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GUANGXIDIANYE
提高电力电容器可用率、投人率措施的探讨
李明奎
(钦州供电局；广西 钦州市 535000)
【摘 要】 本文分析了电力电容器的制造工艺水平在提高，但在实际运行中可用率、投运率低的原因，并提出了解决措施。
【关键词】 电容器；可用率；投入率
1 引言
电力电容器是一种静止的无功补偿设备。它的主要作用
是向电力系统提供无功功率，提高功率因数。采用就地无功补
偿 ，可以减少输电线路输送电流，起到减少线路能量损耗和压
降，改善电能质量和提高设备利用率的作用。因此，电容器设
备的好坏，对电网的安全可靠供电、降低线损意义重大。
2 电容器的重要性及存在 问题
电力电容器补偿无功的原理如下：
在线路传输有功功率时，有如下关系：
P=、v／丁 UICOSq~
当线路电压U及传输的有功功率 P不变时，提高功率因
数 COS~就可以降低线路电流 I(如图 1)。
I
U X
Ix
IR U
图 1 无功补偿原理
假如系统原来的功率因数及线路电流为 COS~．和I．，提
高系统功率因数后为COS~和I：，则有如下关系：
‘
．
‘ P=x／3 UIICOS~I
P=x／3 UI2COS~2
．
’
． I,cosqoI=I2COS~2
I— Ii !
‘
COS~，
如果线路损耗原来为P 提高功率因数后为PL2,则有：
囝 2007．8(总第89期)
PIJ1=I1‘RL
PL2=I22RL= 11
COS jRL l COS j (p．J ＼ (p．J
按年用电量为450亿千瓦时为例来计算，统计的可变线
损约为 12％，则线损电量约为 54亿千瓦时。假如将系统的功
率因数从 0．85提高到 0．95，则每年的线损可减小 ：
54—54(0．85／0．95) 10．8亿千瓦时
可见，用于无功补偿的电力电容器的节能效果是非常显
著的，加上其改善电能质量和提高设备利用率的作用，它在电
力系统的重要性是毋庸置疑的。但是在实际运行过程中，电容
器的可用率、投入率并不高，使得其难以完全起到应有的作
用。例如，2004年某供电局整个网区的电容器可用率竟然一度
在 60％左右徘徊，投入率也在 10％～20％之间，导致整个网
区无功补偿缺额巨大，严重影响了电网安全和电能质量。电容
器可用率、投入率的计算公式为：
单组电容器可用率=(1一故Ire,J,时数／统。计小时数)X 100％
单组电容器投入率 =(运行小时数 ／统计小时数)X 100％
从这两项与电容器密切相关的统计指标来看，对于电容
器的可用率来说，电容器间隔设备的故障时间越少，其可用率
的指标就越高，如果设备完全没有故障，该指标最高可达到
100％；对于电容器的可用率来说，电容器能够运行出力的时
间越长，其投入率的指标也越高，但考虑到电网无功波动、设
备的备用以及轮换等因素，即使在可用率达 100％的情况下，
投入率一般也不会达到 100％，但是，通过对这两个指标的分
析，便可判断某个地区电网的无功管理水平。
3 原因分析
在分析其原因之前，首先把电容器间隔的设备清单列举
如下(以lOkV典型设计为例，如图2)：
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图 2
密集型电力电容器一台、断路
器一台以及相关继电保护装置
隔离开关三组、电流互感器一
组、电抗器一组
放电线圈一组、高压电缆一段、
避雷器一组
可见，一个电容器间隔的设备
还是相当复杂的。现将某供电局
2003年一年中电容器故障情况列
表如表 1：
表 1
＼ ＼
＼ 故障原因 故障次数
}
电容器本体 无 O
断路器 真空泡故障、保护插件坏 2
