泵站無功功率補償電容器柜故障原因分析及運行維護
杜修瑞
（邳州市水務局,江蘇 邳州 225600）
摘 要:本文介紹了泵站無功補償電容器柜的一般結構和操作程序，分析了并聯電容器的故障原因和處理措施，為泵站運行維護提供了可以借鑒的經驗。
關鍵詞:無功補償 并聯電容器 運行
為提高泵站功率因素，改善電壓質量，在泵站中廣泛采用并聯電容器進行無功功率補償，以實現降損節能。采用并聯電容器補償與其它補償方式相比，其優點是：無旋轉部分，運行費用低，投資省，安裝簡單，切投方便靈活，電容器組利用率高。缺點是：無功功率――電壓特性差，使用壽命短（使用年限15年左右），對短路的穩定性差，切除后有殘留電荷。
由于并聯電容器的絕緣介質承受高電場強度，加上制造、安裝、使用上的問題，并聯電容器運行中發生滲漏油、鼓肚、爆炸、起火的故障現象非常多。如何保證并聯電容器運行的安全性和可靠性，已成為泵站電氣維護工作中十分重要的問題。本文根據無功補償電容器柜的構成，淺析泵站并聯電容器故障損壞的原因，并提出運行維護措施。
一、泵站無功補償電容器裝置的構成
以泵站常用的低壓無功補償電容器柜為例介紹無功補償裝置，低壓無功補償并聯電容器組一般采用三角形接線方式，低壓并聯電容器裝置接線（如圖一）宜裝設下列配套元件：
1、總回路刀開關和分回路交流接觸器或功能相同的其他元件；
2、操作過電壓保護用避雷器；
3、短路保護用熔斷器；
4、過載保護用熱繼電器；
5、限制涌流的限流線圈；
6、放電器件；
7、諧波含量保護器、自動投切控制器、保護元件、信號和測量表記等配套器件。
當采用的交流接觸器具有限制涌流功能和電容器柜有諧波超值保護時，可不裝設相應的限流線圈和熱繼電器。
低壓并聯電容器裝置應采用自動投切方式，應具有防止保護跳閘時誤合電容器組的閉鎖功能，并根據運行需要應具有的控制、調節、閉鎖、聯絡和保護功能；應設改變投切方式的選擇開關。
二、電容器柜的運行操作
為了保證泵站配電設備和電容器的安全運行，電容器柜的操作應遵循下列原則：
1、正常情況下泵站停電操作時，應先斷開電容器組的開關，后斷開其它各路開關；恢復送電時操作與上述相反。全站停電后必須將電容器組開關斷開。這是因為母線無負荷，母線電壓可能很高，有可能超過電容器的允許運行電壓，對電容器的絕緣不利。另外，電容器組有可能與空載變壓器發生共振，引起電流保護動作。
2、電容器組禁止帶電荷投入運行。在交流電路中，如果電容器帶有電荷投入運行，電容器有可能承受二倍左右的額定電壓峰值，甚至更高。這對電容器的絕緣有害，同時會造成很大的沖擊電流，使得保護設備動作或熔斷器熔斷。因此，在電容器組切除后必須等待電荷消失后才允許重新投入運行。電容器組切斷后的殘余電荷一般在1分鐘左右可放盡。所以規定電容器組重新投入運行時，要在其退出運行后5分鐘進行。
3、電容器開關跳閘后不允許強行試送。電容器開關跳閘后，應根據動作情況進行判斷，然后依次檢查電容器開關，電流互感器、電纜及各臺電容器確無故障時，表明是外部故障造成母線電壓波動所致的，才可以試送。否則，應對保護設備做全面電氣試驗，或拆開電容器組逐臺進行試驗，未查明原因前不得試送。
4、當發生下列情況之一，應立即將電容器柜退出運行
（1）電容器爆炸；
（2）接頭嚴重過熱；
（3）發生嚴重放電閃絡；
（4）電容器嚴重噴油或起火；
（5）環境溫度超過
三、電容器柜在運行中應檢查的事項
電容器柜在運行過程中應作下列項目檢查：
