[發明專利]一種并聯補償電容器絕緣狀態診斷方法

在審

• 申請號: 201310628757.0
• 申請日: 2013-12-01
• 公開（公告）號: CN103630810A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 李妍;朱立位;尹雷;楊浩;周光宇;張勇;伏祥運;何玲
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司連云港供電公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬于電氣設備狀態維修領域，特別涉及一種并聯補償電容器絕緣狀態診斷方法。

背景技術

并聯電容器是電力系統的主要無功補償設備。并聯電容器是在較高場強下運行的產品，目前所廣泛使用的全膜電容器的設計場強約為53～57kV/mm，個別產品的設計場強還可更高。制造廠對這類產品保證的年故障率為小于0.2%，即允許運行中有個別電容器被損壞，但損壞的個別電容器，其的損壞不應影響整體電容器裝置的安全運行，更不能使其本身的故障造成其它設備的故障，所以電容器裝置內部必須安裝有單臺電容器故障保護措施以便在部分元件損壞下啟動保護，以便提高電容器裝置整體運行的安全可靠性。實際中的保護措施主要為熔絲。我國電力系統中按照時間發展先是采用外熔絲電容器，后是內外熔絲同時使用，近年開始普遍采用內熔絲的大容量電容器，與國外逐步接軌。我國目前并聯補償電容器組的電壓等級以35kV和10kV為主，66kV及以上電壓等級的電容器組并不多見，此類電容器多為內熔絲電容器。

通常，并聯電容器由高壓套管、高壓引出線、連接片、芯子和不銹鋼材質的油箱等幾部分組成。電容器元件在圓軸上繞制成空心圓筒狀，壓扁之后整齊地疊裝起來并按照額定電壓和容量的需要串并聯組成電容器芯子。單臺電容器內部芯子一般為M并N串的方式連接。芯子經過外包封絕緣后裝入箱殼中密封焊接，再放到真空罐中經過高真空脫水脫氣，注入浸漬劑將聚丙烯薄膜浸透，彌補固體介質聚丙烯薄膜上的電弱點，提高產品的局部放電性能和耐電強度。每個元件理論上是平板電容器，由很薄兩到三層（9-18μm）的電工粗化聚丙烯膜和浸漬劑的復合絕緣介質和更薄的鋁箔（4.5-6μm）電極構成。電容器元件額定電壓通常小于2kV，極板間復合介質厚度約在30μm左右，電容器的額定場強通常都在60-70MV/m左右。容量較大的電容器內部通常帶有內熔絲和放電電阻保護，內熔絲保護——即每一個元件串聯一根鍍錫細銅絲，當其中的某一個元件發生故障，被擊穿的時候，就會造成極板短路，和這個元件并聯的其他正常的元件就會向該短路點釋放電能，產生很大的放電電流，將內熔絲熔化燒斷，使這個元件就從電路中脫離，而其它沒有損壞的電容元件則繼續處于運行狀態。大多數廠家都將內熔絲安裝在元件的側面，并在熔絲與電容元件之間安裝上用絕緣紙制成的襯板，起到隔離的作用，在內熔絲發生熔化燒斷的情況時，起到將熔爆能量與元件進行有效隔離的作用，以保護相鄰元件不受傷害，防止內熔絲發生群體爆炸。

電容器狀態綜合判斷所需要的參數與電容器內部結構有關，但判斷的最終依據都會歸結到電容器和系統的各項性能指標。根據國標GB/T11024.1-2001《標稱電壓1kV以上交流電力系統用并聯補償電容器第1部分：總則性能、試驗和定額安全要求安裝和運行導則》，并聯補償電容器在工作時，電容器上的電壓、基波電流、諧波電流、電容量、環境溫度及外殼溫度是與可以反映出電容器是否處于安全運行的狀態，為了能準確判斷電容器運行狀態，并能記錄故障過程中電容器參數值的變化情況，需要對電容器的運行狀態進行實時監測，為電容器的運行維護提供準確信息。

目前現場運行人員對電容器絕緣狀態的判斷主要依據是：對于電容器組，電容值變化范圍在0～+5%，對于單個電容器，電容值變化范圍在-5%～+10%，超出則需對電容器進行更換。上述方法比較繁瑣。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于過電壓水平的并聯補償電容器絕緣狀態診斷方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種并聯電容器絕緣狀態診斷方法，包括以下步驟：

步驟1、對并聯補償電容器組中的電容器的電壓進行測量，從而確定存在故障電容的單個電容器的位置；確定故障電容的位置的方法具體為：實時測量電容器元件的電壓值，當該電容器元件的電壓值升高，并且升高后的電壓值大于其常態電壓的1.048倍時，該電容器即為故障電容器。

步驟2、確定故障電容器承受的最大過電壓閾值；所述的最大過電壓值為：電容器的電容量減少為原電容量的95%時電容器內完好元件所承受的過電壓閾值。

步驟3、判斷實際測量的電壓值是否高于故障電容器承受的最大過電壓閾值，如果高于，則更換電容器，否則不處理。