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摘要:通过对我区电网3种并联电容器运行状况的分析,找出影响电容器使用寿命的原因,并提出了将来使用电容器的建议和预防措施,
关键词;电容器运抚寿命;管理;分析
随着变电站向自动化、无人值班方向发展,特别是农村小型化无人值班变电所的逐渐盛行,集合式电容器由于占地面积小、系户外设备、不用建电容器室和安装维护简单得到了广泛的应用。
1.并联电容器的使用情况
在近几年的城网建设改造工作中,针对电网的发展、用电负荷的变化、电网结构的改善,在以阵损和保证电网电压合格率为前提的情况下,对电网进行潮流计算和无功优化分析。但是电容器产品质量问题、设计场强偏高和电网谐波治理不力等多种原因造成电容器损坏情况比较严重。因此我们对变电站内电容器装置的运行状况进行了全面的调查研究和故障分析,从电容器的设计、运行和管理方面查找问题。经过一年的整治,使集合式电容器的故障率降了下来,现在已处于一个平稳的阶段。
但是集合式电容器的损坏率依然高于分散式电容器,这是由于集合式电容器一旦损坏则统计整组容量,分散式电容器损坏后只统计损坏单元的容量。
隨着电容器制造技术的提高,电容器单元的容量已突破原来的334 kvar,达到500kvar,甚至更高,为克服分散式电容器占地大的问题,出现了构架式电容器。从目前在变电站的运行情况来看,其占地面积不大、更换损坏单元方便的优点已显现出来。
2.集合式.分散式和构架式电容器的分析比较
2.1占地面积比较
集合式电容器的占地面积通常是单台分散式电容器组占地面积的1/3-1/4,内部单元单台容量越大,则占地面积与容量的比值就越小,适合于城市变电站用地紧张的情况。如果构架式电容器成套设备的单台单元选择合适,其占地面积与集合式相差无几。
2.2安装与维护
集合式电容器由于台数少,电容器到现场可立即就位,比单台电容器组安装工作量少,安装程序简单,可降低运行维护工作量,属于少维护产品。单台分散式和构架式电容器组安装工作量相对较大,安装时如不232注意,会造成套管处渗漏油,运行人员巡视工作强度大,清扫维护工作量较大。
2.3运行情况
集合式电容器的某些厂家产品质量不过关,导致运行中渗漏油比较严重;电容器内部元件击穿,导致电容值超标,三相电容量不平衡;损坏的集合式电容器需要返厂大修,一般周期短的也要2个月左右,不能及时返回现场,导致可用率下降。由于油箱储油量大,防火性能较差。单台容量大,质量效益比稍差,运输搬运不方便。单台分散式和构架式电容器的故障率约为2%,大部分为内部元件击穿故障和渗漏油,留取一部分备品备件则可以很快予以更换,恢复电容器组的运行。
3、影响运行中电容器寿命的因素分析
3.1连续运行时间长
电网多数变电站的无功补偿容量是根据电网无功平衡的原则分布的,原有的电容器为欠补偿,只要不出现长时间的过电压危及电容器的安全运行,电容器多数情况下处于长期投运状态。
3.2连续工作电压的影响
在电容器介质上的额定工作场强与其它电器相比是比较高的,GB/T 11024 2001中明确规定,电容器的额定工作电压是电容器容许在电网中连续工作的最高电压。电容器可以在高于其额定电压的情况下非连续运行几个小时,但决不能在高于其额定电压的情况下连续长期运行,否则将大大缩短电容器的实际使用寿命,影响其可靠性。
3.3环境温度的影响
