现场电容器组的改进试验探究

王灿

摘 要：本文在简单介绍电容器组的基础上，针对电容器组现场试验中存在的问题，提出了改进建议。

关键词：电容器组；熔断器；电容值

中图分类号：TM53 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0081-02

前 言

电力电容器作为无功补偿设备，能就地平衡无功，提高电压质量和功率因数，因而在电力系统中得到广泛的应用。对电容器组进行现场试验，主要是检查电容器内部是否受潮，电容器元件有无击穿短路以及绝缘劣化等缺陷。因此，掌握正确的试验方法，及时检出不良电容器，对降低电容器组故障率，确保电网安全运行有十分重要的意义。

1 电力电容器组试验项目

电力电容器主要分为并联电容器、耦合电容器、串联电容器及均压电容器组等。现场电容器组试验项目主要包括了测量绝缘电阻、介损值tanδ测量，电容量、工频交流耐压试验及局部放电试验等项目，本文只针对并联电容器及耦合电容器的某些试验项目进行具体说明，如下文所示：

1.1 并联电容器试验项目

（1）极对壳绝缘电阻测试。主要是发现套管受潮及缺陷，检查并联电容器两极对外壳之间的绝缘状况。试验方法：串联时使用2500兆欧表，绝缘电阻不低于2000MΩ。单套管电容器不做此项目，串联结果应与历次测量值及经验值比较，进行分析判断。

（2）电容值的测量。主要是检查内部元件连接状况及内部绝缘状况，如電容值升高说明内部元件受潮或击穿，如电容值减小说明内部元件开路或缺油等。

1.2 耦合电容器组试验项目

（1）绝缘电阻，包括了极间绝缘电阻和低压小套管绝缘电阻。测量极间电阻时，在高原电极加压，低压小套管接地；使用2500V兆欧表测量，极间绝缘阻值一般不低于5000MΩ，低压小套管交接时不低于100MΩ，运行中不低于10MΩ。

（2）介损值tanδ及电容值测量。试验使用交流电桥，由于耦合电容器两极对地绝缘，一般采用正接法。试验电压为10kV，介损极点和容量标准参考相关规范。

2 现场试验存在问题及改进措施

2.1 熔断器弹簧容易放松

如图1所示，目前变电站电容器组多采用外置喷逐式熔断器来保护电容器，其熔体和尾线一直由弹簧保持一定的张力，以保证电容器发生故障时熔断器能可靠开断。在对电容器组进行试验时，弹簧张力的存在给熔断器的固定螺杆拆解工作增加了工作量和工作难度。所以，为了在试验过程中更方便拆装固定螺杆，会将熔断器的尾线放松，而使弹簧失去张力处于松弛状态。这样存在很明显的弊端：当电容器组故障时，由于弹簧失去了张力，尾线不能快速甩出管体，熔断器不能及时开断，容易导致在开断过程中发生复燃，引发熔断器或电容器组更大的事故。

改进措施：逐渐采用内置喷逐式熔断器替代外置喷逐式熔断器。因为内置喷逐式熔断器是内置在电容器的管体内的，套管或其他的部位不需要弹簧一直保持一定的张力，管体的尾线可以一直处于松弛状态，便于试验时拆装熔断器的固定螺杆。这就有效解决了外置喷逐式熔断器在尾线松弛时无法在故障状态下正常开断的问题，保证了熔断器保护的可靠性。同时，试验时拆装固定螺杆简单快捷，提高了试验工作的效率。

2.2 熔断器试验后安装不到位

如上述所提到的，采用外置喷逐式熔断器时拆装固定螺杆比较困难，这使电容器的套管受到一定程度上额外作用力，进而引发电容器组发生漏油现象。弹簧张力在试验过程中和拆装过程中也会发生变化。同时，熔断器的悬臂包括管体、弹簧机连扳都是采用单点固定结构，其连接点位置容易在试验拆装过程中发生改变，造成管体和尾线接触，增加了摩擦阻力。在电容器组发生故障熔断器开断时，由于摩擦阻力增大，尾线不能迅速拉开管体，导致熔断不能正常开断且容易发生复燃。目前，普通存在因试验拆装后熔断器不能完全恢复到正确位置的现象，大大增加了电容器组运行的风险系数。

改进措施：在电容器试验之后，将熔断器恢复时应做到：①指示牌位置主要是反应弹簧的张力状态，所以应检查其正确位置处于垂直状态；②尾线在管体的中心位置则表明了熔断器上下左右位置正确，所以应检查尾线在管体中心处收紧。若发现指示牌和尾线位置不对应时，应及时调整，避免发生事故。

2.3 只测整组电容器组

目前在为了保证试验过程中电容器组熔断器保护的灵敏度，一般将电容器组串并联进行试验。这样的试验方法很难发现故障电容器组中故障电容器。以35kV 20000kVA电容器组为例，该电容器单台容量33kVA，额定电压为11kV。无故障时，相电容C1=43.9μF，串段电容C2=87.90μF；一旦其中1台1个串段被击穿，这个时候相电容C′1=44.31μF，串段电容 C′2=89.37μF电容器组的相电容变化量为：

ΔC′1=（44.31-43.95）/43.95=0.82%

有故障电容器串段的电容变化量为：

ΔC′2=（89.37-97.90）/97.90=1.67%

可见，当1台电容器1个串段击穿时，ΔC′1<1%，ΔC′2<2%。因此，只对整组电容器组测量电容量是无法正确判断电容器是否存在缺陷的。

改进措施：使用不拆线用电容电桥测量电容器组的电容值。如图2所示，电容电桥采用桥式电路结构，内置标准电容器。当测试电压同时施加在标准电容器和被试电容器上，处理器通过传感器，采集通过两者的电流信号并进行处理后，可计算可得被试电容器的电容值。

在不拆线条件下实现了单台电容器的电容量测量，可正确有效的发现故障电容，提高了电容器组运行可靠性。

3 结束语

对电容器组现场试验的方法进行探究和改进，实现更安全、科学、可靠的现场试验，避免试验带来的安全隐患，提高故障发现率，保证电容器组的安全可靠运行。

参考文献

[1]陈永真.电容器手册[M].科学出版社，2008.

[2]陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].中国水利水电出版社，2009.

[3]倪学锋，吴伯华，王 勇，等.现场电容器组试验的问题与改进[J].高电压技术，2006，32（10）：130～131.

收稿日期：2018-9-3