《配电设备运行与检修》课件-6.2 电力电容器的运行与检修

6.2电力电容器的运行与检修认识电力电容器1用于电力系统和电工设备的电容器。任意两块金属导体，中间用绝缘介质隔开，即构成一个电容器。电容器电容的大小，由其几何尺寸和两极板间绝缘介质的特性来决定。作用：并联在线路上，其主要作用是补偿系统的无功功率，提高功率因数，从而降低电能损耗、提高电压质量和设备利用。串联电容器通常串联在330kV及以上的超高压线路中，其主要作用是从补偿（减少）电抗的角度来改善系统电压，以减少电能损耗，提高系统的稳定性。301认识电容器电力电容器电容器的分类2502电容器的分类按其安装方式可分为户内式和户外式两种。按其运行的额定电压可分为低压和高压两类；按其相数可分为单相和三相两种，除低压并联电容器外，其余均为单相；按其外壳材料可分为金属外壳、瓷绝缘外壳、胶木筒外壳等电力电容器的分类02电容器的分类并联电容器。原称移相电容器。主要用于补偿电力系统感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗。串联电容器。串联于工频高压输、配电线路中，用以补偿线路的分布感抗，提高系统的静、动态稳定性，改善线路的电压质量，加长送电距离和增大输送能力。耦合电容器。主要用于高压电力线路的高频通信、测量、控制、保护以及在抽取电能的装置中作部件用。断路器电容器。原称均压电容器。并联在超高压断路器断口上起均压作用，使各断口间的电压在分断过程中和断开时均匀，并可改善断路器的灭弧特性，提高分断能力。电力电容器按用途可分为8种：02电容器的分类电热电容器。用于频率为40～24000赫的电热设备系统中，以提高功率因数，改善回路的电压或频率等特性。脉冲电容器。主要起贮能作用，用作冲击电压发生器、冲击电流发生器、断路器试验用振荡回路等基本贮能元件。直流和滤波电容器。用于高压直流装置和高压整流滤波装置中。标准电容器。用于工频高压测量介质损耗回路中，作为标准电容或用作测量高压的电容分压装置.电力电容器按用途可分为8种：电容器的基本结构303电容器的基本结构基本结构：电容元件、浸渍剂、紧固件、引线、外壳和套管。03电容器的基本结构电容元件用一定厚度和层数的固体介质与铝箔电极卷制而成。若干个电容元件并联和串联起来，组成电容器芯子。电容元件用铝箔作电极，用复合绝缘薄膜绝缘。电容器内部绝缘油作浸渍介质。在电压为10kV及以下的高压电容器内，每个电容元件上都串有一熔丝，作为电容器的内部短路保护。当某个元件击穿时，其他完好元件即对其放电，使熔丝在毫秒级的时间内迅速熔断，切除故障元件，从而使电容器能继续正常工作。03电容器的基本结构浸渍剂电容器芯子一般放于浸渍剂中，以提高电容元件的介质耐压强度，改善局部放电特性和散热条件。浸渍剂一般有矿物油、氯化联苯、SF6气体等。外壳、套管外壳一般采用薄钢板焊接而成，表面涂阻燃漆，壳盖上焊有出线套管，箱壁侧面焊有吊攀、接地螺栓等。大容量集合式电容器的箱盖上还装有油枕或金属膨胀器及压力释放阀，箱壁侧面装有片状散热器、压力式温控装置等。接线端子从出线瓷套管中引出。03电容器的基本结构电容结构和型号额定电压在1kV以下的称为低压电容器，1kV以上的称为高压电容器。1kV以下的电容器都做成三相、三角形连接线，内部元件并联，每个并联元件都有单独的熔丝；高压电容器一般都做成单相，内部元件并联。外壳用密封钢板焊接而成；芯子由电容元件串并联组成，电容元件用铝箔作电极，用复合绝缘薄膜绝缘。电容器内衣绝缘油（矿物油或十二烷基苯等）作浸渍介质。03电容器的基本结构电容结构和型号额定电压用kV表示：高压的多为10.5kV、6.3kV、35kV等;低压的为：0.23kV、0.4kV、0.525kV等03电容器的基本结构无功补偿的基本原理无论是工业负荷还是民用负荷，大多数均为感性。所有电感负载均需要补偿大量的无功功率，提供这些无功功率有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。由于输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高系统的传输功率。03电容器的基本结构无功补偿的基本原理无功功率是一种既不能作有功，但又会在电网中引起损耗，而且又是不能缺少的一种功率。在实际电力系统中，异步电动机作为传统的主要负荷使电网产生感性无功电流；电力电子装置大多数功率因数都很低，导致电网中出现大量的无功电流。无功电流产生无功功率，给电网带来额外负担且影响供电质量。因此，无功功率补偿(以下简称无功补偿)就成为保持电网高质量运行的一种主要手段之一。