安科瑞 鮑靜君

　　【摘要】煤層氣電冋運行以來開閉所的電力電容器頻繁發(fā)生故障，給煤層氣的生產(chǎn)帶來了很大的影響，也給水電廠對外服務(wù)的形象造成了不良的后果，電力電容器的故障雖然不能造成煤層氣供氣的中斷以及大面積的停電，但對壓縮機的正常運行以及經(jīng)濟運行造成的損失都是很大的，為此，須解決好這個難題，從根本上找出問題的所在，提出解決方案，并終予以實施。下面就電力電容器經(jīng)常發(fā)生故障的原因進行的分析和解剖，結(jié)合山西煤層氣電網(wǎng)的特提出整改方案。

　　【關(guān)鍵詞】：電力電容器；煤層氣；電壓；運行

　　0引言

　　水電廠山西煤層氣分廠的主要目標是為煤層氣分公司的煤層氣生產(chǎn)服好務(wù)，保證煤層氣電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行。由于山西特殊的地理結(jié)構(gòu)和環(huán)境特，使其對電網(wǎng)的整體維護造成了很大的不便和困難。電力電容器作為開閉所中壓縮機運行補償?shù)碾娖髟O(shè)備，對壓縮機的正常運行起到很大的作用卩-4。煤層氣電網(wǎng)現(xiàn)有10座10kV開閉所，壓縮機20臺，每一臺壓縮機都有電力電容器補償柜，它是保證煤層氣外輸加壓的必要設(shè)施，保證它的可靠運行就是提高了煤層氣的氣量外輸能力，所以，電力電容器的故障問題需要解決。

　　1煤層氣電網(wǎng)電力電容器的故障現(xiàn)象

　　1.1電容器制造原因及分析

　　由于電容器制造原因引起的故障大多是由于一些小的生產(chǎn)廠家靠貼牌大公司進入煤層氣電網(wǎng)來的。高壓電力電容器本體是由多個元器件組成的，由于原材料及制造工藝的等原因，介質(zhì)中可能存在雜質(zhì)、機械損傷、針孔、清潔度低等問題,造成電容器制造原因發(fā)生故障，這是由于水電廠山西煤層氣分廠建立之初，對入網(wǎng)的設(shè)施和設(shè)備進行的檢查和驗收中,不具備儀器儀表和校驗平臺，再加之當初有一些施工隊伍的技術(shù)手段比較落后,驗收不,造成個別不合格產(chǎn)品進入電網(wǎng)，從而引起故障的發(fā)生。樊三站開閉所電力電容器在投入運行后的故障，經(jīng)分析就是因為生產(chǎn)廠家為了降低成本，私自提高了設(shè)計場強，從而造成電力電容器本體故障。

　　1.2操作過電壓引起的電容器損壞

　　電力電容器對電壓是非常靈敏的，每一次的操作,都有可能引起電感一電容回路的震蕩過程，從而產(chǎn)生操作過電壓;在操作過程中，如果斷路器發(fā)生電弧重燃，這將引起強烈的電磁振蕩，出現(xiàn)更高的操作過電壓。這一過電壓的幅值，與被操作的電力電容器的容量大小有關(guān)系，也與斷路器電弧重燃時觸頭間的電位差有關(guān)。在實際測試的結(jié)果中，在投切10kV電力電容器組時，操作過電壓為正常值的1.5倍，沖擊電流大為6倍。由此可見,對電力電容器的操作所引起的過電壓是對其安全運行危害是大的。這種故障現(xiàn)象在煤層氣電網(wǎng)的10kV開閉所電力電容器以及35kV變電站電力電容器組中，還沒有發(fā)生過,因此引起的故障問題不作為分析和研究的重。

　　1.3溫度對電容器的影響分析

　　溫度對電力電容器的影響是非常大的，一般情況下，電容器工作時，其內(nèi)部介質(zhì)的溫度應(yīng)低于65℃高不超過70℃r,否則，就會造成過熱擊穿,或者發(fā)生電容器鼓肚現(xiàn)象。另外就是環(huán)境溫度的電容器影響，目前來說，我國設(shè)計的電容器周圍環(huán)境溫度一般在-25℃~40℃之間，環(huán)境溫度不超過40℃的要求，這在山西煤層氣電網(wǎng)中是很難做到的，一個是變電站和開閉所大都建在山坳里，四處是山，太陽直射；另一個就是為防止小動物進入和其他安全方面的要求，門窗嚴實，通風不好。

　　過高的環(huán)境溫度會使電容器在工作時所產(chǎn)生的熱量散不出去，使電容器進一步加熱,這樣，內(nèi)外雙重作用,加速了電容器溫度的上升,從而加劇了電容器各元器件的老化,就很容易造成電容器故障。樊五集氣站開閉所1#壓縮機補償柜內(nèi)電力電容器的鼓肚現(xiàn)象，經(jīng)分析就是這種原因造成的。起因為設(shè)備運行檢查人員在對樊五集氣站開閉所進行正常的檢查過程中，發(fā)現(xiàn)1#壓縮機補償柜內(nèi)電力電容器聲音異常,震動聲音較大,經(jīng)過運行方式的改變,進行停電檢查，發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)一部螺絲松動，緊固加強后，又對電容器進行了測試，發(fā)現(xiàn)A相電容器的電容量嚴重超標，其測試的主要結(jié)果如表1所列。

