电容器的运行维护及倒闸操作.docx

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电容器的运行维护及倒闸操作

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电容器的运行维护及倒闸操作

电容器的运行维护及倒闸操作

1、无功补偿的目的与效果

a）无功补偿的目的（简单来说无功补偿就是减低损耗）

电网中的电气设备比如变压器、电动机等属于既有电感又有电阻的电感性负载，电感性负载的电压和电流的相位存在着一个相位差，相位差的余弦COSΦ就是功率因数。

这个数据是电能利用程度及用电管理的一个重要技术指标

b）无功补偿的分类

2、无功补偿的配置原则

电力系统无功补偿应按照“统一规划，分级补偿，就地平衡”的原则。

无功补偿一般都在10kV电压等级及400V电压等级的补偿。

没有110kV加装的补偿。

也就是说。

电容器没有110kV电压的。

只有10kV和400V。

400V一般都安装在用户。

假设一个工厂投产。

我们会根据他的负荷要求加装多少的无功补偿装置

3、电容器的分类

电容器、调相机。

付照片

由于电容器是静止的设备运行维护简单、消耗能量小且无噪声等优点，比调相机应用的更为广泛。

现在的电网中应该是没有采用调相机作为无功补偿运行。

介绍调相机的历史

提供无功功率的两个途径。

一是由输电系统提供，二是由补偿电容器提供。

由补偿电容器就地提供无功功率可以避免有输电系统提供无功功率，从而减低无功损耗提高系统的传输公里数。

按照制作工艺分为纸膜电容器和金属化电容器

按照布置方式分为集合式电容器和分散式电容器。

（付照片）分解说明其结构和特点

1、分散式。

2、集合式。

按照接线方式分为单星型和双星型（付照片或图形）

也分为有熔丝和没有熔丝的两种形式（付照片或图形）

4、电容器的组成

a）串联电抗器

i.作用：

ii.运行注意事项（发热）

iii.重迭安装时，底层每只瓷瓶应单独接地，且不应形成闭合回路，其余瓷瓶不接地；

iv.三相单独安装时，底层每只瓷瓶应独立接地；

v.支柱绝缘子的接地线不应形成闭合环路；

b）放电线圈电力电容器组必须有可靠的放电装置，并且正常投入运行。

高压电容器断电后在5s内应将剩余电压降到50伏以下。

i.作用

c）避雷器

i.作用

d）电容器

i.作用

e）刀闸及接地刀闸

i.几种接线形式的刀闸及地刀配置

f）固定式围网

i.翔安变的围网事件

g）行程开关

i.作用

ii.注意事项（防潮，震动，围网门变形）

h）熔丝

5、电容器的几种接线形式

a）单星型（附主接线图）

b）双星型

6、电容器的保护配置

a）过流保护

i.保护范围在电容器与电流互感器之间。

当保护范围内故障由过流保护跳开断路器，将故障切除

b）过压保护

c）不平衡电压保护

i.对于若干个电容器并列串联的电容器，正常运行时由于三相平衡，开口三角电压为0，电压继电器不动作，当电容器内部故障及引出线短路时，装设在每个电容器的熔断器在短路电流的作用下熔断，将故障电容器切除.此时三相容抗不平衡，中性点出现偏移电压。