03电容器的基本结构无功补偿的基本原理实际做功的有功电流为：IR；补偿前感性电流为：IL0；线路总电流为：I0；并联电容器后，容性电流为:Ic；补偿后线路感性电流减为：IL；补偿后线路总电流为：I；如要将功率因数从cosφ1提高到cosφ2，需要的电容电流为：Ic=IL0-IL=IR(tgφ1-tgφ2)即:Q=P(tgφ1-tgφ2)电容器的运行维护404电容器的运行维护电容器的安装1)补偿电容器的搬运。①若将电容器搬运到较远的地方，应装箱后再运。装箱时电容器的套管应向上直立放置。电容器之间及电容器与木箱之间应垫松软物。②搬运电容器时，应用外壳两侧壁上所焊的吊环，严禁用双手抓电容器的套管搬运。③在仓库及安装现场，不允许将一台电容器置于另一台电容器的外壳上。04电容器的运行维护电容器的安装2)安装补偿电容器的环境要求。①电容器应安装在无腐蚀性气体及无蒸汽、没有剧烈震动、冲击、爆炸、易燃等危险场所。电容器室的防火等级不低于二级。②装于户外的电容器应防止日光直接照射。③电容器室的环境温度应满足制造厂家规定的要求一般规定为40℃。④电容器室装设通风机时，进风口要开向本地区夏季的主要风向，出风口应安装在电容器组的上端。进、排风机宜在对角线位置安装。⑤电容器室可采用天然采光，也可用人工照明，不需要装设采暖装置。⑥高压电容器室的门应向外开。04电容器的运行维护电容器的安装3)安装补偿电容器的技术要求。①为了节省安装面积，高压电容器可以分层安装于铁架上，但垂直放置层数应不多于三层，层与层之间不得装设水平层间隔板，以保证散热良好。上、中、下三层电容器的安装位置要一致，铭牌向外。②安装高压电容器的铁架成一排或两排布置，排与排之间应留有巡视检查的走道，走道宽度应不小于1.5m。③高压电容器组的铁架必须设置铁丝网遮栏，遮栏的网孔以3～4cm2为宜。04电容器的运行维护电容器的安装04电容器的运行维护电容器的安装04电容器的运行维护电容器的安装04电容器的运行维护电容器的安装④高压电容器外壳之间的距离，一般应不小于10cm；低压电容器外壳之间的距离应不小于50mm。⑤高压电容器室内，上下层之间的净距不应小于0.2m；下层电容器底部与地面的距离应不小于0.3m。⑥每台电容器与母线相连的接线应采用单独的软线，不要采用硬母线连接的方式，以免安装或运行过程中对瓷套管产生应力造成漏油或损坏。⑦安装时，电气回路和接地部分的接触面要良好。因为电容器回路中的任何不良接触，均可能产生高频振荡电弧，造成电容器的工作电场强度增高和发热损坏。04电容器的运行维护电容器的接线三相电容器内部多为三角形接线，为获得良好的补偿效果，在电容器连接时，应将电容器分成若干组后再分别接到电容器母线上。每组电容器应能分别控制、保护和放电。电容器的接线方式（补偿方式）分为低压分散（或就地）补偿、低压集中补偿、高压补偿几种。图中的电动机同时又是电容器的放电装置。04电容器的运行维护电容器的接线低压集中补偿接线图高压补偿接线图04电容器的运行维护电容器运行的一般要求(1)电容器应有标出基本参数等内容的制造厂铭牌。(2)电容器金属外壳应有明显接地标志，其外壳应与金属架构共同接地。(3)电容器周围环境无易燃、易爆危险，无剧烈冲击和震动。(4)电容器应有温度测量设备，可在适当部位安装温度计或贴示温蜡片;一般情况下，环境温度在40℃之间时，充矿物油的电容器允许温升为50℃，充硅油的电容器允许温升为55℃。(5)电容器应有合格的放电设备。04电容器的运行维护电容器运行的一般要求(6)允许过电压。电容器组在正常运行时，可在1.1倍额定电压下长期运行。对于瞬时过电压，时间较短时根据过电压时间限定过电压倍数；一般过电压持续1min时，可维持1.3倍额定电压；持续5min时，可维持1.2倍额定电压。(7)允许过电流，电容器组允许在1.3倍额定电流下长期运行。04电容器的运行维护电容器的投入和退出当功率因数低于0.9、电压偏低时应投入电容器组；当功率因数趋近于1且有超前趋势、电压偏高时应退出电容器组。发生下列故障之一时，应紧急退出：连接点严重过热甚至熔化；瓷套管闪络放电；外壳膨胀变形；电容器组或放电装置声音异常；电容器爆炸；电容器冒烟、起火。04电容器的运行维护电容器的投入和退出(1)电力电容器组在接通前应用兆欧表检查放电网络。(2)接通和断开电容器组时，必须考虑以下几点：①当汇流排(母线)上的电压超过1.1倍额定电压最大允许值时，禁止将电容器组接入电网。②在电容器组自电网断开后1min内不得重新接入，但自动重复接入情况除外。③在接通和断开电容器组时，要选用不能产生危险过电压的断路器，并且断路器的额定电流不应低于1.3倍电容器组的额定电流。④电容器室的温度超过正负40摄氏度范围时。04电容器的运行维护操作电容器时的注意事项1）正常情况下，全站停电操作，应先拉开电容器短路器，后拉各出线断路器；恢复送电时，顺序相反。

