《配電設備運行與檢修》課件-6.2 電力電容器的運行與檢修

6.2電力電容器的運行與檢修認識電力電容器1用于電力系統(tǒng)和電工設備的電容器。任意兩塊金屬導體，中間用絕緣介質隔開，即構成一個電容器。電容器電容的大小，由其幾何尺寸和兩極板間絕緣介質的特性來決定。作用：并聯(lián)在線路上，其主要作用是補償系統(tǒng)的無功功率，提高功率因數(shù)，從而降低電能損耗、提高電壓質量和設備利用。串聯(lián)電容器通常串聯(lián)在330kV及以上的超高壓線路中，其主要作用是從補償（減少）電抗的角度來改善系統(tǒng)電壓，以減少電能損耗，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。301認識電容器電力電容器電容器的分類2502電容器的分類按其安裝方式可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。按其運行的額定電壓可分為低壓和高壓兩類；按其相數(shù)可分為單相和三相兩種，除低壓并聯(lián)電容器外，其余均為單相；按其外殼材料可分為金屬外殼、瓷絕緣外殼、膠木筒外殼等電力電容器的分類02電容器的分類并聯(lián)電容器。原稱移相電容器。主要用于補償電力系統(tǒng)感性負荷的無功功率，以提高功率因數(shù)，改善電壓質量，降低線路損耗。串聯(lián)電容器。串聯(lián)于工頻高壓輸、配電線路中，用以補償線路的分布感抗，提高系統(tǒng)的靜、動態(tài)穩(wěn)定性，改善線路的電壓質量，加長送電距離和增大輸送能力。耦合電容器。主要用于高壓電力線路的高頻通信、測量、控制、保護以及在抽取電能的裝置中作部件用。斷路器電容器。原稱均壓電容器。并聯(lián)在超高壓斷路器斷口上起均壓作用，使各斷口間的電壓在分斷過程中和斷開時均勻，并可改善斷路器的滅弧特性，提高分斷能力。電力電容器按用途可分為8種：02電容器的分類電熱電容器。用于頻率為40～24000赫的電熱設備系統(tǒng)中，以提高功率因數(shù)，改善回路的電壓或頻率等特性。脈沖電容器。主要起貯能作用，用作沖擊電壓發(fā)生器、沖擊電流發(fā)生器、斷路器試驗用振蕩回路等基本貯能元件。直流和濾波電容器。用于高壓直流裝置和高壓整流濾波裝置中。標準電容器。用于工頻高壓測量介質損耗回路中，作為標準電容或用作測量高壓的電容分壓裝置.電力電容器按用途可分為8種：電容器的基本結構303電容器的基本結構基本結構：電容元件、浸漬劑、緊固件、引線、外殼和套管。03電容器的基本結構電容元件用一定厚度和層數(shù)的固體介質與鋁箔電極卷制而成。若干個電容元件并聯(lián)和串聯(lián)起來，組成電容器芯子。電容元件用鋁箔作電極，用復合絕緣薄膜絕緣。電容器內(nèi)部絕緣油作浸漬介質。在電壓為10kV及以下的高壓電容器內(nèi)，每個電容元件上都串有一熔絲，作為電容器的內(nèi)部短路保護。當某個元件擊穿時，其他完好元件即對其放電，使熔絲在毫秒級的時間內(nèi)迅速熔斷，切除故障元件，從而使電容器能繼續(xù)正常工作。03電容器的基本結構浸漬劑電容器芯子一般放于浸漬劑中，以提高電容元件的介質耐壓強度，改善局部放電特性和散熱條件。浸漬劑一般有礦物油、氯化聯(lián)苯、SF6氣體等。外殼、套管外殼一般采用薄鋼板焊接而成，表面涂阻燃漆，殼蓋上焊有出線套管，箱壁側面焊有吊攀、接地螺栓等。大容量集合式電容器的箱蓋上還裝有油枕或金屬膨脹器及壓力釋放閥，箱壁側面裝有片狀散熱器、壓力式溫控裝置等。接線端子從出線瓷套管中引出。03電容器的基本結構電容結構和型號額定電壓在1kV以下的稱為低壓電容器，1kV以上的稱為高壓電容器。