[发明专利]一种并联补偿电容器绝缘状态诊断方法

说明书

技术领域

本发明属于电气设备状态维修领域，特别涉及一种并联补偿电容器绝缘状态诊断方法。

背景技术

并联电容器是电力系统的主要无功补偿设备。并联电容器是在较高场强下运行的产品，目前所广泛使用的全膜电容器的设计场强约为53～57kV/mm，个别产品的设计场强还可更高。制造厂对这类产品保证的年故障率为小于0.2%，即允许运行中有个别电容器被损坏，但损坏的个别电容器，其的损坏不应影响整体电容器装置的安全运行，更不能使其本身的故障造成其它设备的故障，所以电容器装置内部必须安装有单台电容器故障保护措施以便在部分元件损坏下启动保护，以便提高电容器装置整体运行的安全可靠性。实际中的保护措施主要为熔丝。我国电力系统中按照时间发展先是采用外熔丝电容器，后是内外熔丝同时使用，近年开始普遍采用内熔丝的大容量电容器，与国外逐步接轨。我国目前并联补偿电容器组的电压等级以35kV和10kV为主，66kV及以上电压等级的电容器组并不多见，此类电容器多为内熔丝电容器。

通常，并联电容器由高压套管、高压引出线、连接片、芯子和不锈钢材质的油箱等几部分组成。电容器元件在圆轴上绕制成空心圆筒状，压扁之后整齐地叠装起来并按照额定电压和容量的需要串并联组成电容器芯子。单台电容器内部芯子一般为M并N串的方式连接。芯子经过外包封绝缘后装入箱壳中密封焊接，再放到真空罐中经过高真空脱水脱气，注入浸渍剂将聚丙烯薄膜浸透，弥补固体介质聚丙烯薄膜上的电弱点，提高产品的局部放电性能和耐电强度。每个元件理论上是平板电容器，由很薄两到三层（9-18μm）的电工粗化聚丙烯膜和浸渍剂的复合绝缘介质和更薄的铝箔（4.5-6μm）电极构成。电容器元件额定电压通常小于2kV，极板间复合介质厚度约在30μm左右，电容器的额定场强通常都在60-70MV/m左右。容量较大的电容器内部通常带有内熔丝和放电电阻保护，内熔丝保护——即每一个元件串联一根镀锡细铜丝，当其中的某一个元件发生故障，被击穿的时候，就会造成极板短路，和这个元件并联的其他正常的元件就会向该短路点释放电能，产生很大的放电电流，将内熔丝熔化烧断，使这个元件就从电路中脱离，而其它没有损坏的电容元件则继续处于运行状态。大多数厂家都将内熔丝安装在元件的侧面，并在熔丝与电容元件之间安装上用绝缘纸制成的衬板，起到隔离的作用，在内熔丝发生熔化烧断的情况时，起到将熔爆能量与元件进行有效隔离的作用，以保护相邻元件不受伤害，防止内熔丝发生群体爆炸。

电容器状态综合判断所需要的参数与电容器内部结构有关，但判断的最终依据都会归结到电容器和系统的各项性能指标。根据国标GB/T11024.1-2001《标称电压1kV以上交流电力系统用并联补偿电容器第1部分：总则性能、试验和定额安全要求安装和运行导则》，并联补偿电容器在工作时，电容器上的电压、基波电流、谐波电流、电容量、环境温度及外壳温度是与可以反映出电容器是否处于安全运行的状态，为了能准确判断电容器运行状态，并能记录故障过程中电容器参数值的变化情况，需要对电容器的运行状态进行实时监测，为电容器的运行维护提供准确信息。

目前现场运行人员对电容器绝缘状态的判断主要依据是：对于电容器组，电容值变化范围在0～+5%，对于单个电容器，电容值变化范围在-5%～+10%，超出则需对电容器进行更换。上述方法比较繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于过电压水平的并联补偿电容器绝缘状态诊断方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种并联电容器绝缘状态诊断方法，包括以下步骤：

步骤1、对并联补偿电容器组中的电容器的电压进行测量，从而确定存在故障电容的单个电容器的位置；确定故障电容的位置的方法具体为：实时测量电容器元件的电压值，当该电容器元件的电压值升高，并且升高后的电压值大于其常态电压的1.048倍时，该电容器即为故障电容器。

步骤2、确定故障电容器承受的最大过电压阈值；所述的最大过电压值为：电容器的电容量减少为原电容量的95%时电容器内完好元件所承受的过电压阈值。

步骤3、判断实际测量的电压值是否高于故障电容器承受的最大过电压阈值，如果高于，则更换电容器，否则不处理。