1、電容器運行時的電流不應超過額定電流的1.3倍。否則應將電容器組退出運行，以防電容燒壞。
2、電容器組應在額定電壓下運行，不超過額定電壓值的1.05倍，但亦允許在額定電壓的1.1倍下運行4小時，超過此值應退出運行。
3、電容器室的環境溫度不應超過
4、保持室內通風干燥，相對濕度不應大于80%。
5、檢查電容器有無外殼鼓肚、噴油及滲油等現象。
6、電容器外殼應清潔，部件應完整，引出端銅桿、瓷套管等不應松動，瓷套管應無裂紋、脫釉等現象。
7、電容器外部是否有放電痕跡，內部是否有放電聲或其它異常響聲。
8、檢查接頭是否發熱，接地是否牢靠。
四、電容器運行中的故障現象分析及處理
（一）、并聯電容器的故障判斷及原因分析
1、滲漏油。并聯電容器滲漏油是一種常見的異常現象，其原因是多方面的，主要是出廠產品質量不良；運行維護不當；長期運行缺乏維修導致外皮生銹腐蝕而造成電容器滲漏油。
2、電容器外殼膨脹。高電場作用下使得電容器內部的絕緣(介質)物游離而分解出氣體或部分元件擊穿電極對外殼放電等原因，使得電容器內部壓力增大，導致電容器的外殼膨脹變形，這是運行中電容器故障的征兆，應及時處理，避免故障擴大。
3、電容器溫升高。主要原因是電容器過電流和通風條件差造成的。如電容器室設計、安裝不合理造成的通風不良；電容器長時間過電壓運行造成電容器的過電流、整流裝置產生的高次諧波使電容器過電流等等。此外，電容器內部元件故障，介質老化、介質損耗增大都可能導致電容器溫升過高。電容器溫升高影響電容器的壽命也有導致絕緣擊穿使電容器短路的可能。因此，運行中應嚴格監視和控制電容器室的環境溫度，如果采取措施后仍然超過允許溫度時，應立即停止運行。
4、電容器瓷瓶表面閃絡放電。運行中電容器瓷瓶閃絡放電，其原因是瓷絕緣有缺陷，表面臟污，因此運行中應定期進行清掃檢查，對污穢地區不宜安裝室外電容器。
5、異常聲響。電容器在正常運行情況下無任何聲響。因為電容器是一種靜止電器又無勵磁部分不應該有聲音，如果運行中，發現有放電聲或其它不正常聲音說明電容器內部有故障應立即停止運行。
6、電容器爆破。運行中電容器爆破是一種惡性事故，一般在內部元件發生極間或對外殼絕緣擊穿時，與之并聯的其他電容器將對該電容器釋放很大的能量，這樣就會使電容器爆炸以致引起火災。
（二）、并聯電容器的故障處理方法
1、電容器外殼滲、漏油不嚴重可將外殼滲、漏處除銹、焊接、涂漆。
2、外殼膨脹應更換電容器。
3、如室溫過高，應改善通風條件，如系電容器問題應更換電容器。
4、應定期檢查、清掃。
5、注意觀察，嚴重時，應立即停止電容器運行，更換電容器。
6、電容器爆破，應予更換。
（三）、處理并聯電容器故障時注意事項
1、要設專人監護；
2、要確認故障電容已停電，并確保不會誤送電；
3、必須對電容做反復、充分地人工放電，保證確無殘余電荷。且操作時必須戴絕緣手套；
4、特點注意人體始終保持對周圍帶電體的安全距離；
5、處理事故時，應先拉開電容器組的斷路器及上下隔離開關，如果采用熔斷器保護，應取下。
6、在處理以氯化苯為介質的故障電容時，必須帶防毒口罩和橡膠手套。
五、結束語
節能減排是我國經濟建設中的一項重大政策，提高功率因數可以在一定程度上節約電能，減少用戶電費支出。所以，在泵站的運行過程中要按規程操作無功補償電容器柜，加強對無功補償并聯電容器柜的監控和維護，發現設備故障和安全隱患要及時處理，確保設備運行的安全性和可靠性，充分發揮并聯電容器無功補償設備的功能和效益。
