摘要：并聯電容器主要用于補償電力系統感性負荷的無功功率，以提高功率因數，改善電壓質量，降低線路損耗，本章主要分析電容器并聯補償裝置正常運行時，電容器框架電位沒有固定或接觸不好、造成電容器與框架之間產生過電壓現象，可能造成絕緣破壞。另外有分析了電力電容器的壽命與運行中溫度、電壓等因素有關，這些因素會影響電容器實際使用壽命,提出了在使用中注意的問題,無疑將大大提高電力電容器在電網中運行的可靠性和使用壽命。
關鍵詞：并聯電容器,使用壽命,運行
1.框架帶電位注意問題
電容器并聯補償裝置正常運行時，電容器及框架連接方式是倆電容器中間連接位置不是接地，而是接支撐框架，框架對地是絕緣的，這樣接，是為了降低每串電容器的絕緣水平。在安裝時電容器框架的電位需要固定，如低壓端子的電位為0，高壓端子的電位為U，則一般情況下，應將電容器框架的電位固定在U/2上，這樣能夠保證電容器及框架間的絕緣更為可靠。圖1為電容器及框架連接示意圖，圖中的電容器裝置采用4串兩并的結構，使用連接線將電容器框架的電位固定為電容器裝置高壓端子電位的1/2。
如果在實際電容器裝置中，電容器框架的電位沒有固定或接觸不好，則可將電容器裝置等效為圖2。圖中C為電容器裝置電容量，C1為電容器與框架間的分布電容，C2為框架與大地之間的分布電容器，電容C充電電壓為U。
由圖2可以推導出框架上的電壓(即電容器低壓端子與框架之間的電位差)為：
則電容器高壓端子與框架之間的電位差為：
由公式(1)、(2)可以看出，無論C1、C2如何取值，電容器與框架之間的電位差都滿足 (U1、U2總有一個滿足此條件)。要使電容器與框架間的絕緣最為安全，則電容器與框架間的電位差最小為U/2，即框架的電位為U/2時，絕緣的可靠性最大。因此，在實際的電容器裝置中，框架電位必須被固定在電容器裝置充電電壓的一半處。
2.電容器溫度、電壓對電容器壽命的影響
電力電容器的特點是具有很大的極板面積,極板間的介質上長期承受著遠高于其它電器的電場強度。而且電力電容器與大多數其它電器不同,一旦投入電網就將連續在滿負荷下運行,這就決定了電力電容器的實際使用壽命與運行條件中的溫度、電壓、諧波、涌流等因素有關。研究、分析這些影響電容器實際使用壽命的因素,提出相應的解決辦法,無疑將大大提高電力電容器在電網中運行的可靠性和使用壽命，其技術經濟效益將是相當可觀的。國標《并聯電容器》(GB3983—89)規定電容器長期工頻過電壓為1.1倍額定電壓。而諧波加工頻電壓以其引起的電流不超過電容器過電流的規定為原則。標準規定：在額定頻率和正弦電壓下電容器的過電流不超過1.3倍。文獻1指出，不能將該規定簡單理解為工頻加諧波電流有效值不大于1.3倍額定電流。這是因為電容器的過電流能力是受過熱條件限制的。文獻2中詳細證明了，在諧波條件下，從等值發熱角度，基波加諧波應小于1.3倍額定電流，一般為1.1~1.2倍額定電流。
電容器過載容量規定是“在計入穩態過電壓、穩態過電流和電容正偏差各因素的作用下，電容器總的容量不超過1.35QCN”。根據這個規定，似乎電容器在1.1倍額定電壓下工作時，電流可達1.23倍的額定電流。但當考慮到過熱條件限制時，這樣做顯然是不合理的，這將導致電容器的壽命急劇降低。
現以電容器在1.1倍額定電壓下工作為例，說明電容器壽命受到的影響。由文獻3可得，若電容器在額定電壓下工作時壽命為L0，則其在1.1倍額定電壓下工作時，壽命可按照公式(1)計算。
L=Lo(U/Uo)-4(E(U)/Eo)-3.5=L0(U/U0)-7.5(1)
若電容器在額定電壓下的壽命為20年，則可以得到電容器在1.1倍額定電壓下工作的壽命為9.79年。可以看出在1.1倍額定電壓下工作，電容器的壽命降低的非常明顯。如果此時電容器的總容量為1.35QCN，則此時電容器的壽命將會進一步降低，電容器工作的可靠性將極低。
電容器的發熱功率由以下幾個部分組成：
1)介質損耗(Dielectric losses);
2)介質傳導損耗(Dielectric conduction losses);
3)界面極化損耗(Interfacial polarization losses);
4)局部放電虧損耗(Partial discharge losses can);
5)歐姆電阻損耗(Ohmic resistance losses);
6)渦流損耗(Eddy current losses)。
以上各部分都將由于諧波的引入而對電容器的過熱條件產生影響，而且不同次數的諧波對其產生的影響大不相同。因此，在電容器的生產和使用過程中必須注意諧波對以上損耗造成的影響，避免發生電容器由于過熱而退出使用，甚至是爆炸。
參考文獻：
1、盧本平，電容器組的諧波過載能力，1996.4。
2、并聯電容器裝置的諧波響應與抑制對策研究。電力工業部電力科學研究院，2000，11。
3、 David L. Smith, Mark E Savage, Gerold R. Ziska, et al.ZR MARX CAPACITOR LIFETIME TEST RESULTS. the Proceedings of the 2004 Power Modulator Conference in San Francisco, CA, May 23-26, 2004, paper number P-HPG & HCL 1-1.