1kV以下的電容器都做成三相、三角形連接線，內(nèi)部元件并聯(lián)，每個并聯(lián)元件都有單獨的熔絲；高壓電容器一般都做成單相，內(nèi)部元件并聯(lián)。外殼用密封鋼板焊接而成；芯子由電容元件串并聯(lián)組成，電容元件用鋁箔作電極，用復合絕緣薄膜絕緣。電容器內(nèi)衣絕緣油（礦物油或十二烷基苯等）作浸漬介質。03電容器的基本結構電容結構和型號額定電壓用kV表示：高壓的多為10.5kV、6.3kV、35kV等;低壓的為：0.23kV、0.4kV、0.525kV等03電容器的基本結構無功補償?shù)幕驹頍o論是工業(yè)負荷還是民用負荷，大多數(shù)均為感性。所有電感負載均需要補償大量的無功功率，提供這些無功功率有兩條途徑：一是輸電系統(tǒng)提供；二是補償電容器提供。由于輸電系統(tǒng)傳輸無功功率，將造成輸電線路及變壓器損耗的增加，降低系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。而由補償電容器就地提供無功功率，就可以避免由輸電系統(tǒng)傳輸無功功率，從而降低無功損耗，提高系統(tǒng)的傳輸功率。03電容器的基本結構無功補償?shù)幕驹頍o功功率是一種既不能作有功，但又會在電網(wǎng)中引起損耗，而且又是不能缺少的一種功率。在實際電力系統(tǒng)中，異步電動機作為傳統(tǒng)的主要負荷使電網(wǎng)產(chǎn)生感性無功電流；電力電子裝置大多數(shù)功率因數(shù)都很低，導致電網(wǎng)中出現(xiàn)大量的無功電流。無功電流產(chǎn)生無功功率，給電網(wǎng)帶來額外負擔且影響供電質量。因此，無功功率補償(以下簡稱無功補償)就成為保持電網(wǎng)高質量運行的一種主要手段之一。03電容器的基本結構無功補償?shù)幕驹韺嶋H做功的有功電流為：IR；補償前感性電流為：IL0；線路總電流為：I0；并聯(lián)電容器后，容性電流為:Ic；補償后線路感性電流減為：IL；補償后線路總電流為：I；如要將功率因數(shù)從cosφ1提高到cosφ2，需要的電容電流為：Ic=IL0-IL=IR(tgφ1-tgφ2)即:Q=P(tgφ1-tgφ2)電容器的運行維護404電容器的運行維護電容器的安裝1)補償電容器的搬運。①若將電容器搬運到較遠的地方，應裝箱后再運。裝箱時電容器的套管應向上直立放置。電容器之間及電容器與木箱之間應墊松軟物。②搬運電容器時，應用外殼兩側壁上所焊的吊環(huán)，嚴禁用雙手抓電容器的套管搬運。③在倉庫及安裝現(xiàn)場，不允許將一臺電容器置于另一臺電容器的外殼上。04電容器的運行維護電容器的安裝2)安裝補償電容器的環(huán)境要求。①電容器應安裝在無腐蝕性氣體及無蒸汽、沒有劇烈震動、沖擊、爆炸、易燃等危險場所。電容器室的防火等級不低于二級。②裝于戶外的電容器應防止日光直接照射。③電容器室的環(huán)境溫度應滿足制造廠家規(guī)定的要求一般規(guī)定為40℃。④電容器室裝設通風機時，進風口要開向本地區(qū)夏季的主要風向，出風口應安裝在電容器組的上端。進、排風機宜在對角線位置安裝。⑤電容器室可采用天然采光，也可用人工照明，不需要裝設采暖裝置。⑥高壓電容器室的門應向外開。04電容器的運行維護電容器的安裝3)安裝補償電容器的技術要求。①為了節(jié)省安裝面積，高壓電容器可以分層安裝于鐵架上，但垂直放置層數(shù)應不多于三層，層與層之間不得裝設水平層間隔板，以保證散熱良好。上、中、下三層電容器的安裝位置要一致，銘牌向外。②安裝高壓電容器的鐵架成一排或兩排布置，排與排之間應留有巡視檢查的走道，走道寬度應不小于1.5m。