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當(dāng)前位置:江蘇安科瑞電器制造有限公司>>技術(shù)文章>>淺談電力電容器在煤層氣電網(wǎng)關(guān)閉所的 故障分析與選型
安科瑞 鮑靜君
【摘要】煤層氣電冋運(yùn)行以來開閉所的電力電容器頻繁發(fā)生故障,給煤層氣的生產(chǎn)帶來了很大的影響,也給水電廠對(duì)外服務(wù)的形象造成了不良的后果,電力電容器的故障雖然不能造成煤層氣供氣的中斷以及大面積的停電,但對(duì)壓縮機(jī)的正常運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成的損失都是很大的,為此,須解決好這個(gè)難題,從根本上找出問題的所在,提出解決方案,并終予以實(shí)施。下面就電力電容器經(jīng)常發(fā)生故障的原因進(jìn)行的分析和解剖,結(jié)合山西煤層氣電網(wǎng)的特提出整改方案。
【關(guān)鍵詞】:電力電容器;煤層氣;電壓;運(yùn)行
0引言
水電廠山西煤層氣分廠的主要目標(biāo)是為煤層氣分公司的煤層氣生產(chǎn)服好務(wù),保證煤層氣電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于山西特殊的地理結(jié)構(gòu)和環(huán)境特,使其對(duì)電網(wǎng)的整體維護(hù)造成了很大的不便和困難。電力電容器作為開閉所中壓縮機(jī)運(yùn)行補(bǔ)償?shù)碾娖髟O(shè)備,對(duì)壓縮機(jī)的正常運(yùn)行起到很大的作用卩-4。煤層氣電網(wǎng)現(xiàn)有10座10kV開閉所,壓縮機(jī)20臺(tái),每一臺(tái)壓縮機(jī)都有電力電容器補(bǔ)償柜,它是保證煤層氣外輸加壓的必要設(shè)施,保證它的可靠運(yùn)行就是提高了煤層氣的氣量外輸能力,所以,電力電容器的故障問題需要解決。
1煤層氣電網(wǎng)電力電容器的故障現(xiàn)象
1.1電容器制造原因及分析
由于電容器制造原因引起的故障大多是由于一些小的生產(chǎn)廠家靠貼牌大公司進(jìn)入煤層氣電網(wǎng)來的。高壓電力電容器本體是由多個(gè)元器件組成的,由于原材料及制造工藝的等原因,介質(zhì)中可能存在雜質(zhì)、機(jī)械損傷、針孔、清潔度低等問題,造成電容器制造原因發(fā)生故障,這是由于水電廠山西煤層氣分廠建立之初,對(duì)入網(wǎng)的設(shè)施和設(shè)備進(jìn)行的檢查和驗(yàn)收中,不具備儀器儀表和校驗(yàn)平臺(tái),再加之當(dāng)初有一些施工隊(duì)伍的技術(shù)手段比較落后,驗(yàn)收不,造成個(gè)別不合格產(chǎn)品進(jìn)入電網(wǎng),從而引起故障的發(fā)生。樊三站開閉所電力電容器在投入運(yùn)行后的故障,經(jīng)分析就是因?yàn)樯a(chǎn)廠家為了降低成本,私自提高了設(shè)計(jì)場強(qiáng),從而造成電力電容器本體故障。
1.2操作過電壓引起的電容器損壞
電力電容器對(duì)電壓是非常靈敏的,每一次的操作,都有可能引起電感一電容回路的震蕩過程,從而產(chǎn)生操作過電壓;在操作過程中,如果斷路器發(fā)生電弧重燃,這將引起強(qiáng)烈的電磁振蕩,出現(xiàn)更高的操作過電壓。這一過電壓的幅值,與被操作的電力電容器的容量大小有關(guān)系,也與斷路器電弧重燃時(shí)觸頭間的電位差有關(guān)。在實(shí)際測(cè)試的結(jié)果中,在投切10kV電力電容器組時(shí),操作過電壓為正常值的1.5倍,沖擊電流大為6倍。由此可見,對(duì)電力電容器的操作所引起的過電壓是對(duì)其安全運(yùn)行危害是大的。這種故障現(xiàn)象在煤層氣電網(wǎng)的10kV開閉所電力電容器以及35kV變電站電力電容器組中,還沒有發(fā)生過,因此引起的故障問題不作為分析和研究的重。
1.3溫度對(duì)電容器的影響分析