隔离开关 机构卡涩、触头烧坏 2
电流互感器 无 O
电抗器 支柱绝缘子放电烧坏 1
放电线圈 渗漏，导致绝缘降低 3
高压电缆 过热 1
避雷器 损坏 1
在上面所列的 10次故障中，真正由电容器本身故障导致
的电容器间隔不能投运的原因是极少甚至是没有的。此外 ，系
统原因也有导致电容器无法正常投入的，如某变电站高压侧
系统电压长期偏高，导致其低压装设的无功设备根本无法投
入(一投就过压跳)。
近年来，我国电容器行业的制造水平逐年提高，再加上运
行经验的不断积累，电容器本身的故障率大为减少，但在电网
无功严重缺乏，急需无功补偿的时候 ，电容器在电网的可用
率、投入率却没有明显的提高。从表 1及结合实际运行情况，
分析得出原因如下：
3．1 电容器可用率 、投入率低的主要原因不在于电容器
本身，而在于其间隔内的其他设备以及电网内的其他因素上；
3．2 间隔内其他设备的选型以及质量问题导致电容器间
隔可用率低；
3．3 电力生产指挥系统在处理电容器间隔故障缺陷的问
题上重视不够，以及采购模式的原因，使得消缺时间远比其他
主设备长，最终导致电容器可用率、投入率低。
综上所述，我们没有采用系统的观点来分析问题，而只把
目光注意在电容器本身上，忽略了其他影响电容器可用率的
因素，导致了电容器故障率逐年降低，但可用率、投入率却上
不去的尴尬。
4 对策
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要改变这一情况，也应该用系统的方法 ，从设计选型、采
购、施工验收、运行管理的每一个环节人手。
4．1 设计选型上，要充分考虑电容器间隔开关频繁动作。
电流远比其他间隔大，耐受过电压也比其他间隔要求高；断路
器的真空泡要尽可能选择高端产品如合资以上品牌，操作机
构由于频繁动作，其可靠性也比其他间隔要求高；避雷器也应
该选择专门用于电容器保护的型号，隔离开关要选择质量好
和制造工艺好的厂家，减少接头发热的几率，特别在户外隔离
开关的选型上，由于 10kV户外隔离开关利润薄，大的正规厂
家都不愿意生产，都是些小厂家在做，应付一些负荷低的农村
出线间隔尚可 ，但用在承载大电流的电容间隔上 ，就很难过关
了。如何解决这一矛盾，一些供电局率先采用了正规大厂生产
的35kV的户外隔离开关，彻底解决了小厂家的 10kV户外隔
离开关的问题，这一经验很快在系统内得以推广。2002年公司
系统在成套并联电容器的技术规范书上还没有对户外隔离开
关进行规 定 ，到 了 2006年 ，已经在其 中明确 了用
GW4—35D／1250(单接地)的型号。同样的，在放电线圈的选型
上，也经历了这一过程。从表 1中可以看出，放电线圈的故障
比例是最高的。从结构原理看，放电线圈就是一台袖珍的单相
全绝缘油浸式的电压互感器，由于也是小厂家生产，工艺不过
关，很容易由于密封差导致绝缘降低最后引发故障。近年来，
国内厂家的制造工艺水平在不断的改善和提高，干式绝缘的
互感器已经开始逐步推广，原来用的油浸式，已改用质量好工
艺佳的干式绝缘放电线圈，此举大幅度地降低了电容器间隔
的故障率，这一项，也在公司2006年的成套并联电容器技术
规范书里得到了确认。
4．2 在采购上，电容器组的成套装置里，大家原来都只是
关注电容器本身只要“系出名门”，而对其他的一些附件如隔
离开关、放电线圈、甚至支柱绝缘子就没有特别的关注。因此，
这些厂家为了在竞争激烈的招投标市场上最终得以低价中
标，就把这些附件产品委托一些出价低廉的小厂家做，结果 自
然可想而知了。在发生问题后，在要求质量保修或是索要备品
更换时，由于这些小厂大多售后服务不到位，而且都要通过这
些大的厂家来中转信息，整个售后服务不尽人意，导致了消缺