　　表1電容量檢測表

　　鑒于以上的測試結(jié)果，對照電力電容器運行規(guī)程的要求,得出結(jié)論是:該項電容器的電容量指標已經(jīng)嚴重超標,建議停止運行,進行更換。

　　1.4諧波對電容器的影響

　　當電網(wǎng)的電壓波形發(fā)生一些畸形的變化時，這些非正弦波形可以用數(shù)字分析的方法分成50Hz的基波和數(shù)倍于基波頻率的高次諧波，基波和高次諧波的疊加就是這個畸形的波形。對電容器來講，一般不存在偶次倍數(shù)的諧波，另外，中性不接地星形連接的電容組的相電流和三角型連接的電容器組的相電壓中，都不包括3次及其整數(shù)倍的諧波。因此，主要考慮5、7、11、13等次諧波的影響，在這些高次諧波中，以5次諧波的影響大，也是限制的重。高次諧波會使電容器產(chǎn)生過電流和過負荷，兩者超過的倍數(shù)并不一樣。同時，高次諧波電流所造成的電流波形畸變，遠比電壓波形畸變嚴重得多。再者，電容器對諧波電壓的反應(yīng)比較靈敏，在發(fā)生諧波共振的情況下,會造成電容器成倍的過負荷，嚴重地使電容器無法運行直至損壞心＞。

　　2電容器故障的對策

　　2.1電容器本體原因的對策

　　任何電器設(shè)備運行的質(zhì)量首先決定于本身的制造水平，因此，對電力電容器的交貨驗收以及正式投入運行前的測試尤為重要。另外就是選擇信譽度高、制造規(guī)模比較大、行業(yè)內(nèi)的產(chǎn)品。加強對產(chǎn)品廠家的考察和產(chǎn)品的抽查工作，從源頭上杜絕假冒、偽劣產(chǎn)品流入到正常的電網(wǎng)運行中；強化電容器等設(shè)備、設(shè)施的交接驗收和測試工作，一方面是到貨的初次驗收，另一方面是施工過程中的質(zhì)量控制和施工完成后的測試。

　　2.2操作過電壓的對策

　　雖然在煤層氣電網(wǎng)中沒有發(fā)現(xiàn)由于操作過電壓引起的電力電容器故障，但也應(yīng)加強這方面的預(yù)防工作，一方面煤層氣電網(wǎng)中的電力電容器都采用了真空斷路器來降低操作過電壓的影響，另一方面就是盡量減少電容器的投切次數(shù)。

　　2.3溫度影響的對策

　　對于溫度過高對電容器的影響，主要是增強電容器室內(nèi)的通風情況，為防止小動物進入室內(nèi)可以選用網(wǎng)狀的封堵方式，也可以增加一些降溫設(shè)施。再就是加強對設(shè)備的檢查次數(shù)和檢査頻率，增長開門通風的時間。

　　2.4諧波影響的對策

　　對于系統(tǒng)中有諧波源，并且影響到電容器安全運行時，應(yīng)首先對用戶采取相應(yīng)的有關(guān)措施來降低高次諧波分量，主要有:增加整流器的相數(shù)、限制大型整流器在電網(wǎng)中的連接容量、采用調(diào)諧電抗器、微電感電阻和濾波電容器等制成高次諧波濾波裝置。其次應(yīng)考慮由于電網(wǎng)系統(tǒng)中諧波的存在,所采取的方法，目前來說,方法就是在電容器回路中串聯(lián)電抗器，現(xiàn)在煤層氣電網(wǎng)中35kV變電站和10kV開閉所的電容器回路都串聯(lián)接入了電抗器，效果非常明顯。

　　3安科瑞AZC/AZCL智能集成式電容器介紹

　　3.1產(chǎn)品概述

　　AZC/AZCL系列智能電容器是應(yīng)用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新一代無功補償設(shè)備。它由智能測控單元，晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，線路保護單元，兩臺共補或一臺分補低壓電力電容器構(gòu)成?？商娲Ｒ?guī)由熔絲、復(fù)合開關(guān)或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導線連接而組成的自動無功補償裝置。具有體積更小，功耗更低，維護方便，使用壽命長，可靠性高的特，適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)對無功補償?shù)母咭蟆?/p>

　　AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數(shù)、頻率、電容器路數(shù)及投切狀態(tài)、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內(nèi)部晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，自動尋找投入（切除），實現(xiàn)過零投切，具有過壓保護、缺相保護、過諧保護、過溫保護等保護功能。

　　3.2產(chǎn)品選型

　　AZC系列智能電容器選型：

AZCL系列智能電容器選型：

　　3.3產(chǎn)品實物展示

AZC系列智能電容模AZCL系列智能電容模塊

安科瑞無功補償裝置智能電容方案

　　4結(jié)束語

　　電力電容器的故障與本身的制造質(zhì)量及其控制、電網(wǎng)的運行參數(shù)、電網(wǎng)的運行狀態(tài)、外部的環(huán)境等因素有關(guān),正確分析故障，提出注意的問題和改進的方法,進而減少或杜絕故障的發(fā)生，更好地提高功率因素。降低電能損失、減少設(shè)備損壞，提高煤層氣電網(wǎng)的運行可靠性，提升水電廠的服務(wù)形象,為進一步開拓新的供電服務(wù)市場創(chuàng)響水電品牌。