溫度對(duì)電力電容器的影響是非常大的,一般情況下,電容器工作時(shí),其內(nèi)部介質(zhì)的溫度應(yīng)低于65℃高不超過70℃r,否則,就會(huì)造成過熱擊穿,或者發(fā)生電容器鼓肚現(xiàn)象。另外就是環(huán)境溫度的電容器影響,目前來說,我國設(shè)計(jì)的電容器周圍環(huán)境溫度一般在-25℃~40℃之間,環(huán)境溫度不超過40℃的要求,這在山西煤層氣電網(wǎng)中是很難做到的,一個(gè)是變電站和開閉所大都建在山坳里,四處是山,太陽直射;另一個(gè)就是為防止小動(dòng)物進(jìn)入和其他安全方面的要求,門窗嚴(yán)實(shí),通風(fēng)不好。
過高的環(huán)境溫度會(huì)使電容器在工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量散不出去,使電容器進(jìn)一步加熱,這樣,內(nèi)外雙重作用,加速了電容器溫度的上升,從而加劇了電容器各元器件的老化,就很容易造成電容器故障。樊五集氣站開閉所1#壓縮機(jī)補(bǔ)償柜內(nèi)電力電容器的鼓肚現(xiàn)象,經(jīng)分析就是這種原因造成的。起因?yàn)樵O(shè)備運(yùn)行檢查人員在對(duì)樊五集氣站開閉所進(jìn)行正常的檢查過程中,發(fā)現(xiàn)1#壓縮機(jī)補(bǔ)償柜內(nèi)電力電容器聲音異常,震動(dòng)聲音較大,經(jīng)過運(yùn)行方式的改變,進(jìn)行停電檢查,發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)一部螺絲松動(dòng),緊固加強(qiáng)后,又對(duì)電容器進(jìn)行了測(cè)試,發(fā)現(xiàn)A相電容器的電容量嚴(yán)重超標(biāo),其測(cè)試的主要結(jié)果如表1所列。
表1電容量檢測(cè)表
鑒于以上的測(cè)試結(jié)果,對(duì)照電力電容器運(yùn)行規(guī)程的要求,得出結(jié)論是:該項(xiàng)電容器的電容量指標(biāo)已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo),建議停止運(yùn)行,進(jìn)行更換。
1.4諧波對(duì)電容器的影響
當(dāng)電網(wǎng)的電壓波形發(fā)生一些畸形的變化時(shí),這些非正弦波形可以用數(shù)字分析的方法分成50Hz的基波和數(shù)倍于基波頻率的高次諧波,基波和高次諧波的疊加就是這個(gè)畸形的波形。對(duì)電容器來講,一般不存在偶次倍數(shù)的諧波,另外,中性不接地星形連接的電容組的相電流和三角型連接的電容器組的相電壓中,都不包括3次及其整數(shù)倍的諧波。因此,主要考慮5、7、11、13等次諧波的影響,在這些高次諧波中,以5次諧波的影響大,也是限制的重。高次諧波會(huì)使電容器產(chǎn)生過電流和過負(fù)荷,兩者超過的倍數(shù)并不一樣。同時(shí),高次諧波電流所造成的電流波形畸變,遠(yuǎn)比電壓波形畸變嚴(yán)重得多。再者,電容器對(duì)諧波電壓的反應(yīng)比較靈敏,在發(fā)生諧波共振的情況下,會(huì)造成電容器成倍的過負(fù)荷,嚴(yán)重地使電容器無法運(yùn)行直至損壞心>。
2電容器故障的對(duì)策
2.1電容器本體原因的對(duì)策
任何電器設(shè)備運(yùn)行的質(zhì)量首先決定于本身的制造水平,因此,對(duì)電力電容器的交貨驗(yàn)收以及正式投入運(yùn)行前的測(cè)試尤為重要。另外就是選擇信譽(yù)度高、制造規(guī)模比較大、行業(yè)內(nèi)的產(chǎn)品。加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品廠家的考察和產(chǎn)品的抽查工作,從源頭上杜絕假冒、偽劣產(chǎn)品流入到正常的電網(wǎng)運(yùn)行中;強(qiáng)化電容器等設(shè)備、設(shè)施的交接驗(yàn)收和測(cè)試工作,一方面是到貨的初次驗(yàn)收,另一方面是施工過程中的質(zhì)量控制和施工完成后的測(cè)試。
2.2操作過電壓的對(duì)策
雖然在煤層氣電網(wǎng)中沒有發(fā)現(xiàn)由于操作過電壓引起的電力電容器故障,但也應(yīng)加強(qiáng)這方面的預(yù)防工作,一方面煤層氣電網(wǎng)中的電力電容器都采用了真空斷路器來降低操作過電壓的影響,另一方面就是盡量減少電容器的投切次數(shù)。