时间远比其他的设备要长。因此，必须要从采购模式上有所改
进。第一种方式是在规范书里给卖方指定了附属设备的型号
规格，入围厂家 ，这样就堵住了那些劣质产品的入 口；第二种
(下转第 106页)
2007．8(总第89期) 圃
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开， I、Ⅱ段直流母线分列运行。3号充电机处于热备用状
态。
由此可见，直流系统改造完成后，实现了变电站直流系
统精度高、可靠性强，并具有运行安全灵活等功能。
5 施工步骤 (共分为四个阶段)
5．1 第一阶段：3号充电机屏安装调试，3号充电机接
人原直流母线试运行。将新增 I段直流母线屏 、Ⅱ段直流母
线屏与 3号充电机正确连接。3号充电机屏向新增 I段直流
母线屏、Ⅱ段直流母线屏充电，检查直流屏上各监控模块 、
切换刀闸及开关是否工作正常。对直流系统上送至监控系统
信号进行检查。
5_2 第二阶段：原直流 I段母线与Ⅱ段母线并列，2号
充电机及 2号蓄电池组向 I段、Ⅱ段母线供电。3号充电机
可作为备用电源投入。1号充电机及 1号蓄电池组退出运行。
新增 1号直流联络屏接人 1号充电机及 1号蓄电池组。工作
结束后恢复原直流母线分列运行方式。1号充电机及 1号蓄
电池组同时向新旧直流母线供电。
5．3 第三阶段：原直流 I段母线与Ⅱ段母线并列，1号
充电机及 1号蓄电池组向 I段、Ⅱ段母线供电。3号充电机
可作为备用电源投入。2号充电机及 2号蓄电池组退出运行。
2号直流联络屏接人 2号充电机及 2号蓄电池组。工作结束
后恢复原直流母线分列运行方式。2号充电机及 2号蓄电池
组同时向新旧Ⅱ段直流母线供电。
5．4 第四阶段：将原有直流馈线屏的负荷逐步迁移至新
的直流馈线屏上。全部负荷转移工作结束后，直流系统改造
工作完成。
6 结语
本文从施工方案中分析和论述了变电站旧直流系统的改
造过程，在 500kV罗洞变电站的实际改造中已成功应用 ，方
案中的着重点是保证改造期间变电站 内直流系统 的正常运
行。本直流系统改造的方法可以为其它直流系统改造提供经
验及借鉴。
参考文献
[1]能源部西北电力设计院．电力工程电气设计手册 (2)：电气二
次部分[M]．北京：中国电力出版社， 1991
[21宋继成．220kV～500kV变电所二次接线设计[M]． 北京：中国
电力出版社， 1996
(上接第 103页)
方式是把主设备和附属设备分开采购，这样 ，就可直接联系到
可靠的厂家，售后服务就能得到保证。
4．3 在施工验收和运行管理中，对待电容器间隔也应该
和对待其他馈线间隔一样重视。对于现场运行和检修人员来
说，电容器间隔有故障，退出来了，与其他的出线间隔相比，不
会有客户的投诉电话，也不会承受供电量损失的压力，无功缺
乏困扰到的只是调度人员。因此，在整个生产管理系统中，设
备消缺流程里对于电容器的级别一定不能偏低，整个消缺流
程也应确保高效，而且要强调员工对于制度执行的刚性，能够
在今天修好的就不要拖到第二天，这样 ，才能够从管理上确保
电容器的可用率和投运率的提高。
圃 2007．8(总第89期)
采取这三项措施后，某供电局 2005年电容器可用率达到
了89．80％，到 2006年、2007年(截止到5月份)，可用率都是
100％，投入率从原来的 10％～20％升至了49．5％，效果非常
明显。
5 结 语
要解决提高电力电容器的制造工艺水平和在实际运行中
可用率、投运率低的问题 ，应该采用系统的方法，从设计选型、
采购、施工验收、运行管理的每一个环节人手，这样才能最终
消除电容器可用率、投入率低的障碍。
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