摘 要：随着我国城市现代化建设飞速发展，城市配电网不断更新改造，箱式变电站在照明工程中得到了广泛的应用。如何保证照明设备的相关指标符合用电标准，在箱式变中的无功补偿装置就显得尤为重要，但在实际应用中，无功补偿装置经常会出现各种各样的问题，若不能及时排除故障，不仅会影响照明设备的运行，而且会增加经济负担。本文结合多年的实践经验，针对无功补偿装置经常出现的故障进行分析，并提出了解决的建议和措施。
关键词 无功补偿 故障分析 维护
无功补偿在电力供电系统的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。
箱式变电站无功补偿装置设置于低压室内，其包括总开关、分开关、投切部分（接触器）、保护部分（热继电器等过载保护器件）、自控部分（无功补偿控制器、指示灯及转换开关）、仪表（电流表、电流互感器、电压表）以及电容器组（详见图1、图2）。
图1无功补偿控制器
图2电容柜内电气元件基本结构
在实际使用过程中，会碰到电容柜故障未正常运行导致力调电费再次超标的情况，通过工作中常见故障现象及原因分析，一般处理方法如下：
1、电容柜总空开跳闸。其原因主要是总空开额定电流过小，当电容柜所有电容器全部投入运行时，其额定电流大于总空开的额定电流，引起总空开过流跳闸，建议更换匹配的总空开。
2、无功补偿控制器原因。引起电容柜未正常运行的原因一个是控制器未正常工作，通常是电流互感器参数设置错误或者电流、电压采样错误。在设置电流互感器参数时，错误输入的是用于读取电容柜电容电流的电流互感器CT变比参数，而不是电容柜进线采样电流互感器CT变比参数；或者控制器电流、电压采样的相序接线错误，380V的控制器通常电流采样是Ia、电压采样是Ub、Uc，若在接线时未正确将三相采样线接入将导致控制器采样错误，不能正确投切电容器组。而引起电容柜未正常运行的另一个原因是控制器损坏，控制器是电容柜的大脑，大脑不能发号命令，电容器就不能投入工作，当控制器损坏了就只能更换新的控制器了。
3、电容器失效。
①电容器在各种应力作用下随着时间的推移其材料会发生物理和化学变化,最后导致电参数变劣而失效。各种应力的影响可概括为电应力(电压、电流)和环境应力(湿度、温度、震动、冲击等)两种。低压并联电容器一般都采用薄膜金属化工艺,尽管这种电容器具有自愈功能,但是在上述二种应力的长期作用下,电容器后期会因损耗增大而发热,也会发生自愈失败而击穿,结果都是电容器发生膨胀鼓肚、失效（详见图3）。如果制造和使用上存在问题,这种失效将会提前到来。另外电容器在保存及运输过程中环境应力超过标准值，当电容器安装投入使用后，这种失效也尤为明显。所以电容器的保存过程中要求温、湿度在限值范围内，运输过程中竖立摆放、防止颠簸，安装间隙满足要求，运行中电压、电流值满足额定值要求。
图3 电容器发生膨胀鼓肚、失效图
②电容器制造厂为了在竞争中能获取利润,也力求节约材料来降低造价。这势必要求低压并联电容器向小型化、低成本方向发展,但是单位容量的金属化低压并联电容器体积与薄膜的厚度成正比,要减小电容器的体积,只能减少薄膜的厚度,而电容器的可靠性也会随薄膜厚度的减薄而降低。建议购买大品牌制造厂家电容器产品。
③目前电容器自动控制装置大多采用接触器和真空开关等机械装置进行投切,该控制方法存在投切响应速度慢和容易发生失灵等缺点,投入时会产生瞬时涌流,涌流的幅度过大会引起电容器发热和端部接触不良，最后导致电容器损坏（详见图4）。有的用户在电容器安装时接线端子未旋紧,导致端子发热、烧坏。所以必须采用配套的接触器及空开，其额定电流满足电容器运行需求；安装后需对接线端子进行检查，确保接紧、无松动。
图4 电容器损坏图
④近几年随着电力工业的迅猛发展,城乡供电充足,特别在夜间用电低谷,电压偏高现象较为普遍。经常性的电压偏高将导致电容器出现电晕、介质击穿、绝缘电阻下降等现象,最后引起电容器的失效。电容器额定电压有0.4kV和0.45kV，建议选用额定电压为0.45kV等级的低压并联电容器。
⑤谐波超标。供电系统中的谐波是指一些频率为基波频率(在我国取工频50Hz为基波频率)整数倍的正弦波分量，又称为高次谐波。在供电系统中，产生谐波的根本原因是由于给具有非线性阻抗特性的电气设备(又称为非线性负荷)供电的结果。这些非线性负荷在工作时向电源反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电力质量变坏。因此，谐波是电力质量的重要指标之一。以电压谐波为例，箱变低压侧0.38kV的公用电网，当电压总谐波畸变率超过5%，奇次谐波含有率超过4%、偶次谐波含有率超过2%时，将引起电压正弦波产生畸变，严重时波形会产生突变，类似于锯齿波。谐波超标对电容器的危害极大，随着谐波电压的增高，会加速电容器的老化，使电容器的损耗系数增大、附加损耗增加，从而容易发生故障和缩短电容器的寿命。另一方面，电容器的容抗与电网的感抗组成的谐振回路谐振频率等于或接近于某次谐波分量的频率时，就会产生谐波电流放大，使得电容器因过热、过电压等而不能正常运行，最终导致电容器失效。当发生谐波超标时，建议采用高品质的滤波电容器或者采用电容器串联电抗器的方法，有效地抑制谐波，保证电容柜正常运行。