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摘要：在变电站中,由于负荷化,电容器成为投切最频繁的电气设备,由于产品制造原因或设计、运行、维护不当造成严重的并联电容器损坏事故,会给电网带来巨大损失,因此对高压并联电容器进行现场试验极其重要。本文主要针对高压并联电容器试验进行了分析，并提出了相关问题与注意事项。
关键词:高压电容器试验；试验项目；问题；注意事项
Abstract: In the substation, the load of electrical equipment, capacitor switching is the most frequent, because the product manufacturing or design, operation, improper maintenance caused damage accident of shunt capacitor is serious, will bring huge losses to the grid, so the high voltage shunt capacitor field test is very important. In this paper, the high voltage shunt capacitor test were analyzed, and put forward the related problems and matters needing attention.
Key words: high voltage capacitor test; test items; problem; note
中图分类号：TM411+.4文献标识码A 文章编号
引言
电力系统中,为降低电网电能传输过程中的损耗,提高运行经济性,需要进行容性无功功率就地补偿,实现无功就地平衡。尽管无功功率电源的种类很多,但目前国内用得比较普遍的是高压并联电容器。它具有运行灵活,有功功率损耗少,维护方便,投资少等优点。因此,在电网中应用非常广泛。
1试验项目
1.1测量绝缘电阻
电容器只测量两极对外壳的绝缘电阻,两极对外壳的绝缘试验可检查出极对壳的绝缘状态。测量时先用导线将两极连接起来,然后用2500V 绝缘电阻表测量两极对外壳的绝缘电阻, 其绝缘电阻值一般都在2000MΩ以上。现场不必进行极间绝缘电阻测量, 如果需要极间绝缘电阻,可用自持放电法进行。一般先将兆欧表轻摇几转,不超过5 转,然后通过电容器两极放电的放电声及放电火花来判断绝缘状况。
1.2测量电容值
电容量是电容器的一个主要技术数据,是交接和预防性试验的重要项目。测量电容量的意义在于交接时可以检查产品的实际电容是否与铭牌相符。如果进行了极间耐压试验,则在试验前后均应测量电容量,以检查试验时内部有无元件击穿。运行中,当电容器发生故障时如熔丝熔断等, 或预防性试验时,测量电容判断内部有无元件击穿。内部元件击穿短跑时, 对于高压电容器反映出电容量增大。电容器的电容量受温度的变化不大,电容器的绝缘介质为偶极性材料, 受潮以后,电容量变化很小。所以不能根据电容量来判断其绝缘是否受潮。但是电容器由许多电容元件串并联组成, 当个别元件因故障击穿或内部连接线、内熔丝断开后,串并联结构发生变化,电容量将发生显著变;电容元件击穿短跑,串联段数减少,电容量将会增大;元件连接烧断、并联元件数减少,电容量将会减少。根据产品的串并联数, 可以估算出内部损坏情况,电容元件部分击穿和引线烧断是电容器运行中的常见故障, 因此可以通过电容量不判断电容器有无缺陷。电容量的测量方法: 可以用电压电流表法、数字电容表法等方法测量电容量。测量电压可根据电源容量和测量表计量程适当选定。测量时要求电源频率稳定,并为正弦波,一般要求使用线电压, 使用的电流电压表应不低于0.5 级。测量时,当试验电压升到预定电压时并稳定以后,同时读取电流电压值,然后按表计算电容值。
1.3交流耐压试验
两极对外壳交流耐压试验的目的是检查电容器的主绝缘是否存在缺陷, 并检验其承受短时电压的能力。并联电容器进行两极对外壳的交流耐压试验时,两极必须短接加压。此项试验能够比较有效地发现电容器油面下降、内部受潮、瓷套管损坏以及机械损伤等缺陷。电容器对外壳的绝缘裕度较大,如果不是特殊原因, 正常的预防性试验进行交流耐压是不必要的。
