浅谈变电站电力电容器运行维护与故障处理的方法

王秋尘

(国网江苏省电力有限公司超高压分公司淮安运维站，江苏淮安，223001)

1 变电站电力电容器运行维护与故障处理的现状

1.1 变电站电力电容器特点

在直流电的稳压电压短路中,电容器不仅仅是能够直接用来储存直流稳压电荷,在这一切的工作处理过程中,它仅仅只是起到了直流电压短路的绝缘保护控制作用。一般这种做的情况下,可以把它直接拿来当做一个直流绝缘保护体系容器来进行看待。直流电压变容器主要具有以下四个主要技术特点方面的主要性能特点:其中包括直流旁路、去耦、滤波以及直流短路时的储能。

1.1.1 旁路

旁路直流电容在内部储存大量电能后向相关器件内部进行直流放电,其主要作用范围相当于一个小型的蓄蓄电池。

1.1.2 去耦

去耦合器又名解耦,它的技术作用主要在于有效避免集成电路中的电流相互间的张力耦合造成干扰。

1.1.3 滤波

滤波高频功率电容的直接物理滤波作用主要表现在于直接阻普通高频短路滤波功率电容、阻低频直接滤波功率电容。大型的滤波高频电容一般可以直接滤低频,小型的滤波高频电容甚至可以直接滤高频。实质上,滤波高频滤波过程就是一个滤波电容进行充电、放电的一种滤波物理过程。

1.1.4 储能

电容器电控系统储能是一个直接自动储存内部高压电能的小型电子装置,储能型采用高压直流电容器通过外部电压驱动整流器直接自动收集外部高压电荷,将内部的电能量储存起来,最终通过用于电压电流变换器上的高压引线直接将外部电能量传送至用于移动交流电源的高压电流控制输出端。

1.2 变电站电力电容器运行维护与故障处理存在的问题

当变电运行发生故障时．相电压的平衡被打破。中央信号发出判断故障的光字牌或者报文，但这这些不能准确的判断故障，仍然需要将各种情况结合考虑。如果一相甚至两相电压是零，其他两相电压又比相电压者大的时候．故障是高压保险熔断；如果有一相电压是零，其中两相电压达到线电压，又或者其他三相电压均超过相电压摇摆不定．则是谐振：如果其中一相电压上升而两相电压下降则是断路。

(1)几种接地故障的判断与分析

如果一相不完全正确接地,就有机会自动发生非线故障相对地电压阈值过低(请参见电路图1),非线或相反非线性故障相对地相的电压就会升高。此时，一相电压控制互感器一相开口处的三角节点处的相电压升高达到整流额定值就有机会自动触发一相继电器闸并发出一相接地报警信号。

图1 电路图

(2)如果线路发生一相完全故障接地,这时完全故障相对的接地电压仍然降低,相反非完全故障相对地接线电压仍然升高,由于此时两个线路的电压仍旧对称(如下表图2),整个城镇供电系统对城镇居民日常用电不再会产生太大影响,系统仍可持续运行很长一段时间,电压信号互感器的接线开口处和三角节点处的接线电压互感值仍然保持稳定为100v,电压继电器此时就对地发出接地信号。

图2 电路图

(3)当超高电压电流互感器开口出现超过高压电流导致一相开口发生电路熔断时,故障相数会出现正常数值，由于两个电路两相串联,在电压互感器两相开口处的三角形上处就会出现约35v的高电压,此时两路继电器开始启动,并同时电机发出电路接地保护信号。

(4)当铁磁系统中各元件的铁磁参数不完全匹配时,会直接导致产生铁磁谐振,从而触发继电器发出接地信号

1.3 变电站电力电容器运行维护存在的问题和解决办法

为了有效保证室内电力驱动电容器的正常运行安全,日常维护工作管理过程中必须一定要注意加强机器运行前的维护。外壳质量检查法这是最常见、最直观的质量检查工作方式,通常需要检查室内电力驱动电容器组的外壳内部是否可能存在出现起热开鼓、 渗漏、膨胀等等质量问题,能够帮助初步判断检查出室内电力驱动电容器外壳是否可能出现上述质量安全问题,如果外壳存在上述质量问题,还通常需要进一步进行检查外壳膨胀和测量温度是否可能超标,以此方式来帮助判断具体的漏电故障。室内电力驱动电容器在室外高温环境下正常运行时,需要重点进行检查室内电力驱动电容器的室内防锈漆涂层是否完整,如果室内出现锈漆脱落,要及时进行涂抹冷水镀锌,确保室内防锈漆完好。供电套管外观质量检查同样的也是机器外观质量检查的重要一项内容,套管质量检查的内容项目主要包括有清洁度处理检查、表面涂层裂纹处理检查、放电处理情况等等检查。此外,还通常需要重点检查供电引线套管是否可能存在出现断裂、变色、松动、脱落、发热等等质量问题。室内运行电力驱动电容器的机组必须一定要注意保证室内环境的正常通风良好,防止室内环境温度过高,一般正常情况下,电力驱动电容器组在运行室内环境中的温度需要电量控制在温度±400c之内。

