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摘要：低压智能无功功率补偿是当前低压用户广泛采用的一种无功补偿方式。本文对设备运行中出现的异常现象及故障进行了列举分析，为相关人员运行管理和维修提供了参考。
关键词：无功功率补偿 故障 安全运行
中图分类号：TM53 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0108-01
为了减少电力系统无功损耗、改善电能质量、提高功率因数，我单位在10 kV变配电所低压侧采用并联电容器组，安装低压智能无功功率补偿控制柜的方法对无功功率进行补偿，从而实现节能降耗的目的。低压智能无功功率补偿控制柜主要由智能无功功率补偿控制器、切换电容器交流接触器、自愈式电容器、放电指示灯及熔断器等其他电气元件组成。
1 设备异常现象及常见故障检修示例
在工作实践中，设备有以下几种常见的异常现象及故障需要设备运行人员及维修人员加以了解掌握。
1.1 智能控制器不能正常工作
（1）控制器不工作。通常是接线错误或连接导线开路造成的。接线错误一般发生在设备安装阶段，能够在电容柜投入试运行时发现并及时排除。连接导线开路故障通常是在设备运行一段时间后，紧固导线 的接线端子松动引起导线接触不良或开路。所以在对故障排查时要仔细检查导线连接回路中每一个接线端子，对松动的接线端子加以紧固并更换损坏的接线端子。
（2）欠补偿或过补偿。此种现象通常是参数设置不恰当造成的。智能无功功率补偿控制器的投入门限在0.80～0.99范围内可调，切除门限在滞后0.91～超前-0.90之间可调。如是欠补偿可检查投入门限设定值是否偏低，将设定值适当调高后检验补偿效果。如是过补偿可将切除门限设定值向低调，减小电容器切除门限。如果在过补偿状态下，电容器还继续投入，直至全部投入并保持下去，则需考虑是智能控制器本身过于灵敏原因造成的。当投入多组电容器后，电网负荷突然停运，无功迅速变化，如控制器来不及反应，电容器则会在电网中继续运行，形成过补偿。控制器自动相序判断功能会把过补误判为欠补偿运行而继续投入电容器组，直到电容器组全部投入。
1.2 交流接触器故障
（1）限流电阻烧坏。切换电容器交流接触器加装有一组限流装置，限流装置主要由限流触点和限流电阻构成，其功能是抑制合闸涌流。在电容器投入时，如果浪涌电流过大，超过了接触器本身的抑制能力，则会出现限流电阻烧坏的情况。针对这种故障，维修人员可采用更换限流电阻的方法进行修复。
（2）接触器噪声大。交流接触器在运行过程中，如果电磁铁振动严重、噪声过大，则需考虑下列因素。
①接触器铁芯极面磨损过度或异物侵入铁芯极面导致极面接触不平产生较大噪声。可拆下线圈检查铁芯动、静端面的平整度，用什锦锉将端面锉平，清理侵入铁芯极面的异物。如果铁芯极面磨损严重，则需更换铁芯。②机械部分卡涩或磁系统歪斜使铁芯不能吸平原因致使噪声过大。主要检查机械部分运动是否顺畅，修复机械损伤部分。检查衔铁与机械部分的连接销是否松动，对夹紧螺丝进行紧固。③接触器线圈电气回路路部分故障导致线圈电压不稳定，电磁铁振动噪声过大。主要原因是紧固导线的螺丝松动，在接触器线圈工作时形成断续供电打火现象，造成线圈两端电压不稳。可通过检查接触器线圈与导线连接端子以及导线回路中各连接端子紧固螺丝是否松动，对松动的接线端子进行紧固处理即可排除故障。④触头超行程或触头弹簧压力过大造成噪声大。可通过调整减小超行程和触头弹簧压力的方法，降低或消除其产生的噪声。
（3）主触头过热、熔焊。
主要有下列因素。
①接触器限流装置损坏引起主触头过热、熔焊。电容器合闸涌流较大，如限流装置损坏，则浪涌电流全部由主触头承受，造成触头过热，甚至熔焊。通过对接触器限流装置进行维修更换，即可消除该故障。
