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电容器组具有无噪音、消耗能量小、安装方便等优点，被广泛应用在10kV配电线路、变电站10kV母线及配电所400V母线中。它安装在电力系统中，可以补偿无功功率，提高功率因数，从而提高设备出力，降低功率损耗和电能损失，并改善电压质量， 电容器组使用中功率补偿器的安全问题 1、防止谐振过电压 电容器组常接在变电所母线上作无功补偿。当母线接有硅整流等谐波源设备时，就有可能发生谐波过电压。因为这时的电路等效于R-L-C串联电路，其固有频率fo=1/2лLC，如果电网电压中某次谐波的频率fo等于或接近fo时，那么就会在这一谐波电压作用下发生谐振，此时电容器组两端的n次谐波电压： 由于电容比较大，fo不高很可能与5次和7次谐波都是主要的高次谐波。因此，电网可能出现较高的过电压。电容器组则可能因过电压而损坏，电网也不能正常工作。 限制谐波过电压的措施是在电容器回路中串一电抗器L，如附图所示，以消除在可能产生的谐波条件下发生谐振的可能性。电抗器的感抗值可按下式计算： 式中K——可靠系数，一般取1.25~1.4; Xc——补偿电容器组的工频容抗; n——可能产生的最低次谐波。 2、防止电容器爆炸 由于电容器的功率损耗和发热量与电压的平方成正比，如电网电压偏高，加之环境湿度过高，散热困难，在较长时间的高温、高电场强度作用下，绝缘加速老化，将导致电容元件击穿。击穿后，不但击穿相电流增大，而且并联的其他电容器向击穿的电容器放电，使该电容器产生剧热，从而绝缘油分解产生大量气体，导致箱壳、瓷导管爆炸。另外，谐波过电压与操作过电压能直接引起电容器爆炸。防止电容器爆炸的措施如下： (1)给电容器配置熔丝加以保护。对于单台电容器，熔丝的额定电流可按电容器额定电流的1.5~2.5倍选定;对于电容器组(一般不超过4台)，熔丝的额定电流可按本组电容器额定电流的1.3~1.8倍选定。 (2)加强巡视。高压电容器装有电流表进行监视，如果发现三相电流严重不平衡或超过额定电流的1.3倍，应退出运行，并找出原因，妥善处理。在巡视过程中，发发现电容器有放电声，严重渗油，外壳锈蚀，鼓肚或严重发热等，应及时退出运行，进行检修与处理。 (3)合理操作。电容组每次重新合闸前，必须放电3min，禁止电容器带电荷合闸，避免操作过电压损坏电容器。为了保证电容器正常放电，每月都要检查电容器的放电装置是否良好。大功率硅整流设备、大容量电动劝机突然甩负或重复冲击负荷时，会使电容器电压升高，此时电容器也应退出运行，避免谐振过电压。 3、防止检测电容器时触电 有些工作人员认为，电容器装有放电装置，对其检修时就不需要进行人工放电。其实这种想法是错误的。因为电容器储存的电荷虽经放电装置放电，但仍有可能存在残余电荷(尤其是电容器内部)，所以无论装有哪种放电装置，都必须在人工放电后开始检修。 人工放电的方法是：先把接地线的接地端固定好，再用接地棒对电容器多次放电，直到无放电火花和放电声为止。如果是检修电容器内部故障，尽管通过人工放电，其故障部位还有可能存在残余电荷，此时应戴绝缘手套，把故障电容器两极短接放电，而后才能检修。 电容器组的巡视检查对运行中的电容器组应进行日常巡视检查，以及特殊的巡视检查。 1、电容器组日常巡视检查项目： (1)检查电容器是否在额定电压和额定电流下运行，三相电流表指示值应平衡; (2)套管完整清洁、无裂纹或放电现象; (3)各连接线端子应紧密不松动及无发热现象; (4)电容器外壳无变形及膨胀、渗漏油现象; (5)电容器内部无异声; (6)电容器外部无闪络; (7)外壳接地完好; (8)电容器室内应通风良好，运行环境温度不超过45℃; (9)电容器的保护装置相应均全中投入运行; (10)检查电容器的断路器、互感器、电抗器、放电线圈等应无异常。 2、遇有以下情况时，应增加巡视次数： (1)系统电压过高时; (2)电容器组经检修、改造或长期停用后重新投入运行时; (3)带缺陷运行及设备异常运行时; (4)恶劣气候或运行中有可疑现象时; (5)有重要保供电任务时。 3、当电容器组发生短路跳闸，熔丝熔断等现象后，应立即进行特殊巡视检查。检查项目除上述各项外，必要时应对电容器进行试验，在未查出故障电容器或断路器跳闸熔丝熔断原因之前，不能再次合闸送电。 电容器组的运行注意事项 (1)三相电流相差不得超过±5%; (2)电容器的容量偏差不额定值的-5%～+10%; (3)高压套管爬距应小于350mm; (4)在使用环境温度内电容器在额定容量下连续运行时，其内部油温不得超过65℃; (5)正常运行情况下电容器组的操作原则：当变电站电容器组的母线全停电时，应先拉开电容器组分断路器，后拉开该母线上各出线断路器;当该母线送电时，则应先合上各出线断路器，后合上电容器组断路器; (6)当10kv母线失压后，应待母线电压恢复正常后方可将电容器组投入运行; (7)电容器组断路器若带电容器组拉开后，一般应间隔5min后才能再次合闸操作; (8)电容器停用后应经充分放电后才能验电、装设接地线，其放电时间不得少于min，若有单台熔丝熔断的电容器，应进行个别放电; (9)当系统发生单相接地时，不准带电检查该系统上的电容器组; (10)退出电容器时，必须注意是否会造成主变过负荷; (11)电容器组断路器跳闸后，不准强行送电; 电容器组投入和退出运行 (1)正常情况下，电容组的投入和退出运行应根据系统无功负荷潮流或负荷功率因数以及电压情况来决定，一般情况下，当功率因数低于0.85时投入电容器组，功率因数超过0.95且有超前趋势时应退出电容器组。当电压偏低时可投入电容器组。 (2)当电容器组母线电压超过电容器额定电压的1.1倍或者电流超过额定电流的1.3倍以及电容室的环境温度超过±45℃时，均应将其退出运行。 (3)当电容器组发生下列情况之一时，应立即退出运行： 1、电容器发生爆炸; 2、电容器套管发生破裂并有闪络放电; 3、电容器严重喷油或起火; 4、电容器外壳明显膨胀，有油质流出或三相电流不平衡超过5%以上，以及电容器或电抗器内部有异常声响; 5、接头严重过热; 6、电容器内部或放电设备严重异常响声。 电容器组的运行维护 (1)对电容器外壳应定期进行油漆。 (2)电容器每季应停用清洁检查、测量一次，其项目有： 1)测量放电线圈是否通路; 2)用手触摸验查每个电容器外壳温度情况; 3)检查套管、瓷瓶及电容器箱壳是否完好; 4)检查构架、遮栏及接地是否牢固; 5)进行全面清洁工作(包括套管、瓷瓶、电容器外壳、放电线圈、串联电抗器等)。
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