1.4 变电站电力电容器运行维护与故障处理的成效

一是为了能够确保我们公司产品电容器系列产品通常能够长期正常连续运行在10.5倍的额定直流高的电压下，并在24小时内,确保我们公司产品电容器在倍额定直流高的电压下正常连续运行最长连续时间不超过低于1或超出小时若是一天中我们公司产品电容器周围各个地区针对气温的实际检测平均温度已经远远低于摄氏度,则很有可能就是说明我们公司产品电容器在倍额定直流高的电压下仍然通常能够长或短时间正常连续运行。二来就是作为导致我们公司产品电容器系列产品经常出现过压直流电压异常情况的主要技术原因之一很有可能原因就是额定直流电压不断连续升高。如何应对采取一些有利高效率的措施应对过流异常措施一来就是为了确保我们公司产品电容器系列产品通常能够连续长或短时间在一个倍过流的额定电流高的电压情况下正常连续运行,若是该电容器正常运行最长时间已经远远超出我们公司产品规定正常运行期间时限则一般用户应立即要求停止它以确保公司电容器正常连续运行。

二是及时若是一个小型电容器内部及其中的多个内部熔丝同时出现发生了或同时断裂了的特殊情况,则我们认为应及时向现场相关设备调度部门工作人员部门进行及时汇报,在及时汇报取得现场相关设备调度部门工作人员充分了解同意后,立即自行及时断开整个小型电容器内部及其中的多个熔丝连接断路器。四者凡是及时切断熔丝断路器的电源并对其内部进行直流高压放电后,应迅速对其进行及时检查整个小型电容器外部,看其中的边缘部分是否没有出现发生任何熔丝或者鼓肚、膨胀、开裂等等特殊情况。如果内部没有同时出现发生以上三种特殊情况,则我们认为应该及时更换好一个小型熔断器内部中的一个熔丝,继续将它重新投入使用到一台人机中正常运行。在一个小型电容器内部分分组中,每个小型中的电容器都至少应该配备有单独的一个内部熔丝断路诊断器。所以,就算一个小型电容器内部分分组的其中的某一个小型中的电容器内部熔丝同时出现了并没有发生熔丝或者同时断裂了的这种情况,也不会对其余的一个小型电容器内部熔断断丝性能产生任何不良影响。

三是自动合闸后的电容器自动放电合闸后在阻止投人之前,必须正常工作进行充分自动合闸放电,如果自动合闸后的电容器内部附件带有较大的负电荷则不能正常工作进行自动放电合闸。在自动漏电停止保护装置自动跳闸放电停止跳闸后,严禁自动合闸后的电容器强行连接阻止自动合闸后的投人进行送电,必须在经常检查附件找出合闸漏电发生原因后进行合闸操作才能正常保证合闸投人正常工作运行。此外,严禁在自动合闸后的电容器上强行连接安装自动阻止放电跳闸重合或自动跳闸漏电保护装置。

2 变电站电力电容器运行维护与故障分析

2.1 变压器

变压器直流绕组技术作为大型电力设备变电站的一个技术核心主要用于工作站和电力设备,其主要基本结构形式是由双向二向一绕组高压交流输出变压器、三向四绕组直流输出变压器以及之间相相互耦合的直流变压器所共同使用组合起来构成,也就是高、低压每一相共同使用需要绕组合用一项目的高压电各绕组,由其中一个高压电从两个绕组中部分别输出抽取一头绕组用来用作充当其中低电压电各绕组的直流输出高压线头的直流变压器。每个绕组输出电压高度及其与相应高压绕组匝数其间的电流比值为正,相应的高压绕组输出电流值则与其中低压电各绕组匝数间的电流比值分别为正或正和负。

变压器一般依据实际作用力和功能不同可以划分成直接升压与直流降压处理两类直流变压器。前者的一类主要目的是直接应用在所有电力系统的直流送电线路一端,而后一类则主要目的是直接应用在其他受控制电源的一端。直流变压器的直流电压平均值一般应当保证能够和所有电力系统电路中的直流电压平均值相同或适宜。为了保证能够在完全不同的直流负荷工作状态下可以确保直流电压始终能够保持在合理的电压范围之内,有时候还需将直流变压器两端分为两接头端并进行直流切换降压处理。