两极对外壳交流耐压试验项目主要是针对套管及包封件的绝缘耐电强度进行检验。本试验所需的试验设备容量度不大, 在交接与预防性试验时都可进行。实际试验表明,它可以发现运行电容器油面下降、受潮、主绝缘劣化等问题。
1.4冲击合闸试验
冲击合闸试验的目的是检查电容器组补偿容量是否合适, 电容器所用熔断器是否合适以及三相电流是否平衡。在额定电压下,对电容器进行三次合闸、分闸冲击试验时应监视系统电压的变化及电容器每相电流的大小,观察三相电流是否平衡以及合闸、分闸是否给系统造成较高的过电压和谐振等现象。
2交接试验规定
新电容器装置的交接试验项目和标准按GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的规定进行。试验项目包括:测量绝缘电阻、测量电容值、交流耐压试验和冲击合闸试验。并联电容器测量绝缘电阻应在极对壳之间进行, 并采用1000V 的绝缘电阻表测量小套管对地绝缘电阻。电容值测量时应包括各只、各相、各臂、总的电容值。电容器组中各相电容的最大值和最小值之比,不应超过1.08。并联电容器电极对外壳交流耐压试验电压值,应符合下表规定,若当产品出厂试验电压值不符合下表规定时, 交接试验电压应按产品出厂试验电压值的75%进行。在电网额定电压下, 对电容器组的冲击合闸试验应进行3 次,熔断器不应熔断;电容器组各相电流相互间的总值不宜超过5%。
3预防性试验规定
电容器装置的预防性试验项目和标准按Q/CSG10007-2004《电力设备预防性试验规程》的规定进行。极对壳绝缘电阻不得低于2000MΩ。测量电容值偏差不超出额定值的-5%～+10%;电容值不应小于出厂值的95%。对集合式电容值,不应小于出厂值的96%;三相中每两线路端子间测得的电容值最大值与最小值之比不大于1.06 每相用三个套管引出的电容器组, 应测量每个套管之间的电容量,其值与出厂值相差在±5%范围内。渗漏油检查中发现漏油时停止使用。一般每年还进行1次电容器红外测温。
4现场试验存在的问题
电容器在现场进行预防性试验, 存在一定困难。一是电容器的台数多,如分散型电容器,一个变电所内少则数十至数百台,试验时要逐台将引线断开,有些接线端子锈蚀,拆卸安装都有困难,加上逐项试验,工作量异常繁重;其次,在现场试验需要的大功率试验变压器和高精仪器不易解决, 而且电源普遍含有高次谐波,再加上电场干扰,不易测得准确数据。此外,电容器停下来试验,如时间过长,会影响电网的无功率供应和电压质量。由于上述原因,电容器的预防性试验周期、试验项目和方法都应特殊考虑,周期应适当延长,项目和方法应简化。由于电容器早期损坏率较高,所以在新产品投入的最初阶段, 如半年至一年要进行一次预防性试验。以后的正常定期试验可延长至三年。此外,如运行中发现渗漏油、有电声或油箱鼓肚的电容器,可单独进行诊断试验,试验项目应按具体情况确定。
5试验注意事项
5.1试验前后对电容器两极之间、两极与地之间均应充分放电, 直接从两个引出端直接放电,不应在连接板上对地放电,因两极与连接板之间串有熔断器,若熔断器熔断,在连接板上放电不一定能将该电容器的电荷放完。
5.2在摇测绝缘过程中, 未断开兆欧表以前,不得停止摇动手柄,防止反充电损坏兆欧表。
5.3不允许长时间摇测高压并联电容器两极之间的绝缘电阻, 因电力电容器电容量较大,贮存电荷也多,长时间摇测时若不慎易造成人身及設备事故。
5.4采用的电流、电压表的准确度应不低于0.5 级。电流、电压互感器准确度不低于0.2级,以提高试验的准确性。
5.5发现电容器有渗漏油时应视该电容器为不合格,并应立即退出运行并及时更换。
5.6交流耐压试验仅对两端均绝缘的电容器进行, 若有一端与外壳相连则不能进行,两极必须连结一起,不能一极悬浮,测量试验电压必须在高压侧,不能在低压侧,以免因“容升”现象,使试验电压过高而损坏被试品。
6结语
对电容器进行试验, 主要是检查电容内部是否受潮, 电容元件有无击穿短路以及绝缘劣化等缺陷。掌握正确的现场试验方法,进行合理的试验项目, 能在减少试验工作量的同时,及时检出不良电容器,对降低电容器的故障率十分重要。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部.电气装置安装工程电气设备交接试验标准[S].2006.
