抗器绝缘损坏的原因有以下几种：一是在并联电容器投切时，瞬间产生的过电流和过电压对电抗器线圈造成很大的冲击，使其绕组绝缘过热损坏。二是并联电容器在合闸过程中产生的合闸涌流以及系统中的高次谐波会形成串联谐振，导致电容器及电抗器上产生很高的过电压，对其绝缘造成很大的损害。三是高压断路器在分合电容器时瞬间产生的过电压，或开关断开后两相重燃产生更高的过电压，都会导致电抗器绕组匝间绝缘遭到很大损害，严重时更会毁线圈。
3建议
一是生产厂家应进一步加强对电容器产品质量控制，防止发生成极间击穿引发恶性事故。二是认真执行设备全过程的反事故措施，对诸如避雷器等保护措施应严格按照反措要求配置。三是对电容器组的接线和布置宜根据实际情况校核。尤其对5%及以上电抗率的电容器装置，应核算串联电抗率是否满足缺台运行要求。四是同时作为保护用的放电线圈，宜在二次侧设置击穿保险装置。五是运行人员应每月对电容器组及其附属设备进行定期巡视，检查电容器壳体、瓷套管是否有渗漏油现象，并利用红外成像仪对其进行全面测温，实时掌握设备状态六是检修班组应定期对电容器及其附属设备开展检查维修工作，包括紧固螺栓，处理锈蚀部件，检查外熔断器工作状况，对于发热严重或有烧红痕迹的熔断器及时进行更换，清扫电容器外壳及其绝缘子部件等等。
4结论
总之，供配电系统中并联电容器的投入与退出要与电力负荷匹配，避免在电力系统负荷容性负载下运行。电容器的工作环境温度应低于40℃，当现场温度过高时应采取通风降温措施。代换的并联电容器与原电容器电压规格要一致，当采用高电压等级的电容器代换低电压等级的电容器时，应重新核算电容器的实际容量。投切电容器的接触器应该采用专用容性负载接触器。电容器安装、运输、储存、运行过程中均应避免法兰和接线端子受力，以防止电容器组件法兰受损，导致其渗漏油故障。
参考文献：
[1]张越.一例10kV并联电容器装置故障的分析与建议[J].中国设备工程,2016,(07):69-70+72.
[2]刘冰,郗力强.一起并联电容器的故障分析及应对措施[J].电力电容器与无功补偿,2014,35(05):81-85.