②触头弹簧压力过小。采用经验测量方法，在动、静触头间放一厚度约0.1 mm，宽度比动、静触头接触面稍宽的纸条，在接触器通吸合电状态下抽拉纸条。如果是100 A以上的接触器，在纸条抽出时有撕裂现象，则可判定弹簧压力为合适压力。③触头容量减小。接触器在投、切电容器组过程中，触头表面会产生电弧形成烧灼麻点，随着麻点的逐渐增多，触头容量逐渐减小。如果接触器工作环境灰尘较大，则触头的烧损速度会更快。当触头容量不能满足工作需求时，则会产生过热现象。
1.3 自愈式电容器故障
（1）外壳温度过高。电容器外壳温度超过铭牌标注额定温度常见有以下原因。
①变电所内环境温度过高。测量所内日平均温度超过30 ℃或时平均温度达到40 ℃，需采用强排风或空调制冷方法降低工作环境温度使电容器外壳温度降至允许温度范围内。②电容器接线柱连接松动。如果螺丝没有拧紧，接线柱与导线连接松动，则连接点会发热，引起外壳温度也升高。连接点发热严重时，还会烧断导线，引发事故。
（2）电容器发出异常声响。
①电容器发出放电声响，时间比较短、声音比较闷。这是电容器内部绝缘介质击穿短路发出的声音。自愈式低电压电容器有自愈功能，在介质击穿后会自动恢复绝缘，通常无需采取措施。②电容器在运行中如发出电磁力振动声，时有时无，则有谐波电流流过电容器。一般谐波电流在允许范围内不需理会。如谐波电流过大，则必须采取在电容器回路串电抗器或装滤波器措施抑制谐波。
2 注意事项
（1）维修人员在修复接触器铁芯极面和触头时，不得使用砂纸进行打磨，以免金刚砂嵌入影响其接触。（2）因熔断器熔丝熔断通常是电容器内部故障引起的，所以在熔丝熔断后应先对电容器进行仔细检查，然后再作出相应处理。（3）因电容器在故障情况下存在燃烧、爆破的危险，所以值班人员应熟知电容器的工作特性。通过听其声音、观察各指示仪表的方法，对电容器的运行状态进行分析判断。当发现三相电流明显不平衡或运行参数超出电容器的工作条件等异常情况时，应及时退出电容器组进行检查。
3 结语
低压智能无功功率补偿是当前用电单位提高功率因数，采取节能措施的首选方案。设备运行及维修人员了解、掌握其工作特性，及时发现、排除各类不安全因素，确保电容器的安全运行，使之在节能管理中发挥最大作用。
关键词：无功功率补偿 故障 安全运行
中图分类号：TM53 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0108-01
为了减少电力系统无功损耗、改善电能质量、提高功率因数，我单位在10 kV变配电所低压侧采用并联电容器组，安装低压智能无功功率补偿控制柜的方法对无功功率进行补偿，从而实现节能降耗的目的。低压智能无功功率补偿控制柜主要由智能无功功率补偿控制器、切换电容器交流接触器、自愈式电容器、放电指示灯及熔断器等其他电气元件组成。
1 设备异常现象及常见故障检修示例
在工作实践中，设备有以下几种常见的异常现象及故障需要设备运行人员及维修人员加以了解掌握。
1.1 智能控制器不能正常工作
（1）控制器不工作。通常是接线错误或连接导线开路造成的。接线错误一般发生在设备安装阶段，能够在电容柜投入试运行时发现并及时排除。连接导线开路故障通常是在设备运行一段时间后，紧固导线 的接线端子松动引起导线接触不良或开路。所以在对故障排查时要仔细检查导线连接回路中每一个接线端子，对松动的接线端子加以紧固并更换损坏的接线端子。
（2）欠补偿或过补偿。此种现象通常是参数设置不恰当造成的。智能无功功率补偿控制器的投入门限在0.80～0.99范围内可调，切除门限在滞后0.91～超前-0.90之间可调。如是欠补偿可检查投入门限设定值是否偏低，将设定值适当调高后检验补偿效果。如是过补偿可将切除门限设定值向低调，减小电容器切除门限。如果在过补偿状态下，电容器还继续投入，直至全部投入并保持下去，则需考虑是智能控制器本身过于灵敏原因造成的。当投入多组电容器后，电网负荷突然停运，无功迅速变化，如控制器来不及反应，电容器则会在电网中继续运行，形成过补偿。控制器自动相序判断功能会把过补误判为欠补偿运行而继续投入电容器组，直到电容器组全部投入。
