配电网络的运行维护及故障处理.docx

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配电网络的运行维护及故障处理

配电网络的运行维护及故障处理

一．电力电容器的运行维护及故障处理

电力电容器是一种静止的无功补偿设备。

它的主要作用是向电力系统提供无功功率，提高功率因数。

采用就地无功补偿，可以减少输电线路输送电流，起到减少线路能量损耗和压降，改善电能质量和提高设备利用率的重要作用。

　1、电容器的运行原则

（1）电容器运行中允许的过电压

电容器的无功功率、损耗和发热都与运行电压的平方成正比。

长时间过电压运行，会导致电容器温度过高，使绝缘介质加速老化而缩短寿命甚至损坏。

但温度升高需要时间积累热量。

而在运行中，由于倒闸操作、电压调整、负荷变化等因素可能引起电力系统波动，产生过电压，有些过电压辐值虽然较高，但作用时间较短，对电容器影响不大，但不能超过一定时间限度。

①运行电压对电容器的影响

电容器的无功功率与电压平方成正比，因此电压变动时对电容器容量会有影响。

此外，运行电压升高，会使电容器温度增加，寿命缩短，电压过高会造成电容器损坏。

电容器运行时的电压允许范围为：

电容器必须能在1.05倍额定电压下长期运行，并在一昼夜中，在最高不超过1.1倍额定电压下允许运行时间不超过6h。

但当周围空气温度24h平均最高值低于标准10℃时，电容器能在1.1倍额定电压下长期运行。

②电压波形畸变和升高对电容器影响

在配电网中由于整流负荷等的影响，常使部分网络中高次谐波电流增加，并使受端母线电压波形畸变。

并联电容将使母线电压高次谐波成分增加，由于容抗Xc＝1/（2πfC），高次谐波的存在将使容抗下降，产生较大的高次谐波电流，使电容器组严重过电流。

（2）电容器运行中允许的过电流

电容器的过电流，除了因过电压引起的工频过电流外，还有电网高次谐波电压引起的过电流。

因此，设计电容器的允许过电流的限额比过电压的限额高。

电容器允许长期运行的过电流倍数为130%，即可超出额定电流30％长期运行。

其中的10％为允许频过电流；20％为留给高次谐波电压引起的过电流。

谐波的限制通常采用裂相整流的方法或者采用在电容器回路串联小电抗器的办法。

（3）电容器运行温度

电容器运行温度是保证电容器安全运行和达到正常使用寿命的重要条件之一。

电容器的绝缘介质依照材料和浸渍的不同，都有规定的最高允许温度。

例如，对于用矿物油浸渍的纸绝缘，最高允许温度为65～70℃，正常监视时可用试温腊片贴在外壳上间接监视，监视温度为60℃；对于用氯化联苯浸渍时，则最高温度允许值为90～95℃，正常监视外壳温度为80℃。

此外，温度过低也同样对电容器不利，低温下会使电容器介质游离，电压下降，甚至可能凝固（如氯化联苯电容器低于-25℃时），如此时投入运行，因中心温度升高快，体积膨胀可能开裂。

但是如果在严寒季节退出运行，则可能使内部产生真空，故对YL型电容器规定-25～40℃的范围。

温度对于电容器运行是一个极为重要的因素。

电容器设计的热计算，是以绝缘介质所能长期承受的最大温度为依据。

运行温度过高，会使寿命缩短，甚至引起介质击穿损坏。

电容器由于散热的关系，电容器内部元件的最热点在元件的中心，运行中要测量元件最热点的温度是不易实现的，因此只能从外壳的温度来间接监视元件的温升。

电容器周围的环境温度应按制造厂的规定进行控制。

若无厂家规定，一般应为-40℃～+40℃。

电容器外壳最热点（高度2/3装温度计处）的允许温度，也要遵守制造厂的标准。

若无规定时，充矿物油和烷基苯的电容器外壳最高允许温度为50℃，充硅油的电容器为55℃。

2、电力电容器的保护

（1）电容器组应采用适当保护措施，如采用平衡或差动继电保护或采用瞬时作用过电流继电保护，对于3.15kV及以上的电容器，必须在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倍电容器的额定电流为宜，以防止电容器油箱爆炸。