[2]中国南方电网有限责任公司.电力设备预防性试验规程[S].2004.
[3]沈文琪;;并联电容器装置中的能量转换与熔丝保护[J];电力电容器;1985年02期
关键词:高压电容器试验；试验项目；问题；注意事项
Abstract: In the substation, the load of electrical equipment, capacitor switching is the most frequent, because the product manufacturing or design, operation, improper maintenance caused damage accident of shunt capacitor is serious, will bring huge losses to the grid, so the high voltage shunt capacitor field test is very important. In this paper, the high voltage shunt capacitor test were analyzed, and put forward the related problems and matters needing attention.
Key words: high voltage capacitor test; test items; problem; note
中图分类号：TM411+.4文献标识码A 文章编号
引言
电力系统中,为降低电网电能传输过程中的损耗,提高运行经济性,需要进行容性无功功率就地补偿,实现无功就地平衡。尽管无功功率电源的种类很多,但目前国内用得比较普遍的是高压并联电容器。它具有运行灵活,有功功率损耗少,维护方便,投资少等优点。因此,在电网中应用非常广泛。
1试验项目
1.1测量绝缘电阻
电容器只测量两极对外壳的绝缘电阻,两极对外壳的绝缘试验可检查出极对壳的绝缘状态。测量时先用导线将两极连接起来,然后用2500V 绝缘电阻表测量两极对外壳的绝缘电阻, 其绝缘电阻值一般都在2000MΩ以上。现场不必进行极间绝缘电阻测量, 如果需要极间绝缘电阻,可用自持放电法进行。一般先将兆欧表轻摇几转,不超过5 转,然后通过电容器两极放电的放电声及放电火花来判断绝缘状况。
1.2测量电容值
电容量是电容器的一个主要技术数据,是交接和预防性试验的重要项目。测量电容量的意义在于交接时可以检查产品的实际电容是否与铭牌相符。如果进行了极间耐压试验,则在试验前后均应测量电容量,以检查试验时内部有无元件击穿。运行中,当电容器发生故障时如熔丝熔断等, 或预防性试验时,测量电容判断内部有无元件击穿。内部元件击穿短跑时, 对于高压电容器反映出电容量增大。电容器的电容量受温度的变化不大,电容器的绝缘介质为偶极性材料, 受潮以后,电容量变化很小。所以不能根据电容量来判断其绝缘是否受潮。但是电容器由许多电容元件串并联组成, 当个别元件因故障击穿或内部连接线、内熔丝断开后,串并联结构发生变化,电容量将发生显著变;电容元件击穿短跑,串联段数减少,电容量将会增大;元件连接烧断、并联元件数减少,电容量将会减少。根据产品的串并联数, 可以估算出内部损坏情况,电容元件部分击穿和引线烧断是电容器运行中的常见故障, 因此可以通过电容量不判断电容器有无缺陷。电容量的测量方法: 可以用电压电流表法、数字电容表法等方法测量电容量。测量电压可根据电源容量和测量表计量程适当选定。测量时要求电源频率稳定,并为正弦波,一般要求使用线电压, 使用的电流电压表应不低于0.5 级。测量时,当试验电压升到预定电压时并稳定以后,同时读取电流电压值,然后按表计算电容值。
1.3交流耐压试验
两极对外壳交流耐压试验的目的是检查电容器的主绝缘是否存在缺陷, 并检验其承受短时电压的能力。并联电容器进行两极对外壳的交流耐压试验时,两极必须短接加压。此项试验能够比较有效地发现电容器油面下降、内部受潮、瓷套管损坏以及机械损伤等缺陷。电容器对外壳的绝缘裕度较大,如果不是特殊原因, 正常的预防性试验进行交流耐压是不必要的。
两极对外壳交流耐压试验项目主要是针对套管及包封件的绝缘耐电强度进行检验。本试验所需的试验设备容量度不大, 在交接与预防性试验时都可进行。实际试验表明,它可以发现运行电容器油面下降、受潮、主绝缘劣化等问题。
