前言

變電站高壓電力電容器是無功補償?shù)闹饕O備，相對于其它高壓設備，其絕緣較為薄弱，在運行中容易發(fā)生內部故障，不僅影響電容器的可用率，而且增加維護工作量。變電站高壓電力電容器的運行可靠性與電容器的質量有關，同時也與電容器的選型、運行狀態(tài)和裝置的設計方式密切相關。

1、電力電容器選用

當前投入運行的自動補償設備可按裝置阻抗特性分為兩大類:固定阻抗型和可變阻抗型。可變阻抗型:如SVC、STATCOM 等技術先進、響應速度快、補償精度高，但因投資較大，用戶特別是電力系統(tǒng)外的一般企業(yè)用戶較少采用。固定阻抗型:如分組電容器自動補償裝置隨著自動控制技術的發(fā)展，裝置性能顯著提高，亦能夠較好地滿足系統(tǒng)電壓無功自動綜合控制的要求，并且簡單經(jīng)濟，得到了用戶的廣泛認可，是目前變電站10kV無功自動補償?shù)闹饕绞剑?20kV、 110kV 變電站推薦優(yōu)先選用10kV電容器分組電容器自動補償裝置。

220kV、110kV 變電站無功補償設備優(yōu)先選用框架式電容器組，不用集合式電容器。集合式電容器雖然有著占地空間小、帶電部位外露極少、外殼不帶電等優(yōu)點，但集合式電容器有可能會因內部電容單元擊穿而造成三相電容量不平衡，進而導致跳閘，且一旦出現(xiàn)故障，整臺停運，補償容量損失大，在現(xiàn)場不能更換大箱體內的故障電容器,需返廠修理，引起的電容器組停運時間較長，對系統(tǒng)電壓影響較大。集合式電容器采用的絕緣油品種繁多，給運行維護帶來很大的不便，補充檢修或滲漏導致的缺油變得非常困難。運行經(jīng)驗表明，運行中的集合式電容器大油箱絕緣擊穿電壓的降低與目前油保護的方式有很大關系。集合式電容器普遍使用的是呼吸器，并且是高懸在油枕旁邊，運行維護不方便。因此，從滿足電網(wǎng)安全運行的角度看，變電站無功補償設備應優(yōu)先選用框架式電容器組。

2、電容器等容分組和不等容分組

自動跟蹤補償把一定容量的電容器分成多組，自動跟蹤負荷的變化投切電容器組數(shù)來調整投入電容的容量,盡可能的使無功隨時平衡。很顯然分組的多少，投入電容器的容量變化梯度大小影響跟蹤效果。分組越多，容量變化梯度越小跟蹤效果越好，補償精度越高。電容器的分組有等容分組和比容分組兩種。等容分組就是把一定容量的電容器Q平均分成多組,每組的容量就是電容器的調整容量變化梯度，大小為Q/n,組數(shù)就是調整的級數(shù)。以等容分組5組為例，變化梯度為Q/5，調整級數(shù)共5級。

不等容分組是把一定容量的電容器按一定的比例分組，然后各比值容量組合，組合出多級等梯度可調變化容量。不等容分組分為等比分組和差比分組兩種。以差比分組3組為例，分組時比例通常為1:2:4，變化梯度為0/7,調整級數(shù)共7級。

投切有等容分組和不等容分組的比較:

2.1等容分組的分組數(shù)就是電容器投切的級數(shù)，比容分組的分組數(shù)通過組合可以組合出較多的級數(shù)。

2.2等容分組投切電容器是連續(xù)遞增或連續(xù)遞減，對電網(wǎng)沖擊小;比容分組投切電容器是不連續(xù)的有間斷，對電網(wǎng)沖擊大，容易造成電壓波動。

2.3等容分組投切電容器可以循環(huán)投切（先投先切）開關和電容器均衡使用，比容分組投切電容器只能按組合規(guī)律投切，開關和電容器不能均衡使用。

2.4兩種分組方式相比較，同樣條件下等容分組投切電容器次數(shù)少，比容分組投切電容器次數(shù)多開關動較頻繁。

綜.上所述，比容分組雖然能用較少的分組獲得較多的投切級數(shù)，但開關和電容器的故障率遠高于等容分組的裝置，而且投切電容器時電壓波動大。因此，220kV、 110kV變電站優(yōu)先選用電容器等容分組。

3、內熔絲與外熔絲

內熔絲是內熔絲電容器的限流裝置。每一個電容器元件都串聯(lián)一個內熔絲，當任一元件發(fā)生故障引起短路時,與其串聯(lián)的熔絲動作，使此元件瞬間及時與線路脫離，電容器減少一只元件，其相應的電容變化很小，只有2%，可以忽略不計，并且其它電容器上的過電壓增量非常小，故不會對系統(tǒng)造成影響。同時也避免了經(jīng)常更換電容器之苦，降低運行和維護成本。由于電容器內部有內熔絲隔離層，故不會發(fā)生內熔絲群爆現(xiàn)象。采用內熔絲技術可使電容器單臺容量做得很大，從而使電容器組更加緊湊，占地面積減小。

內熔絲電容器 外熔絲電容器

外熔絲是單臺電容器內部元件短路故障(包括引線對外殼的短路故障)的保護器件。一只元件損壞短路整個并聯(lián)段。由公式I=UwC可知，當電容量(C)增大時，電流(1)隨之增大，直到外熔絲斷開，一旦外熔絲斷開，電容量損失大。電容器組裝設外熔絲，從運行情況的統(tǒng)計，外熔絲非常容易被腐蝕，并且很容易誤動，質量和性能存在不穩(wěn)定的問題;新安裝的熔斷器安裝角度和熔絲拉緊度不易控制，受施工質量影響較大。而且當電容器組每相(臂)的串聯(lián)段數(shù)等于或大于3時，外熔絲不能可靠保護內部元件故障(包括極對殼故障)。

綜.上所述，220kV、110kV變電站電容器優(yōu)先選用內熔絲作為電容器的保護器件。

4、電容器額定電壓的選擇和運行電壓控制

在并聯(lián)電容器裝置設計中，正確地選擇電容器的額定電壓十分重要。并聯(lián)電容器額定電壓的安全裕度若取值過大，就會出現(xiàn)過大的容量虧損;額定電壓取值過小，則容易發(fā)生故障。為達到經(jīng)濟和安全運行的目的，選擇并聯(lián)電容器額定電壓應考慮下列因素:

a)并聯(lián)電容接入電網(wǎng)處的實際運行電壓，盡可能使電容器的額定容量得到充分利用，不應過載運行;

b)并聯(lián)電容器在運行中承受的長期工頻過電壓應不大于電容器額定電壓的1.1倍，持續(xù)運行電壓不大于電容器額定電壓的1. 05倍;

c)接入串聯(lián)電抗器后會引起并聯(lián)電容器運行電壓升高,但不造成對電容器絕緣的危害。應考慮接入串聯(lián)電抗器后升高的問題。合理選擇電容器的額定電壓。

5、結語

提高電力電容器運行可靠性需要選用品質良好的電容器產品，同時還應注意電容器的選型、設計、運行電壓控制等影響電力電容器安全運行的因素，采取有效的預防措施和方法，以保障電力系統(tǒng)設備安全、經(jīng)濟運行。