（2）除上述指出的保护形式外，在必要时还可以作下面的几种保护：

①如果电压升高是经常及长时间的，需采取措施使电压升高不超过1.1倍额定电压。

②用合适的电流自动开关进行保护，使电流升高不超过1.3倍额定电流。

③如果电容器同架空线联接时，可用合适的避雷器来进行大气过电压保护。

④在高压网络中，短路电流超过20A时，并且短路电流的保护装置或熔丝不能可靠地保护对地短路时，则应采用单相短路保护装置。

（3）正确选择电容器组的保护方式，是确保电容器安全可靠运行的关键，但无论采用哪种保护方式，均应符合以下几项要求：

①保护装置应有足够的灵敏度，不论电容器组中单台电容器内部发生故障，还是部分元件损坏，保护装置都能可靠地动作。

②能够有选择地切除故障电容器，或在电容器组电源全部断开后，便于检查出已损坏的电容器。

③在电容器停送电过程中及电力系统发生接地或其它故障时，保护装置不能有误动作。

④保护装置应便于进行安装、调整、试验和运行维护。

⑤消耗电量要少，运行费用要低。

（4）电容器不允许装设自动重合闸装置，相反应装设无压释放自动跳闸装置。

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。

3、电力电容器的放电

（1）电容器每次从电网中断开后，应该自动进行放电。

其端电压迅速降低，不论电容器额定电压是多少，在电容器从电网上断开30s后，其端电压应不超过65V。

（2）为了保护电容器组，自动放电装置应装在电容器断路器的负荷侧，并经常与电容器直接并联（中间不准装设断路器、隔离开关和熔断器等）。

具有非专用放电装置的电容器组，例如：

对于高压电容器用的电压互感器，对于低压电容器用的白炽灯泡，以及与电动机直接联接的电容器组，可以不另装放电装置。

使用灯泡时，为了延长灯泡的使用寿命，应适当地增加灯泡串联数。

（3）在接触自电网断开的电容器的导电部分前，即使电容器已经自动放电，还必须用绝缘的接地金属杆，短接电容器的出线端，进行单独放电。

4、运行中的电容器的维护和保养

（1）电容器应有值班人员，应做好设备运行情况记录。

（2）对运行的电容器组的外观巡视检查，应按规程规定每天都要进行，如发现箱壳膨胀应停止使用，以免发生故障。

（3）检查电容器组每相负荷可用安培表进行。

（4）电容器组投入时环境温度不能低于-40℃，运行时环境温度1小时，平均不超过+40℃，2小时平均不得超过+30℃，及一年平均不得超过+20℃。

如超过时，应采用人工冷却（安装风扇）或将电容器组与电网断开。

（5）安装地点的温度检查和电容器外壳上最热点温度的检查可以通过水银温度计等进行，并且做好温度记录（特别是夏季）。

（6）电容器的工作电压和电流，在使用时不得超过1.1倍额定电压和1.3倍额定电流。

（7）接上电容器后，将引起电网电压升高，特别是负荷较轻时，在此种情况下，应将部分电容器或全部电容器从电网中断开。

（8）电容器套管和支持绝缘子表面应清洁、无破损、无放电痕迹，电容器外壳应清洁、不变形、无渗油，电容器和铁架子上面不应积满灰尘和其他脏东西。

（9）必须仔细地注意接有电容器组的电气线路上所有接触处（通电汇流排、接地线、断路器、熔断器、开关等）的可靠性。

因为在线路上一个接触处出了故障，甚至螺母旋得不紧，都可能使电容器早期损坏和使整个设备发生事故。

（10）如果电容器在运行一段时间后，需要进行耐压试验，则应按规定值进行试验。

（11）对电容器电容和熔丝的检查，每个月不得少于一次。

在一年内要测电容器的tg2～3次，目的是检查电容器的可靠情况，每次测量都应在额定电压下或近于额定值的条件下进行。

（12）由于继电器动作而使电容器组的断路器跳开，此时在未找出跳开的原因之前，不得重新合上。

（13）在运行或运输过程中如发现电容器外壳漏油，可以用锡铅焊料钎焊的方法修理。

5、电力电容器组倒闸操作时的注意事项