③高壓電容器組的鐵架必須設置鐵絲網(wǎng)遮欄，遮欄的網(wǎng)孔以3～4cm2為宜。04電容器的運行維護電容器的安裝04電容器的運行維護電容器的安裝04電容器的運行維護電容器的安裝04電容器的運行維護電容器的安裝④高壓電容器外殼之間的距離，一般應不小于10cm；低壓電容器外殼之間的距離應不小于50mm。⑤高壓電容器室內(nèi)，上下層之間的凈距不應小于0.2m；下層電容器底部與地面的距離應不小于0.3m。⑥每臺電容器與母線相連的接線應采用單獨的軟線，不要采用硬母線連接的方式，以免安裝或運行過程中對瓷套管產(chǎn)生應力造成漏油或損壞。⑦安裝時，電氣回路和接地部分的接觸面要良好。因為電容器回路中的任何不良接觸，均可能產(chǎn)生高頻振蕩電弧，造成電容器的工作電場強度增高和發(fā)熱損壞。04電容器的運行維護電容器的接線三相電容器內(nèi)部多為三角形接線，為獲得良好的補償效果，在電容器連接時，應將電容器分成若干組后再分別接到電容器母線上。每組電容器應能分別控制、保護和放電。電容器的接線方式（補償方式）分為低壓分散（或就地）補償、低壓集中補償、高壓補償幾種。圖中的電動機同時又是電容器的放電裝置。04電容器的運行維護電容器的接線低壓集中補償接線圖高壓補償接線圖04電容器的運行維護電容器運行的一般要求(1)電容器應有標出基本參數(shù)等內(nèi)容的制造廠銘牌。(2)電容器金屬外殼應有明顯接地標志，其外殼應與金屬架構共同接地。(3)電容器周圍環(huán)境無易燃、易爆危險，無劇烈沖擊和震動。(4)電容器應有溫度測量設備，可在適當部位安裝溫度計或貼示溫蠟片;一般情況下，環(huán)境溫度在40℃之間時，充礦物油的電容器允許溫升為50℃，充硅油的電容器允許溫升為55℃。(5)電容器應有合格的放電設備。04電容器的運行維護電容器運行的一般要求(6)允許過電壓。電容器組在正常運行時，可在1.1倍額定電壓下長期運行。對于瞬時過電壓，時間較短時根據(jù)過電壓時間限定過電壓倍數(shù)；一般過電壓持續(xù)1min時，可維持1.3倍額定電壓；持續(xù)5min時，可維持1.2倍額定電壓。(7)允許過電流，電容器組允許在1.3倍額定電流下長期運行。04電容器的運行維護電容器的投入和退出當功率因數(shù)低于0.9、電壓偏低時應投入電容器組；當功率因數(shù)趨近于1且有超前趨勢、電壓偏高時應退出電容器組。發(fā)生下列故障之一時，應緊急退出：連接點嚴重過熱甚至熔化；瓷套管閃絡放電；外殼膨脹變形；電容器組或放電裝置聲音異常；電容器爆炸；電容器冒煙、起火。04電容器的運行維護電容器的投入和退出(1)電力電容器組在接通前應用兆歐表檢查放電網(wǎng)絡。(2)接通和斷開電容器組時，必須考慮以下幾點：①當匯流排(母線)上的電壓超過1.1倍額定電壓最大允許值時，禁止將電容器組接入電網(wǎng)。②在電容器組自電網(wǎng)斷開后1min內(nèi)不得重新接入，但自動重復接入情況除外。③在接通和斷開電容器組時，要選用不能產(chǎn)生危險過電壓的斷路器，并且斷路器的額定電流不應低于1.3倍電容器組的額定電流。④電容器室的溫度超過正負40攝氏度范圍時。04電容器的運行維護操作電容器時的注意事項1）正常情況下，全站停電操作，應先拉開電容器短路器，后拉各出線斷路器；恢復送電時，順序相反。

2）事故情況下，全站停電后，必須將電容器的斷路器拉開。

3）并聯(lián)電容器組斷路器跳閘后，不準強送；熔絲熔斷后，未查明原因前，不準更換熔絲送電。

4）并聯(lián)電容器組，禁止帶電荷合閘；再次合閘時，必須在分閘3min后進行。

