答: 电容器被损坏的情况主要是电容器内部故障、 熔丝动作和渗漏, 其次是油箱鼓
肚, 绝缘不良。 究其原因, 造成电容器损坏的原因大致有以下几个方面:
① 谐波的影响。 一般认为三次谐波在变压器二次侧的三角形接线中流通, 不会进入
电容器组, 因此, 主要是抑制五次谐波及以上的谐波分量, 由此而选用6%电容器组容抗
量的串联电抗器。 但实际运行中发现, 变压器的三角形接线不能完全消除三次谐波, 不能
阻止三次谐波穿越变压器, 主要是因为变压器电源侧三相谐波分量不平衡, 其次是变压器
二次侧除电容器外还带有谐波发生源的电力负荷, 按前述所配置的6%串联电抗器对于三
次谐波仍然呈容性, 三次谐波进入电容器后将被放大, 这对电容器组定有较大的影响。 为
此, 为抑制三次谐波的一个办法是根据计算装设感抗为13%电容器容抗值的串联电抗器,
加大串联电抗器的感抗, 以阻止三次谐波进入电容器, 但这将使电容器的端电压增 高
15%, 这是正常运行所不允许的。 由此必须更换更高耐受电压的电容器, 这将增加较大投
资。 另一办法是装设三次谐波滤波器, 它既可以减少谐波对电容器的影响又可以避免三次
谐波侵入电网, 同时使电网的电压质量得到改善。 但是如果谐波来自变压器的电源侧电
网, 则三次谐波将穿越变压器, 通过滤波器后使谐波放大, 这对电网电压质量及对变压器
运行带来不利影响。 电容器允许在1.3 (1.35) 倍的额定电流下连续运行, 如果电容器装
有6%串联电抗器来限制了五次及以上的谐波分量, 那电容器中只通过基波及三次谐波,
电容器中电流的有效值:
I=I1 1+9K (8-2)
式中, K=I3/I1。
如果电容器中 允 许 电 流 为 额 定 基 波 电 流 的 1.3 倍, 即I=1.3IL, 则 可 求 出 K =
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27.7%, 即只要三次谐波电流不超过其基波电流的27.7%。 那么电容器就可正常安全运
行。 实际运行中测得的三次谐波分量一般都未超过27.7%, 因此只要适当调整电容器容
量, 在避开三次谐波的谐振条件下, 使电容器通过的电流不超过其最大允许值, 那么三次
谐波就不会对电容器造成危害。 至于发生突发故障时出现的谐波, 由于其时间短暂, 只要
电容器具有正常的绝缘强度和保护装置, 就不足以造成损坏。
② 渗漏。 电容器是全密封装置, 如果密封不严, 空气、 水分和杂质就可能进入油箱
内部, 造成极大危害, 因此电容器是不允许发生油的渗漏。 一般发生油渗漏的部位主要是
油箱与套管的焊缝, 发生渗漏的主要原因是焊接工艺不良。 另外国内制造厂对电容器作密
封试验的要求不严格, 试验是采用加热到75℃保持2h的加热试验而不是逐台试验。 相对
照美国西屋公司是采用85℃/8h加热试验, 法国西门子公司是采用95℃/6h加热试验。 由
于国外产品通过严格的试验, 因此很少出现渗漏现象。 套管渗油的部位一是根部法兰, 二
是帽盖和螺栓等焊口, 渗漏的原因有加工工艺问题, 也有结构设计和人为的原因。 螺栓与
帽盖应该构成整体, 如果焊接质量差, 对螺丝紧力时紧力稍大就会引起焊缝断裂。 变电站
中多是采用硬母线连接, 温度变化时母线温度变化而膨胀和收缩, 就会使螺杆受力, 很容
易将螺杆焊口拉开。 此外, 搬运电容器如果是采用直接提套管的方法以及运输过程中包装
质量不好, 也会使套管的焊缝破裂而引起渗漏。
③ 鼓肚。 鼓肚就是油箱膨胀。 电容器油箱随温度变化发生少许鼓胀和收缩是正常现
象, 但是当内部发生放电, 绝缘油将产生大量气体, 而使箱壁变形, 形成明显的鼓肚现