（1）在正常情况下，全所停电操作时，应先断开电容器组断路器后，再拉开各路出线断路器。

恢复送电时应与此顺序相反。

（2）事故情况下，全所无电后，必须将电容器组的断路器断开。

（3）电容器组断路器跳闸后不准强送电。

保护熔丝熔断后，未经查明原因之前，不准更换熔丝送电。

（4）电容器组禁止带电荷合闸。

电容器组再次合闸时，必须在断路器断开3min之后才可进行。

6、电容器在运行中的故障处理

（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。

此类事故多是由于系统内、外过电压，电容器内部严重故障所引起的。

为了防止此类事故发生，要求单台熔断器熔丝规格必须匹配，熔断器熔丝熔断后要认真查找原因，电容器组不得使用重合闸，跳闸后不得强送电，以免造成更大损坏的事故。

（2）电容器的断路器跳闸，而分路熔断器熔丝未熔断。

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母线电压波动所致，并经检查正常后，可以试投，否则应进一步对保护做全面的通电试验。

通过以上的检查、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）当电容器的熔断器熔丝熔断时，应向值班调度员汇报，待取得同意后，再断开电容器的断路器。

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，然后用绝缘摇表摇测极间及极对地的绝缘电阻值。

如未发现故障迹象，可换好熔断器熔丝后继续投入运行。

如经送电后熔断器的熔丝仍熔断，则应退出故障电容器，并恢复对其余部分的送电运行。

7、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，并对电容器组经放电电阻放电后进行。

电容器组经放电电阻（放电变压器或放电电压互感器）放电以后，由于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，然后将接地端固定好。

由于故障电容器可能发生引线接触不良、内部断线或熔丝熔断等，因此有部分电荷可能未放尽，所以检修人员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。

对于双星形接线的电容器组的中性线上，以及多个电容器的串接线上，还应单独进行放电。

电容器在变电所各种设备中属于可靠性比较薄弱的电器，它比同级电压的其他设备的绝缘较为薄弱，内部元件发热较多，而散热情况又欠佳，内部故障机会较多，制造电力电容器内部材料的可燃物成分又大，所以运行中极易着火。

因此，对电力电容器的运行应尽可能地创造良好的低温和通风条件。

二．电力电缆线路的运行维护及故障处理

1、电力电缆线路的运行原则

（1）电缆的运行电压

电缆的运行电压应不超过其额定电压的115％，备用及不使用的电缆线路，应连接在电网上，加以充电，以防受潮而降低绝缘强度。

在中性点不接地系统中，当发生单相接地时，要求运行时间不超过2h。

（2）电缆的运行温度

当电缆在运行中超过允许温度时，将加速纸绝缘老化；另外由于温度过高，电缆中的油膨胀，产生很大的热膨胀油压，致使铅包伸展，使电缆内部产生空隙，这些空隙在电场的作用下极易发生游离，使绝缘性能降低，导致电缆的损坏而引起事故，因此对缆芯导体的允许温度必须加以限制。

例如，110kV充油电缆的缆芯温度允许75℃。

由于电缆芯的温度不能直接测量，所以可以测量电缆的表面温度，电缆芯与电缆的表面温度差一般为20～15℃，当电缆的表面温度超过允许温度时，应采取限制负荷措施。

检查直接埋在地下的电缆温度，应选择电缆排列最密处或散热情况最差处。

（3）电缆的运行其他要求

①全线敷设电缆的线路一般不装设重合闸，因此当断路器跳闸后不允许试送电，这是因为电缆线路故障多系永久性的。

②