5）裝有并聯(lián)電阻的斷路器不準使用手動操作機構進行合閘。04電容器的運行維護電容器運行中的故障處理(1)當電容器噴油、爆炸著火時，應立即斷開電源，并用砂子或干式滅火器滅火。(2)電容器的斷路器跳閘，而熔絲未熔斷。應對電容器放電3min后，再檢查斷路器、電流互感器、電力電纜及電容器外部等情況。若未發(fā)現(xiàn)異常，則可能是由于外部故障或電壓波動所致，可以試投，否則應進一步對保護做全面的通電試驗。通過以上檢查、試驗，若仍找不出原因，則應拆開電容器組，并逐臺進行檢查試驗。但在未查明原因之前，不得試投運。(3)當電容器的熔絲熔斷時，應向值班調(diào)度員匯報，取得同意后，在切斷電源并對電容器放電后，先進行外部檢查，如套管的外部有無閃絡痕跡、外殼是否變形、漏油及接地裝置有無短路等，然后用搖表搖測極間及極對地的絕緣電阻值。如未發(fā)現(xiàn)故障跡象，可換熔絲繼續(xù)投入運行。如經(jīng)送電后熔絲仍熔斷，則應退出故障電容器。04電容器的運行維護電容器運行中的故障處理處理故障電容器應注意的安全事項：處理故障電容器應在斷開電容器的斷路器，拉開斷路器兩則的隔離開關，由于電容器組經(jīng)放電電阻(放電變壓器或放電PT)放電后，可能部分殘存電荷一時放不盡，仍應進行一次人工放電。放電時先將接地線接地端接好，再用接地棒多次對電容器放電，直至無放電火花及放電聲為止。盡管如此，在接觸故障電容器之前，還應戴上絕緣手套，先用短路線將故障電容器兩極短接，然后方動手拆卸和更換。04電容器的運行維護電容器的保護電力電容器的保護分為短路保護、過載保護、過壓保護(1)配備完善的保護裝置：容量在100kvr以下時，可用跌落式保險保護；100kvr~300kvr時，用采用負荷開關；300kvr以上時，用采用斷路器保護。過流保護起動電流≯2IN，每臺裝設管形熔斷器。(2)用合適的避雷器來進行大氣過電壓保護。(3)應裝放電裝置：高壓用電壓互感器，低壓用自放電電阻或白熾燈。要求高壓在5分鐘、低壓在1分鐘內(nèi)將電容器電壓降到65V以下。04電容器的運行維護電容器的保護(4)每個電容器上裝置單獨的熔斷器，熔斷器的額定電流應按熔絲的特性和接通時的涌流來選定，一般為1.5~2倍電容器的額定電流為宜。(5)電容器不允許裝設自動重合閘裝置。主要是因電容器放電需要一定時間，當電容器組的開關跳閘后，如果馬上重合閘，電容器是來不及放電的，在電容器中就可能殘存著與重合閘電壓極性相反的電荷，這將使合閘瞬間產(chǎn)生很大的沖擊電流，從而造成電容器外殼膨脹、噴油甚至爆炸。04電容器的運行維護電力電容器的維護和檢修滲漏油。滲漏油主要由產(chǎn)品質量不高或運行維護不周造成。應將滲油處除銹、補焊、涂漆，予以修復;嚴重滲油時應于更換。外殼膨脹。主要由電容器內(nèi)部分解出氣體或內(nèi)部部分元件擊穿造成。外殼明顯膨脹應更換電容器。溫度計高。主要由過電流(電壓過高或電源有諧波)或散熱條件差造成，也可能由介質損耗增大造成，應嚴密監(jiān)視，查明原因，作針對性的處理。如不能有效地控制過高的溫度，則應退出運行;如是電容器本身的問題，應予更換。04電容器的運行維護電力電容器的維護和檢修套管閃絡放電。主要由套管臟污或套管缺陷造成。如套管無損壞，放電僅由臟污成，應停電清掃，擦浄套管;如套管有損壞，應更換電容器。處理工作應停電進行。異常聲響。異常聲響由內(nèi)部故障造成。異常聲響嚴重時，應立即退出運行、并電更換電容器。電容器爆破。由內(nèi)部嚴重故障造成。應立即切斷電源，處理完現(xiàn)場后更換電容器熔絲熔斷。如電容器熔絲熔斷，不論是高壓電容器還是低壓電容器，均應查明原因，并作適當處理后再投入運行。否則，可能產(chǎn)生很大的沖擊電流。04電容器的運行維護電容器的巡視檢查日常巡視檢查的主要項目：

由運行值班人員進行。當有人值班時，每班檢查1次;無人值班時，每周檢查1次。其檢查時間是:夏季