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变电站无功补偿设备电力系统中有许多根据电磁感应原理工作的设备，如变压器、电机、电感性负载等，他们依靠磁场传送和转换能量。这些设备在运行过程中不仅消耗有功功率，而且消耗一定数量的无功功率，这些无功功率将由发电机供给，这势必会影响发电机的出力，尤其对于电源不足或长距离输电的电网，直接影响到电网电压水平、频率质量等问题。为此需采取其他无功功率的补偿措施，例如集中或就地安装无功补偿设备或装置。变电站常见的无功补偿措施是利用并联高压电容器产生无功功率，利用高压并联电抗器从系统吸收无功功率。1电力电容器概述1.1电力电容器工作原理电力系统中的负荷大部分是感性，总电流滞后于电压一个角度，可以分为有功电流和无功电流两个分量。将一电容器连接在电网上时，在外加正弦交变电压的作用下电容器回路将同时产生一按正弦交变的容性电流。当把电容器并接在感性负荷回路中时，容性电流与感性电流恰好相反，从而可以抵消一部分感性电流，或者说补偿一部分无功电流。1.2电力电容器的基础知识电力电容器最常见的是串联电容器和并联电容器，两者都可用于改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输电能力，是无功补偿设备之一。并联电容器在系统母线上，类似一个容性负载，用来补偿电力系统感性无功功率，以提高系统的功率因数及母线电压水平，同时减少了线路上的感性无功功率的输送，因而减少了电压和功率的损失，提高线路输电能力。串联电容主要是利用其容抗补偿线路感抗，使线路电压降减少，从而提高线路末端电压，同时可以增长输电距离、增大电力输送能力和提高系统动、静稳定性。在电力系统中应用最为广泛、数量最为众多的是并联电容器。2并联电容器组概述2.1并联电容器组结构并联电容器组主要由真空接触器、串联电抗器、电容器、避雷器、放电装置等配套设备组成。（1）真空接触器。用于投切电容器组，应能承受开端正常工作电流、关合涌流以及工频短路电流和电容器高频涌流的联合作用，应具备频繁操作性能。（2）串联电抗器。串联电抗器宜安装于电容器组的中性点侧。串联电抗器主要用于限制合闸涌流（电容器组投入电网时的过度过电流）和抑制谐波。（3）电容器。电容器用于系统无功补偿，调节系统母线电压。电容器有两极，一端接电源侧，一端接中性点侧，熔断器一般装设在电源侧。（4）放电装置。用于在电容器组失电退出运行时进行电容器组放电，在电容器组带电运行时用于检测电容器组各相电压值。放电装置的放电性能应满足电容器组脱开电源后，在5s内将电容器组上的剩余电压（单台电容器或电容器组脱开电源后，电容器端子间或电容器组端子间残存电压）降至50V以下。放电装置采用与电容器组各相直接并联的连接方式，当采用星形接线时，钱其中性点不应接地。（5）避雷器。用于限制并联电容器装置操作过电压。2.2放电装置在运行中的作用并联电容器组脱离电源时，应在短时间内将电容上的电荷放掉，以防止再次合闸时产生大电流和过电压。放电线圈可作为放电装置，当并联电容器组脱离电网时，利用放电线圈的一次绕组同电容器原件并联，抵消电容器极板间的电压，实现放电，而在并联电容器运行时，放电线圈二次绕组可供监测或保护用。由于放电装置对电容器放电的不彻底性，一般电容器停电检修应通过专用放电杆进行相间及对地充分放电，才可从事电容器检修或其他工作。3电容器柜原理图以补偿量3000KVAR，系统电压6KV（上进线）为例，一次原理图如下（图中：QS-高压隔离开关，TA-电流互感器，FU1-高压熔断器，TV-电压互感器，F-电容器专用避雷器，KM-真空接触器，FU-喷逐式熔断器，C-电容器，FZ-放电线圈，L-串联电抗器，K-高压无功补偿控制器，T-带电显示器）3.1制器功能1大屏幕液晶显示，包括包括显示功率因数、运行电压、线电流、无功电流的查询，谐波测量等；2无功自动补偿：根据电压优先的原则，依无功大小自动投切电容器组，使系统始终处于不过压不过补、无功损耗最小的状态；3综合保护功能齐全：过压保护功能、电容投切指示功能、过补和欠补指示功能、电压上限、电压下限保护功能等综合保护功能；4用户可选择手动投切与自动投切；5接触器投切次数记录功能；8.10控制器背部端子接线图4高压并联电容器成套装置图片实例柜体外形图进线柜外形图真空接触器放电线圈电抗器电容器5电力电容器异常及故障处理若电力电容器发生故障，应及时准确判断并报调度申请退出运行。在故障掉闸后，断路器不应试发，在该组电容器所在母线停电时，其断路器能自动断开。5.1电力电容器常见异常及故障（1）渗漏油。电容器渗漏油是一种普通的异常现象，其原因可能是：设备质量问题或在安装过程中瓷套管与外壳交接处碰伤，造成裂纹；运行维护不当；长期缺乏维修以致外皮生锈腐蚀，造成电容器漏油。（2）电容器外壳膨胀。高电场作用下使得电容器内部的绝缘物质游离而分解出气体或内部分原件击穿电极对外壳放电等原因，使得电容器的密封外壳内部压力增大，导致电容器的外壳膨胀变形，此时应及时处理，避免事故的蔓延扩大。（3）电容器温升过高。