2.3溫度影響的對(duì)策
對(duì)于溫度過高對(duì)電容器的影響,主要是增強(qiáng)電容器室內(nèi)的通風(fēng)情況,為防止小動(dòng)物進(jìn)入室內(nèi)可以選用網(wǎng)狀的封堵方式,也可以增加一些降溫設(shè)施。再就是加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢查次數(shù)和檢査頻率,增長開門通風(fēng)的時(shí)間。
2.4諧波影響的對(duì)策
對(duì)于系統(tǒng)中有諧波源,并且影響到電容器安全運(yùn)行時(shí),應(yīng)首先對(duì)用戶采取相應(yīng)的有關(guān)措施來降低高次諧波分量,主要有:增加整流器的相數(shù)、限制大型整流器在電網(wǎng)中的連接容量、采用調(diào)諧電抗器、微電感電阻和濾波電容器等制成高次諧波濾波裝置。其次應(yīng)考慮由于電網(wǎng)系統(tǒng)中諧波的存在,所采取的方法,目前來說,方法就是在電容器回路中串聯(lián)電抗器,現(xiàn)在煤層氣電網(wǎng)中35kV變電站和10kV開閉所的電容器回路都串聯(lián)接入了電抗器,效果非常明顯。
3安科瑞AZC/AZCL智能集成式電容器介紹
3.1產(chǎn)品概述
AZC/AZCL系列智能電容器是應(yīng)用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新一代無功補(bǔ)償設(shè)備。它由智能測(cè)控單元,晶閘管復(fù)合開關(guān)電路,線路保護(hù)單元,兩臺(tái)共補(bǔ)或一臺(tái)分補(bǔ)低壓電力電容器構(gòu)成??商娲R?guī)由熔絲、復(fù)合開關(guān)或機(jī)械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導(dǎo)線連接而組成的自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置。具有體積更小,功耗更低,維護(hù)方便,使用壽命長,可靠性高的特,適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)對(duì)無功補(bǔ)償?shù)母咭蟆?/p>
AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器,可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數(shù)、頻率、電容器路數(shù)及投切狀態(tài)、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內(nèi)部晶閘管復(fù)合開關(guān)電路,自動(dòng)尋找投入(切除),實(shí)現(xiàn)過零投切,具有過壓保護(hù)、缺相保護(hù)、過諧保護(hù)、過溫保護(hù)等保護(hù)功能。
3.2產(chǎn)品選型
AZC系列智能電容器選型:
AZCL系列智能電容器選型:
3.3產(chǎn)品實(shí)物展示
AZC系列智能電容模AZCL系列智能電容模塊
安科瑞無功補(bǔ)償裝置智能電容方案
4結(jié)束語
電力電容器的故障與本身的制造質(zhì)量及其控制、電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)、電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)、外部的環(huán)境等因素有關(guān),正確分析故障,提出注意的問題和改進(jìn)的方法,進(jìn)而減少或杜絕故障的發(fā)生,更好地提高功率因素。降低電能損失、減少設(shè)備損壞,提高煤層氣電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性,提升水電廠的服務(wù)形象,為進(jìn)一步開拓新的供電服務(wù)市場創(chuàng)響水電品牌。
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