1.4冲击合闸试验
冲击合闸试验的目的是检查电容器组补偿容量是否合适, 电容器所用熔断器是否合适以及三相电流是否平衡。在额定电压下,对电容器进行三次合闸、分闸冲击试验时应监视系统电压的变化及电容器每相电流的大小,观察三相电流是否平衡以及合闸、分闸是否给系统造成较高的过电压和谐振等现象。
2交接试验规定
新电容器装置的交接试验项目和标准按GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的规定进行。试验项目包括:测量绝缘电阻、测量电容值、交流耐压试验和冲击合闸试验。并联电容器测量绝缘电阻应在极对壳之间进行, 并采用1000V 的绝缘电阻表测量小套管对地绝缘电阻。电容值测量时应包括各只、各相、各臂、总的电容值。电容器组中各相电容的最大值和最小值之比,不应超过1.08。并联电容器电极对外壳交流耐压试验电压值,应符合下表规定,若当产品出厂试验电压值不符合下表规定时, 交接试验电压应按产品出厂试验电压值的75%进行。在电网额定电压下, 对电容器组的冲击合闸试验应进行3 次,熔断器不应熔断;电容器组各相电流相互间的总值不宜超过5%。
3预防性试验规定
电容器装置的预防性试验项目和标准按Q/CSG10007-2004《电力设备预防性试验规程》的规定进行。极对壳绝缘电阻不得低于2000MΩ。测量电容值偏差不超出额定值的-5%～+10%;电容值不应小于出厂值的95%。对集合式电容值,不应小于出厂值的96%;三相中每两线路端子间测得的电容值最大值与最小值之比不大于1.06 每相用三个套管引出的电容器组, 应测量每个套管之间的电容量,其值与出厂值相差在±5%范围内。渗漏油检查中发现漏油时停止使用。一般每年还进行1次电容器红外测温。
4现场试验存在的问题
电容器在现场进行预防性试验, 存在一定困难。一是电容器的台数多,如分散型电容器,一个变电所内少则数十至数百台,试验时要逐台将引线断开,有些接线端子锈蚀,拆卸安装都有困难,加上逐项试验,工作量异常繁重;其次,在现场试验需要的大功率试验变压器和高精仪器不易解决, 而且电源普遍含有高次谐波,再加上电场干扰,不易测得准确数据。此外,电容器停下来试验,如时间过长,会影响电网的无功率供应和电压质量。由于上述原因,电容器的预防性试验周期、试验项目和方法都应特殊考虑,周期应适当延长,项目和方法应简化。由于电容器早期损坏率较高,所以在新产品投入的最初阶段, 如半年至一年要进行一次预防性试验。以后的正常定期试验可延长至三年。此外,如运行中发现渗漏油、有电声或油箱鼓肚的电容器,可单独进行诊断试验,试验项目应按具体情况确定。
5试验注意事项
5.1试验前后对电容器两极之间、两极与地之间均应充分放电, 直接从两个引出端直接放电,不应在连接板上对地放电,因两极与连接板之间串有熔断器,若熔断器熔断,在连接板上放电不一定能将该电容器的电荷放完。
5.2在摇测绝缘过程中, 未断开兆欧表以前,不得停止摇动手柄,防止反充电损坏兆欧表。
5.3不允许长时间摇测高压并联电容器两极之间的绝缘电阻, 因电力电容器电容量较大,贮存电荷也多,长时间摇测时若不慎易造成人身及設备事故。
5.4采用的电流、电压表的准确度应不低于0.5 级。电流、电压互感器准确度不低于0.2级,以提高试验的准确性。
5.5发现电容器有渗漏油时应视该电容器为不合格,并应立即退出运行并及时更换。
5.6交流耐压试验仅对两端均绝缘的电容器进行, 若有一端与外壳相连则不能进行,两极必须连结一起,不能一极悬浮,测量试验电压必须在高压侧,不能在低压侧,以免因“容升”现象,使试验电压过高而损坏被试品。
6结语
对电容器进行试验, 主要是检查电容内部是否受潮, 电容元件有无击穿短路以及绝缘劣化等缺陷。掌握正确的现场试验方法,进行合理的试验项目, 能在减少试验工作量的同时,及时检出不良电容器,对降低电容器的故障率十分重要。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部.电气装置安装工程电气设备交接试验标准[S].2006.
[2]中国南方电网有限责任公司.电力设备预防性试验规程[S].2004.
[3]沈文琪;;并联电容器装置中的能量转换与熔丝保护[J];电力电容器;1985年02期