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电力电容器故障及危害

2014-12-5 14:59| 编辑:电工学习网| 查看: 10010| 评论: 0

   电力系统中广泛应用并联电容器实现对系统无功功率的补偿,用以提高功率因数和进行电压调节。与同步调相机相比,并联电容器投资省、安装快、运行费用低。
    随着高压大容量晶体管技术的发展和微机电容器自动投切装置的应用,并联电容器的调节特性大大改善,电容器在电力系统得到更加广泛的应用。
    1. 电容器的故障及其危害:
    (1)内部故障(最常见也是最重要保护目标)
    电力电容器的每一相是由许多电容器并联组成的。
    运行中由于涌流、系统电压升高或操作过电压等原因电容器中绝缘比较薄弱的电容元件有可能首先击穿,并使与之并联的电容元件被短路,导致与它们串联的电容元件上电压升高,并可能引起连锁反应造成更多电容元件的相继击穿。
    同时,由于部分电容器的击穿,使电容器的电流增大并持续存在,电容器内部温度将增高,绝缘介质将分解产生大量气体,导致电容器外壳膨胀变形甚至爆炸。有的电容器内部在电容元件上串有熔断器,元件损坏时将被熔断器切除。
    在电容器外部一般也装有熔断器,电容器内部元件严重损坏时,外部熔断器将电容器切除。不论内部或外部熔断器,它切除故障部分,保证无故障电容元件和电容器继续运行。
    当切除部分电容时,必将造成其他电容上电压和电流的重新分配,发展到一定程度,其他电压过高和电流过大的电容也将损坏,由此可能发展成为更严重故障,故除熔断器保护外电容器组必须装设内部故障保护。
    (2)端部故障
    在变电站中,电容器被连接成单星形、双星形或三角形等电容器组接入一次系统。
    在电容器组的回路中相应的一次设备有断路器、隔离开关、串联电抗器、放电线圈、避雷器、电流互感器电压互感器等,这些设备的绝缘子套管以及相互连接的引线由于绝缘的损坏将造成相间短路,产生很大的短路电流,在短路回路中产生很大的力和热的破坏作用。
    (3)系统异常
    系统异常是指过电压、失压和系统谐波。
    IEC(International Electrotechnical Commission,国际电工委员会)标准和我国国家标准规定,电容器长期运行的工频过电压不得超过1.1倍额定电压。电压过高将导致电容器内部损耗增大(电容器的损耗与电压平方成正比)并发热损坏。严重过电压还将导致电容器的击穿。
系统失压本身不会损坏电容器,但是在系统电压短暂消失或供电短时中断时,可能发生下列现象使电容器发生过电压和过电流而损坏:
    (1)电容器组失压后放电未完毕又随即恢复电压使电容器组带剩余电荷合闸,产生很大的冲击电流和瞬时过电压,使电容器损坏。
    (2)变电站失压后恢复送电时若空载变压器和电容器同时投入,LC电路空载投入的合闸涌流将使电容器受到损坏。
    (3)变电站失压后恢复送电时可能因母线上无负载而使母线电压过高造成电容器过电压。
    2. 电容器的保护配置
    (1)对电容器组和断路器之间连接线的短路,可装设带有短时限的电流速断和过电流保护,动作于跳闸。
    (2)对电容器内部故障及其引出线短路,宜对每台电容器分别装设专用的熔断器。
    (3)当电容器组中故障电容器切除到一定数量,引起电容器端电压超过110%额定电压,保护应将断路器断开,对不同接线的电容器组,可采用不同的保护方式。
    (4)电容器组的单相接地保护。
    (5)对电容器组的过电压应装设过电压保护,带时限动作于信号或跳闸。
    (6)对母线失压应装设低电压保护,带时限动作于信号或跳闸。
    (7)对于电网中出现的高次谐波有可能导致电容器过负载时,电容器组宜装设过负载保护,带时限动作于信号或跳闸。

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