2）事故情况下，全站停电后，必须将电容器的断路器拉开。

3）并联电容器组断路器跳闸后，不准强送；熔丝熔断后，未查明原因前，不准更换熔丝送电。

4）并联电容器组，禁止带电荷合闸；再次合闸时，必须在分闸3min后进行。

5）装有并联电阻的断路器不准使用手动操作机构进行合闸。04电容器的运行维护电容器运行中的故障处理(1)当电容器喷油、爆炸着火时，应立即断开电源，并用砂子或干式灭火器灭火。(2)电容器的断路器跳闸，而熔丝未熔断。应对电容器放电3min后，再检查断路器、电流互感器、电力电缆及电容器外部等情况。若未发现异常，则可能是由于外部故障或电压波动所致，可以试投，否则应进一步对保护做全面的通电试验。通过以上检查、试验，若仍找不出原因，则应拆开电容器组，并逐台进行检查试验。但在未查明原因之前，不得试投运。(3)当电容器的熔丝熔断时，应向值班调度员汇报，取得同意后，在切断电源并对电容器放电后，先进行外部检查，如套管的外部有无闪络痕迹、外壳是否变形、漏油及接地装置有无短路等，然后用摇表摇测极间及极对地的绝缘电阻值。如未发现故障迹象，可换熔丝继续投入运行。如经送电后熔丝仍熔断，则应退出故障电容器。04电容器的运行维护电容器运行中的故障处理处理故障电容器应注意的安全事项：处理故障电容器应在断开电容器的断路器，拉开断路器两则的隔离开关，由于电容器组经放电电阻(放电变压器或放电PT)放电后，可能部分残存电荷一时放不尽，仍应进行一次人工放电。放电时先将接地线接地端接好，再用接地棒多次对电容器放电，直至无放电火花及放电声为止。尽管如此，在接触故障电容器之前，还应戴上绝缘手套，先用短路线将故障电容器两极短接，然后方动手拆卸和更换。04电容器的运行维护电容器的保护电力电容器的保护分为短路保护、过载保护、过压保护(1)配备完善的保护装置：容量在100kvr以下时，可用跌落式保险保护；100kvr~300kvr时，用采用负荷开关；300kvr以上时，用采用断路器保护。过流保护起动电流≯2IN，每台装设管形熔断器。(2)用合适的避雷器来进行大气过电压保护。(3)应装放电装置：高压用电压互感器，低压用自放电电阻或白炽灯。要求高压在5分钟、低压在1分钟内将电容器电压降到65V以下。04电容器的运行维护电容器的保护(4)每个电容器上装置单独的熔断器，熔断器的额定电流应按熔丝的特性和接通时的涌流来选定，一般为1.5~2倍电容器的额定电流为宜。(5)电容器不允许装设自动重合闸装置。主要是因电容器放电需要一定时间，当电容器组的开关跳闸后，如果马上重合闸，电容器是来不及放电的，在电容器中就可能残存着与重合闸电压极性相反的电荷，这将使合闸瞬间产生很大的冲击电流，从而造成电容器外壳膨胀、喷油甚至爆炸。04电容器的运行维护电力电容器的维护和检修渗漏油。渗漏油主要由产品质量不高或运行维护不周造成。应将渗油处除锈、补焊、涂漆，予以修复;严重渗油时应于更换。外壳膨胀。主要由电容器内部分解出气体或内部部分元件击穿造成。外壳明显膨胀应更换电容器。温度计高。主要由过电流(电压过高或电源有谐波)或散热条件差造成，也可能由介质损耗增大造成，应严密监视，查明原因，作针对性的处理。如不能有效地控制过高的温度，则应退出运行;如是电容器本身的问题，应予更换。04电容器的运行维护电力电容器的维护和检修套管闪络放电。主要由套管脏污或套管缺陷造成。如套管无损坏，放电仅由脏污成，应停电清扫，擦浄套管;如套管有损坏，应更换电容器。处理工作应停电进行。异常声响。异常声响由内部故障造成。异常声响严重时，应立即退出运行、并电更换电容器。电容器爆破。由内部严重故障造成。应立即切断电源，处理完现场后更换电容器熔丝熔断。如电容器熔丝熔断，不论是高压电容器还是低压电容器，均应查明原因，并作适当处理后再投入运行。否则，可能产生很大的冲击电流。04电容器的运行维护电容器的巡视检查日常巡视检查的主要项目：

由运行值班人员进行。当有人值班时，每班检查1次;无人值班时，每周检查1次。其检查时间是:夏季