1.2 交流接触器故障
（1）限流电阻烧坏。切换电容器交流接触器加装有一组限流装置，限流装置主要由限流触点和限流电阻构成，其功能是抑制合闸涌流。在电容器投入时，如果浪涌电流过大，超过了接触器本身的抑制能力，则会出现限流电阻烧坏的情况。针对这种故障，维修人员可采用更换限流电阻的方法进行修复。
（2）接触器噪声大。交流接触器在运行过程中，如果电磁铁振动严重、噪声过大，则需考虑下列因素。
①接触器铁芯极面磨损过度或异物侵入铁芯极面导致极面接触不平产生较大噪声。可拆下线圈检查铁芯动、静端面的平整度，用什锦锉将端面锉平，清理侵入铁芯极面的异物。如果铁芯极面磨损严重，则需更换铁芯。②机械部分卡涩或磁系统歪斜使铁芯不能吸平原因致使噪声过大。主要检查机械部分运动是否顺畅，修复机械损伤部分。检查衔铁与机械部分的连接销是否松动，对夹紧螺丝进行紧固。③接触器线圈电气回路路部分故障导致线圈电压不稳定，电磁铁振动噪声过大。主要原因是紧固导线的螺丝松动，在接触器线圈工作时形成断续供电打火现象，造成线圈两端电压不稳。可通过检查接触器线圈与导线连接端子以及导线回路中各连接端子紧固螺丝是否松动，对松动的接线端子进行紧固处理即可排除故障。④触头超行程或触头弹簧压力过大造成噪声大。可通过调整减小超行程和触头弹簧压力的方法，降低或消除其产生的噪声。
（3）主触头过热、熔焊。
主要有下列因素。
①接触器限流装置损坏引起主触头过热、熔焊。电容器合闸涌流较大，如限流装置损坏，则浪涌电流全部由主触头承受，造成触头过热，甚至熔焊。通过对接触器限流装置进行维修更换，即可消除该故障。
②触头弹簧压力过小。采用经验测量方法，在动、静触头间放一厚度约0.1 mm，宽度比动、静触头接触面稍宽的纸条，在接触器通吸合电状态下抽拉纸条。如果是100 A以上的接触器，在纸条抽出时有撕裂现象，则可判定弹簧压力为合适压力。③触头容量减小。接触器在投、切电容器组过程中，触头表面会产生电弧形成烧灼麻点，随着麻点的逐渐增多，触头容量逐渐减小。如果接触器工作环境灰尘较大，则触头的烧损速度会更快。当触头容量不能满足工作需求时，则会产生过热现象。
1.3 自愈式电容器故障
（1）外壳温度过高。电容器外壳温度超过铭牌标注额定温度常见有以下原因。
①变电所内环境温度过高。测量所内日平均温度超过30 ℃或时平均温度达到40 ℃，需采用强排风或空调制冷方法降低工作环境温度使电容器外壳温度降至允许温度范围内。②电容器接线柱连接松动。如果螺丝没有拧紧，接线柱与导线连接松动，则连接点会发热，引起外壳温度也升高。连接点发热严重时，还会烧断导线，引发事故。
（2）电容器发出异常声响。
①电容器发出放电声响，时间比较短、声音比较闷。这是电容器内部绝缘介质击穿短路发出的声音。自愈式低电压电容器有自愈功能，在介质击穿后会自动恢复绝缘，通常无需采取措施。②电容器在运行中如发出电磁力振动声，时有时无，则有谐波电流流过电容器。一般谐波电流在允许范围内不需理会。如谐波电流过大，则必须采取在电容器回路串电抗器或装滤波器措施抑制谐波。
2 注意事项
（1）维修人员在修复接触器铁芯极面和触头时，不得使用砂纸进行打磨，以免金刚砂嵌入影响其接触。（2）因熔断器熔丝熔断通常是电容器内部故障引起的，所以在熔丝熔断后应先对电容器进行仔细检查，然后再作出相应处理。（3）因电容器在故障情况下存在燃烧、爆破的危险，所以值班人员应熟知电容器的工作特性。通过听其声音、观察各指示仪表的方法，对电容器的运行状态进行分析判断。当发现三相电流明显不平衡或运行参数超出电容器的工作条件等异常情况时，应及时退出电容器组进行检查。
3 结语
低压智能无功功率补偿是当前用电单位提高功率因数，采取节能措施的首选方案。设备运行及维修人员了解、掌握其工作特性，及时发现、排除各类不安全因素，确保电容器的安全运行，使之在节能管理中发挥最大作用。