图3 变压器

2.2 变电站电力电容器故障诊断与管理

为了有效保证企业电容器设备故障率明显下降,必须切实加强企业电容器设备组的日常巡视运行检查、日常运行维护管理工作。本文结合《黄石供电公司变电站运行规程》的国家有关管理规定及企业运行管理经验,总结并提出以下一些有效管理措施:

1)检查器件本体外壳各部弹性材料外壳是否同时出现外壳渗漏;检查器件本体外壳各部材料是否同时出现外壳鼓肚,膨胀热涨冷缩使用量差的大小长度是否不能大于或或超过正常热胀冷缩的家用器件外壳弹性材料使用量的许可度;室外没有使用锌的电容器或加热机组未及时进行正常涂冷锌油漆或使用锌的器件还原时时也应仔细进行检查涂在器件内部外壳上的热镀油漆或锌涂层材料是否没有油漆脱落、生锈,当没有油漆脱落或冷锌油漆涂层生锈较严重者应时时还原后可重新进行涂冷锌油漆或使用锌还原加以解决;检查导线连接套管上的安装位置是否清洁、完整、有无任何导线裂纹、放电是否过热等等现象;引线连接处,各处都应检查导线有无出现引线套管松动、脱落或导线放电有无断开导线、发热材料有无出现变色。供热电容器有关供热供电容量与家用电源供热熔断器有关供电供热容量的引线连接点和配置必须完全正确相符等,严禁过热导致整个电容器带病不能继续正常运行。

2)使用应注意保证所用电容器本身不受任何油、水、雨、雪的直接侵蚀,不受任何日光直接暴晒。同时电容器室内外应有良好的空气通风,室内外的温度控制应能够满足容器制造商和厂家的所规定的温度要求。

3)启动电容器刀闸停电安全保护技术操作要求:①断开刀闸开关,拉开两侧启动刀闸；②检查放电后刀闸验明正确无故放电后再推上刀闸接地启动刀闸；③为有效防止刀闸操作时超过电压,电容器与电源变压器或其他馈电连接线路在触停、送电时,禁止同时进行投切。

2.3 变电站电力电容器运行维护与故障防范

1)首先确定整个电容器正常工作运行时的正常工作电压升高值和容器允许正常工作时间范围:此时整个电容器必须一定足够能在1.05un长期正常工作运行,并在一定的工作昼夜中,在最高不能尽可能通常超过1.1un正常电压值和允许工作范围正常运行下的工作时间不能尽可能通常超过8h;当周围容器室内空气中的平均温度24h平均最高值下的温度通常低于摄氏国际标准10℃时,电容器必须一定能在1.1un下长期正常工作运行。此时通过电压升高值的连续升高也极有可能会直接影响引起整个直流电容器的过流。此时整个电容器通过电压升高应能在1.3un下的正常情况下长期正常运动工作,运行中每当电压升高超过一个容器规定工作时间后它就应将新的整个电容器通过电压升高退出正常运行工作。

2)而当运行过程中的整个电容器内部出现不正常的异常声响时，说明内部异常或由于外力对整个电容器外壳有较大损伤;而当电容器内部出现外壳渗漏或溢油、外壳鼓肚,膨胀的异常现象时,有可能说明是由于运行环境温度过高、运行高次电压过高或使用高次电压谐波可能引起过大的电流,应立即将高压电容器自动退出正常运行,查明具体引起原因,找出解决对策。

3)当故障电容器的芯片熔丝切断断路器芯片熔丝发生熔断时，应向现场值班业务调度员进行汇报,待度员取得值班同意后,再自动断开故障电容器的熔丝断路器。在自动切断总线电源并对故障电容器进行放电后,先对其进行外部性能检查,检查故障电容器熔丝是否出现鼓肚、过热、开裂、以及其它熔丝切断元件存在熔断异常状况,如未检查发现任何故障熔丝切断异常迹象,可在及时更换好芯片焊丝直接熔断器一个芯片自动熔丝后方可停机继续投入进行测试投入后的测试运行。

3 结语

电力系统电容器设备是动力变电站进行无损失功电流补偿的重要动力装置,它的正常工作运行直接影响着整个动力变电站的工作安全性,日常的变电工作管理过程中，电力系统中的相关工作人员必须一定要经常加强对整个变电站内部电力系统电容器的日常检修以及维护,只有能够确保整个电力系统电容器始终保持处于良好的正常运行维护状态,才可以能够真正有效保证动力电网的安全及稳定。