主要原因是电容器过电流和通风条件较差。此外，电容器内部元件故障，介质老化介质损耗增大都可能造成电容器温升过高。电容器温升过高影响电容器的寿命，也有导致绝缘击穿，使电容器短路的可能，因此运行中应严格监视和控制电容器短路的可能，严格监视和控制电容器室的温度。如果采取措施后仍然超过允许温度，应立即停止运行。（4）电容器绝缘子表面闪络放电。运行中的电容器绝缘子闪络放电，其原因是瓷绝缘有缺陷，表面脏污，因此运行中定期进行清扫检查，对污秽地区不宜安装室外电容器。（5）异常声响，电容器在正常运行情况下无任何声响，因此电容器室一种静止电器又无励磁部分，不应该有声响。如果运行中发现有放电声或其他不正常声音，说明电容器内部有故障，应立即停运，进项更换处理。5.2常见故障处理方法故障现象产生原因排除方法1、主回路上电，控制器无显示。1、电源是否引入到控制器；2、控制器坏了。a、用万用表检查确认是否在电压互感器二次侧有电压.；b、检查取电压用保护熔丝有否接上及是否坏掉，在非带电状态下检查并接牢固；c、控制器取电压接线端子是否接及是否接紧，在非带电状态下检查并接牢固；d、确认控制器是否有问题，有问题立即更。2、配电房进线柜电流指示表和控制器显示电流值相差较大。1.电流变比设错，或CT线没接，好及进线柜电流指示表是否已坏。a、检查主线上的CT变比是否和控制器上设置的一致，若不一致需要重新设置为一样；b、检查主线上的CT引线是否和控制器的端子接牢固，并确认电流信号传输到控制器，否则检查线路。3、电容器鼓包或者有“冒油”现象。1.谐波超标引起过流或电容器质量不好。a、发现本现象后应立即将该组电容器切掉，并更换新电容，在未确定损坏原因前不能再投电容，以免再次损坏；b、用电能质量分析仪测试现场谐波情况，如果谐波超标，需要对现场谐波进行处理，如果谐波不严重，可确认是电容器的问题，还是属于正常损坏。4、电抗器噪音很大。1、谐波超标；2、机柜强度不够；3、电抗器质量问题。a、用合适档位电流钳卡该路电容投上时的工作电流，是否与额定电流悬殊很大，在电压正常时，如果电流悬殊很大，电抗器噪音很大有可能是电流大或者是现场谐波很严重引起，需要借助电能质量分析仪测试后确认；b、如果在正常工作电流下，电抗器噪音很大，可以确定是电抗器本身的问题或者是与电容柜发生谐振。5、控制器投上几路后自动关机。1、控制器容量不够。a、立即更换控制器6、功率因素很低，控制器仍不投入。1、负载无功量小未达投入门；2、电流变比设错；3、现场电压过高或过低报警保护；4、控制器长开点闭合，不断开。a、现场无功量太小，没达到投入门限，属于正常情况，仅需给客户解释就可以了。b、电流变比不对，核对实际CT变比，重新设置为正确变比就可以了。c、调节变压器二次侧电压，一般用户自行调节；d、检查控制器接点是否连接紧固，如是控制器内部原因，立即更换控制器.5.3注意事项(1)设备中所有电气连接（通电的汇流排、熔断器、放电线圈、断路器、接地线、接线端子等）必须紧固可靠，任何接触或连接不良，都可能发生电弧引起高频震荡，使电容器过热和过电压。因此，建议定期检查电设备的所有接触点和连接点(2)要每周定期的观察设备，看控制器的显示是否正常，投切是否正常，如功率因数长时间没超过0.9以上，请您拨打公司的售后服务电话，或跟销售工程师联系。(3)不得带负荷直接切断真空开关或隔离开关，要先用控制器切除电容器后再切断真空开关或隔离开关，否则可能造成电弧或触电伤人危险。如无法解决请您及时与我们联系。(4)如发现接触器在使用中，发生粘连现象，功率因数显示负数，请您切断补偿装置上的真空开关，再与我公司咨询联系。(5)定期的清洁本设备，对于粉尘较大的场所，由于粉尘具有导电性，定期要用吃风机清洁接触器、电容器，以免由于粉尘过大造成短路现象。(6)户外柜体一定要检查是否漏雨，夏天由于天热，如柜内温度过高，请您暂时将柜门打开散热，但一定注意用电安全。(7)如发现控制器不显示，请您检查控制器外至小熔断器是否熔断，如完好，请您切断补偿装置上的电容器，在切断真空开关，然后在接通真空开关，看控制器是否恢复。(8)对电容器电容量和熔断器的检查，每个月不得少于一次，在一年内要测电容器的损耗角正切值二、三次，目的是检查电容器的可靠情况，这些测量都在额定电压下或近似电压额定值的条件下进行。(9)熔断器烧坏时，请先检查装置其他器件是否存在短路，接地现象，如电容是否接地，电容两相是否短路等。(10)由于继电器动作使电容器组的开关跳开，此时在未找出跳开的原因之前，不能重新合上开关。(11)装置运行时不允许靠近开启装置前后门。(12)装置断电后不允许马上接触电容，电抗器等储能元件。(13)安装使用前，用户应将接触器的绝缘骨架、绝缘板、穿墙套管等表面清理干净。使用前要检查真空管完好无损，机械部分转动灵活，PT和电容接地线接地良好。(14)在检测补偿柜时（尤其是线路补偿或没配带放电线圈的补偿柜）.一定要先将电容对地或放点后才能工作！(15)电压电流取样时，一定要A相电流BC相电压/B相电流AC相电压/相电流AB相电压.否则控制器不投切。(16)两台或两台以上电容补偿柜用一个取样电流应当串联，不能并联。