在每一台电容器的标牌上都标有其温度类别,在低于其允许最低温度下投入运行,很可能在电容器内部引发局部放电,从而加速其电老化,降低电容器的实际使用寿命。而另一方面,如果电容器长期在高于其最高允许的温度下运行,又会加速电容器的热老化。因而一方面要选用其温度类别与实际的运行环境温度相适应的电容器,另一方面在电容器的安装使用中要特别注意电容器在实际使用工况下的通风、散热和辐射问题,使电容器在运行中所产生的热量能及时散发出去,在高温条件下降低电容器内部的介质温度,以达到延长电容器实际使用寿命的目的。
3.4断路器质量的影响
在分断电容器组时,如果断路器发生重击穿,在电容器的端子上就会出现3倍、5倍、7倍等更高倍数的操作过电压。在如此高的操作过电压的作用下,电容器内部就会发生强烈的局部放电和介质损伤,甚至导致电容器击穿。因而用于投切电容器的断路器的质量与电容器的实际使用寿命是紧密相关的。国标GB/T 11024 2001中规定应采用适合于切合电容器的断路器,该断路器在分断操作时应不发生可能造成过高过电压的重击穿。
3.5其他因素
影响电容器使用寿命的其他因素有电容器中的谐披过电流、电容器接线端子与母线排的机械应力、电容器自动控制系统不完善频繁投切等。
在众多影响电容器寿命的因素中,有些可以通过运行管理、提高电容器专业设计水平、选择优秀的厂家来解决,但是有些问题却不能完全避免,如电网谐波、负荷峰谷差大、频繁投切、投切电容器组的断路器重燃等问题。这样就导致了电容器设备不可避免地存在一定的故障率。
4.建议及措施
(1)我区是发展地域规划的中心城、重要用户、经济技术开发区等地区的变电站需选用构架式电容器。对除以上区域的其他地区的35 330 kV变电站新建或改造电容器时,主要选构架式电容器,也可选用集合式电容器。
(2)变电站电容器的设置,可以使电容器型号、容量标准化,减少电容器各种容量的备品储备。对集合式电容器需要进行专储管理,如遇到集合式电容器故障,可以使用备品更换整组故障电容器,减少停用的时间,将损坏的电容器返厂检修后运回轮换做备品。
(3)深入研究切合电容器专用断路器,使该种断路器在分断操作时不发生可能造成过高过电压的重击穿现象。
关键词;电容器运抚寿命;管理;分析
随着变电站向自动化、无人值班方向发展,特别是农村小型化无人值班变电所的逐渐盛行,集合式电容器由于占地面积小、系户外设备、不用建电容器室和安装维护简单得到了广泛的应用。
1.并联电容器的使用情况
在近几年的城网建设改造工作中,针对电网的发展、用电负荷的变化、电网结构的改善,在以阵损和保证电网电压合格率为前提的情况下,对电网进行潮流计算和无功优化分析。但是电容器产品质量问题、设计场强偏高和电网谐波治理不力等多种原因造成电容器损坏情况比较严重。因此我们对变电站内电容器装置的运行状况进行了全面的调查研究和故障分析,从电容器的设计、运行和管理方面查找问题。经过一年的整治,使集合式电容器的故障率降了下来,现在已处于一个平稳的阶段。
但是集合式电容器的损坏率依然高于分散式电容器,这是由于集合式电容器一旦损坏则统计整组容量,分散式电容器损坏后只统计损坏单元的容量。
隨着电容器制造技术的提高,电容器单元的容量已突破原来的334 kvar,达到500kvar,甚至更高,为克服分散式电容器占地大的问题,出现了构架式电容器。从目前在变电站的运行情况来看,其占地面积不大、更换损坏单元方便的优点已显现出来。
2.集合式.分散式和构架式电容器的分析比较
2.1占地面积比较
集合式电容器的占地面积通常是单台分散式电容器组占地面积的1/3-1/4,内部单元单台容量越大,则占地面积与容量的比值就越小,适合于城市变电站用地紧张的情况。如果构架式电容器成套设备的单台单元选择合适,其占地面积与集合式相差无几。
2.2安装与维护