象。 发生鼓肚的电容器已经不能再用, 而且不能修复, 应拆下更换新电容器。 造成鼓肚的
原因主要是产品质量问题。 过去绝缘纸、 铝箔质量差, 浸渍液不是吸气性的电容器油, 又
没经过严格的净化处理, 加之在设计上追求性价比特性的指标, 工作场强选择较高。 这样
就造成低质量的产品在高电场下运行, 以致发生大批电容器鼓肚、 元件击穿和熔丝动作的
故障。 根据现场调查表明: 电容器击穿的部位多在电极的边缘, 拐角和引线与极板接触
处, 以及元件出现折叠等部位, 这些地方电场强度或电流密度较高, 容易发生局部放电或
热烧伤绝缘。
④ 绝缘不良。 绝缘不良电容器是在预防性试验中发现的, 其中一部分是电容值偏
高。 根据长期加热加压的寿命试验证明, 电容值的变化是很小的。 电容值的突然增高,
只能认为是部分电容元件击穿短路, 因为电容器是由多段元件串联组成的, 串联段数减
少, 电容就会增高, 部分元件发生断线, 电容值将会减少。 另一部分绝缘不良的电容器
是电介质损失角过大造成的, 电容器长期运行, 介质损失角将略有增加, 但是成倍增长
是不正常的现象。 由于只有发生放电时, 由于局部过热才会出现介质损失过大的问题,
因此, 对待这些产品只能进行更换。 电极对油箱的绝缘强度是比较高的, 但是由于工艺
中的缺陷, 例如在焊接过程中 烧 伤 了 元 件 与 箱 间 的 绝 缘 纸、 引 线 未 包 好 绝 缘、 油 量 不
足、 采用短尾套管、 绝缘距离不够、 瓷套质量不良等, 在试验过程中就可能发生放电和
套管炸裂的故障。
⑤ 炸裂。 电容器产生爆炸的根本原因是极间游离放电造成的极间击穿短路。 电容器
要配置适当的保护熔丝, 当电容器发生击穿短路时, 熔丝将首先切断电源, 油箱就不会发
生爆炸, 并且可以避免着火和防止将邻近电容器炸坏。 星形接线的电容器组, 由于故障电
流受到限制也很少发生爆炸, 因此单台保护是很重要的, 只要安秒特性配合适当就可以防
止油箱炸裂。
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49. 如何对运行中电容器组进行巡视和检查?
答: 对运行中的电容器组应进行日常巡视检查、 定期停电检查。 在发生断路器掉闸、
熔丝熔断等现象后, 应进行额外的特殊巡视检查。
① 电容器组的日常巡视检查应由变、 配电站的运行值班人员进行。 夏季的巡视检查
应安排在室温最高时进行, 其他时间可在系统电压最高时进行。 如果不停电检查有困难
时, 可以短时间停电以便更好地进行检查。 进行这种检查时, 主要应注意观察电容器外壳
有无膨胀, 有无漏油的痕迹, 有无异常的声响及火花, 示温蜡片的溶化情况; 检查熔丝是
否熔断; 观察电压表、 电流表、 温度表的数值并记入运行记录簿, 对发现的其他缺陷亦应
进行纪录。
上述巡视检查如须将电容器组停电时, 除电容器组自动放电外, 还应进行人工放电,
并悬挂临时接地线。 否则运行值班人员不能触及电容器。
② 电容器组的定期停电检查, 一般应进行1次/月。 其检查内容除同日常巡视检查项
目外, 尚应检查各部螺栓紧固点的松紧及接触情况, 检查放电回路的完整性, 检查通风道
的灰尘并清扫电容器的外壳、 绝缘子及支架等处的灰尘, 检查电容器外壳的保护接地线,
检查电容器组的继电保护装置的动作情况, 检查电容器组的断路器、 馈线等
③ 当电容器组发生断路器跳闸、 保护熔丝熔断等现象后, 应立即进行特殊巡视检
查。 对室外电容器组、 遇雷、 风、 雨、 雪等恶劣天气时, 也应进行特殊巡视检查。 特殊
巡视检查的项目除上述各项外, 还应对电容器进行试验, 在查不出故障原因之前不应合闸
送电。