电压继电器动作后断路器跳闸将故障切除。

d）差压保护（实际上是差流保护）

i.针对双星型的接线

ii.动作原理

e）电容器的定值单

7、电容器的运行与维护

对电容器的巡视检查很重要的。

a）运行监视

i.温度的监视（一般靠自然冷却）

ii.电压的监视；

iii.电流的监视：

电流基本上变化不大。

但电容器组三相电流的差别不应超过+-5%，当超过这个限度时，应查明原因，进行处理。

iv.电力电容器组必须有可靠的放电装置，并且正常投入运行。

高压电容器断电后在5s内应将剩余电压降到50伏以下。

b）电容器的巡视检查

巡视检查项目有

i.运行时注意监视运行电压

ii.外壳膨胀

iii.电容器内部有无异常声音

iv.熔丝时候熔断

v.放电装置是否良好，放电指示灯是否熄灭

vi.各处接点有无发热

vii.套管清洁，无裂纹，无闪络放电

viii.连接线松动，烧伤，过热

ix.通风装置时候良好（室内温度高）

x.外壳接地良好

xi.保护装置的运行是否正常。

c）电容器的投入和退出

i.根据无功负荷潮流或负载功率因素及电压的情况来决定

ii.当母线电压超过额定电压的1.1倍，或电流超过1.3倍或室外环境稳定超过规定值时应将其退出

iii.当电容器发生以下情况必须立即退出

1.爆炸

2.起火

3.瓷套管发生严重放电闪络

a）名词解释：

瓷套管、放电闪络

4.接头严重发热或熔化

5.严重声音异常

a）延伸出巡视电气设备的方法：

看，听，闻，摸，想

6.外壳严重膨胀，“鼓肚”是局部放电所致

iv.电容器操作的注意事项

1.正常情况下全停操作时应先拉开电容器，后拉开其他断路器，恢复送电时相反。

2.事故情况下，全站停电后必须将电容器的断路器断开。

3.电容器断路器跳闸后，不准强送；保护熔丝熔断后，未查明原因前，不准更换熔丝。

使用电容表测电容量

4.电力电容器组的断路器第一次合闸不成功，必须待5分钟后再进行第二次合闸，事故处理亦不得例外。

5.全站停电及母线系统停电操作时，应先拉开电力电容器组断路器，再拉开各馈路的出线断路器。

全站恢复供电时，应先合各馈路的出线断路器，再合电力电容器组断路器，禁止空母线带电容器组运行。

8、电容器的事故处理

a）处理原则：

保证人生设备的安全，限制事故的发展，尽快恢复送电

b）几种常见事故介绍

i.着火（厦禾变电容器室着火）

ii.熔丝熔断（林尾变电容器熔丝熔断）。

10kV单相接地或谐振时较容易发生失地。

iii.接头发热

iv.中性点接地（厦门局事故案例，一个电容器经常跳闸）

v.绝缘沥青烧熔（叶厝变电抗器沥青烧熔）

vi.新变电站投产后电容器投入会发生谐振

vii.电容表的使用

9、电容器的倒闸操作

a）操作准备

b）操作使用工具（放电棒）

c）操作注意事项

i.使用合格且电压正确的验电器

ii.注意中性点必须装设接地线

iii.注意刀闸是否操作到位

iv.电容器必须逐个多次放电

d）电容器操作票的填写

为什么补偿电容器组禁止带电荷合闸

在交流电路中，如果电容器带有电荷时再次合闸，则可能使电容器承受两倍以上额定电压的峰值，这对电容器是有害的。

同时，也会造成很大的冲击电，有时使熔丝熔断或断路器跳闸。

因此，电容器组每次拉闸之后，必须随即进行放电，待电荷消失后再行合闸。

从理论上讲，电容器的放电要无穷大时才能放完，但实际上只要放电电阻选得合适，那么1rain左右即可满足要求。

所以运行规程中规定：

电容器组每次重新合闸，必须在电容器组断开3min后进行，以利安全

电容器合闸涌流的分析

在电网运行中,因大量非线性负载的投运,吸取电网的无功造成功率因数下降。

为减少电网电压损失,降低电能损耗,改善电压质量,提高电网的功率因数,而采取无功补偿。

为使电网无功补偿能取得最佳的综合效益,应遵循:

全面规划,合理布局,分级补偿,就地平衡的原则。

常用补偿方法是并联电容器进行无功补偿,并按电网功率因数情况,投切电容器组,以提高电网的功率因数。

但是,在电容器组投入运行后,过电压保护装置动作使断路器跳闸,电容器不能正常运行,所以电容器组投运合闸时产生的涌流问题值得重视。

1）合闸涌流的产生电网运行中当出现功率因数下降时,必将并联补偿电容器组投运,但在电容器合闸投运瞬间即产生合闸涌流。

这是因为电容器第一次合闸投运的瞬间,电容器是处于未充电状态,其流入电容器的电流,只受其回路阻抗的限制。

由于此时回路状态接近于短路,回路的阻抗很小,因此,当电容器投运合闸的瞬间将产生很大的冲击合闸涌流流入电容器。

涌流最大值发生在电容器合闸瞬间。

如果当电容器切除退出运行后未经充分放

电再次合闸,则合闸产生的涌流为未充电状态时合闸涌流的2倍。

因为电容器刚切除,仍处于带电状态下把电容器再次合闸投运,又刚好处于系统电压与充（

合闸涌流的产生

１合闸涌流的产生

农网运行中为提高功率因数，而将电容器投运，在合闸投运瞬间即产生合闸涌流。

因为在电容器第一次合闸投运瞬间，电容器处于未充电状态，其流入电容器的电流，只受其回路阻抗的限制。

由于该时回路状态接近于短路，回路的阻抗很小，因此将产生很大的冲击合闸涌流流入电容器。

涌流最大值发生在合闸瞬间。

如在电容器切除退出运行后，未经充分放电再次合闸，则合闸产生的涌流为未充电状态时合闸涌流的２倍。

因为电容器切除仍处于带电状态下，把电容器再次投运，又刚好处于系统电压与充电电压大小相等、方向相反，所以合闸涌流较大。

为避免带电合闸，电容器切除退出运行后，必须经过充分放电之后，才可重新合闸运行。

电容器合闸瞬间产生涌流的倍数与投入电容器的容量和安装地点的短路容量有关。

如果电容器在较大短路容量电路中，电路电感较小，则涌流的幅值较大且频率较高。

实测表明：

电容器的合闸涌流为电容器额定电流的５～１５倍，其振荡频率为２５０～４００ＨＺ，电容器合闸产生过电压约为相电压的２～３倍。

２合闸涌流的危害

电容器合闸瞬间产生的合闸涌流，其持续时间短，约在几毫秒内就可降低到无害程度。

一般电容器产生的合闸涌流都小于现代开关设备允许的最大合闸涌流。

虽然合闸涌流衰减快，但对某些开关特性差，合闸速度慢，在合闸过程中，当触头尚未闭合就产生击穿电弧，使合闸电流急剧上升，严重时将产生很大电流，再加之振荡频率很高，使开关内部产生很大机械应力和震动，使开关损坏。

此外，频率很高的涌流，通过电流互感器时，可能会使互感器一次线圈的绝缘遭受损坏。

尤其是变化较大的电流互感器，由于其一次线圈匝数较多，可能产生较大的感应电压，从而破坏一次线圈的层间绝缘，使电流互感器损坏。

为此，必须采取措施限制合闸涌流。

３合闸涌流的限制

通过电容器的电流不仅与电源电压有关，而且与频率有关。

当电源电压波形发生畸变，高次谐波电压施加电容器之内，因谐波频率高，则电容器的容抗就小，通过电容器电流就大。

另外，通过电容器的电流还与电容量有关，当电容量增大，容抗减少，通过电流增大。

所以当投入电容器容量很大时，通过电容器的电流就会更大，电压的畸变也更加严重。

为限制电容器合闸涌流，抑制电网中高次谐波对电容器的影响，采取与电容器装设串联电抗器，会取得较好的效果。

因为装设串联电抗器，增大电路的感抗，电容器的放电电流减小。

如果串联电抗器选择恰当，便可将涌流限制在允许范围之内。

这里装设串联电抗器的主要用途是为了限制合闸涌流，则其容量应该取得小些，一般可选为电容器容量的０.２%～１％。

运行和试验表明：

串联０.２%的电抗器后，即可大大限制电容器的合闸涌流。