集合式电容器由于台数少,电容器到现场可立即就位,比单台电容器组安装工作量少,安装程序简单,可降低运行维护工作量,属于少维护产品。单台分散式和构架式电容器组安装工作量相对较大,安装时如不232注意,会造成套管处渗漏油,运行人员巡视工作强度大,清扫维护工作量较大。
2.3运行情况
集合式电容器的某些厂家产品质量不过关,导致运行中渗漏油比较严重;电容器内部元件击穿,导致电容值超标,三相电容量不平衡;损坏的集合式电容器需要返厂大修,一般周期短的也要2个月左右,不能及时返回现场,导致可用率下降。由于油箱储油量大,防火性能较差。单台容量大,质量效益比稍差,运输搬运不方便。单台分散式和构架式电容器的故障率约为2%,大部分为内部元件击穿故障和渗漏油,留取一部分备品备件则可以很快予以更换,恢复电容器组的运行。
3、影响运行中电容器寿命的因素分析
3.1连续运行时间长
电网多数变电站的无功补偿容量是根据电网无功平衡的原则分布的,原有的电容器为欠补偿,只要不出现长时间的过电压危及电容器的安全运行,电容器多数情况下处于长期投运状态。
3.2连续工作电压的影响
在电容器介质上的额定工作场强与其它电器相比是比较高的,GB/T 11024 2001中明确规定,电容器的额定工作电压是电容器容许在电网中连续工作的最高电压。电容器可以在高于其额定电压的情况下非连续运行几个小时,但决不能在高于其额定电压的情况下连续长期运行,否则将大大缩短电容器的实际使用寿命,影响其可靠性。
3.3环境温度的影响
在每一台电容器的标牌上都标有其温度类别,在低于其允许最低温度下投入运行,很可能在电容器内部引发局部放电,从而加速其电老化,降低电容器的实际使用寿命。而另一方面,如果电容器长期在高于其最高允许的温度下运行,又会加速电容器的热老化。因而一方面要选用其温度类别与实际的运行环境温度相适应的电容器,另一方面在电容器的安装使用中要特别注意电容器在实际使用工况下的通风、散热和辐射问题,使电容器在运行中所产生的热量能及时散发出去,在高温条件下降低电容器内部的介质温度,以达到延长电容器实际使用寿命的目的。
3.4断路器质量的影响
在分断电容器组时,如果断路器发生重击穿,在电容器的端子上就会出现3倍、5倍、7倍等更高倍数的操作过电压。在如此高的操作过电压的作用下,电容器内部就会发生强烈的局部放电和介质损伤,甚至导致电容器击穿。因而用于投切电容器的断路器的质量与电容器的实际使用寿命是紧密相关的。国标GB/T 11024 2001中规定应采用适合于切合电容器的断路器,该断路器在分断操作时应不发生可能造成过高过电压的重击穿。
3.5其他因素
影响电容器使用寿命的其他因素有电容器中的谐披过电流、电容器接线端子与母线排的机械应力、电容器自动控制系统不完善频繁投切等。
在众多影响电容器寿命的因素中,有些可以通过运行管理、提高电容器专业设计水平、选择优秀的厂家来解决,但是有些问题却不能完全避免,如电网谐波、负荷峰谷差大、频繁投切、投切电容器组的断路器重燃等问题。这样就导致了电容器设备不可避免地存在一定的故障率。
4.建议及措施
(1)我区是发展地域规划的中心城、重要用户、经济技术开发区等地区的变电站需选用构架式电容器。对除以上区域的其他地区的35 330 kV变电站新建或改造电容器时,主要选构架式电容器,也可选用集合式电容器。
(2)变电站电容器的设置,可以使电容器型号、容量标准化,减少电容器各种容量的备品储备。对集合式电容器需要进行专储管理,如遇到集合式电容器故障,可以使用备品更换整组故障电容器,减少停用的时间,将损坏的电容器返厂检修后运回轮换做备品。
(3)深入研究切合电容器专用断路器,使该种断路器在分断操作时不发生可能造成过高过电压的重击穿现象。