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生故障，給煤層氣的生產帶來了很大的影響，也給水電廠對外服務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常發生故障的原因進行的分析和解剖，結合山西煤層氣電網的特提出整改方案。

　　【關鍵詞】：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服好務，保證煤層氣電網安全、可靠、經濟運行。由于山西特殊的地理結構和環境特，使其對電網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的電器設備，對壓縮機的正常運行起到很大的作用卩-4。煤層氣電網現有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煤層氣電網電力電容器的故障現象

　　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廠家靠貼牌大公司進入煤層氣電網來的。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，介質中可能存在雜質、機械損傷、針孔、清潔度低等問題,造成電容器制造原因發生故障，這是由于水電廠山西煤層氣分廠建立之初，對入網的設施和設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手段比較落后,驗收不,造成個別不合格產品進入電網，從而引起故障的發生。樊三站開閉所電力電容器在投入運行后的故障，經分析就是因為生產廠家為了降低成本，私自提高了設計場強，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，從而產生操作過電壓;在操作過程中，如果斷路器發生電弧重燃，這將引起強烈的電磁振蕩，出現更高的操作過電壓。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系，也與斷路器電弧重燃時觸頭間的電位差有關。在實際測試的結果中，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。這種故障現象在煤層氣電網的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，其內部介質的溫度應低于65℃高不超過70℃r,否則，就會造成過熱擊穿,或者發生電容器鼓肚現象。另外就是環境溫度的電容器影響，目前來說，我國設計的電容器周圍環境溫度一般在-25℃~40℃之間，環境溫度不超過40℃的要求，這在山西煤層氣電網中是很難做到的，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。

　　過高的環境溫度會使電容器在工作時所產生的熱量散不出去，使電容器進一步加熱,這樣，內外雙重作用,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#壓縮機補償柜內電力電容器的鼓肚現象，經分析就是這種原因造成的。起因為設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，發現1#壓縮機補償柜內電力電容器聲音異常,震動聲音較大,經過運行方式的改變,進行停電檢查，發現柜內一部螺絲松動，緊固加強后，又對電容器進行了測試，發現A相電容器的電容量嚴重超標，其測試的主要結果如表1所列。

　　表1電容量檢測表

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

　　1.4諧波對電容器的影響

　　當電網的電壓波形發生一些畸形的變化時，這些非正弦波形可以用數字分析的方法分成50Hz的基波和數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生過電流和過負荷，兩者超過的倍數并不一樣。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比較靈敏，在發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

　　任何電器設備運行的質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、制造規模比較大、行業內的產品。加強對產品廠家的考察和產品的抽查工作，從源頭上杜絕假冒、偽劣產品流入到正常的電網運行中；強化電容器等設備、設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

　　雖然在煤層氣電網中沒有發現由于操作過電壓引起的電力電容器故障，但也應加強這方面的預防工作，一方面煤層氣電網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。

　　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的通風情況，為防止小動物進入室內可以選用網狀的封堵方式，也可以增加一些降溫設施。再就是加強對設備的檢查次數和檢査頻率，增長開門通風的時間。

　　2.4諧波影響的對策

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

　　3安科瑞AZC/AZCL智能集成式電容器介紹

　　3.1產品概述

　　AZC/AZCL系列智能電容器是應用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節省能源、降低線損、提高功率因數和電能質量的新一代無功補償設備。它由智能測控單元，晶閘管復合開關電路，線路保護單元，兩臺共補或一臺分補低壓電力電容器構成。可替代常規由熔絲、復合開關或機械式接觸器、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，適應現代電網對無功補償的更高要求。

　　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、頻率、電容器路數及投切狀態、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內部晶閘管復合開關電路，自動尋找投入（切除），實現過零投切，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結束語

　　電力電容器的故障與本身的制造質量及其控制、電網的運行參數、電網的運行狀態、外部的環境等因素有關,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生，更好地提高功率因素。降低電能損失、減少設備損壞，提高煤層氣電網的運行可靠性，提升水電廠的服務形象,為進一步開拓新的供電服務市場創響水電品牌。