通過一起事故原因的分析，並從電力電容器本身特性、無功功率補償控制器具備的保護功能以及安裝熱繼電器可能帶來不易解決的問題等方面簡單闡述了在電容器組迴路中用熱繼電器做為電力電容器的過載保護是沒有必要的。
筆者曾經手一個配電室低壓無功補償櫃改造項目，具體情況如下：該配電室為一製藥廠生產車間綜合配電室，設備運行已近兩年。近期一次例行維護時發現，無功補償櫃內有一組電容器漲裂，接線端子處有明顯滲漏痕跡，故退出運行，要求改造。
該無功補償櫃主開關選用了塑殼斷路器，電容器組分支迴路選用了熔斷器+接觸器+熱繼電器+電容器的組合方式，總補償容量150kVar，共分6步等容投切，每步25kVar；控制器為某國產品牌JKL5C型無功補償控制器，電容器型號為BSMJ-0.4-25-3。漲裂的電容器位於第2步。
鑑於電容器只是漲裂而沒有發生爆炸，可初步斷定電容器故障原因為過載而非短路。電容櫃曾成功運行一年有餘，且其它迴路正常，排除系統諧波引起過載原因。經多次測量，系統電壓基本穩定在400V～430V，電容器額定電壓為400V，系統電壓並未超過電容器額定電壓的1.1倍，排除因過電壓引起過載原因。
筆者仔細查看了電容器迴路熱繼電器的整定值，發現各迴路整定值各不相同，故障迴路整定值為36A左右，恰為25kvar電容器額定電流值，熱繼電器復位方式為自動復位。筆者將故障電容器解除，其餘迴路手動投入運行。用卡表分別測量電容運行電流，記入下表一中，同時記錄熱繼電器整定電流。
註：表中熱繼電器整定值非精確值。
從上表中的數據可看出，電容器的實際運行電流均比銘牌標註額定電流值36A要大，電流最大的一組達到了43.10A，為額定電流的1.197倍。這裡除了系統電壓偏高的因素外，電容器本身的偏差也是原因之一。
筆者將第1及第5步迴路熱繼電器整定為故障迴路值即36A，等待觀察。如此，則：第1步：Ic1/Ih1=37.52/36=1.042倍；第5步：Ic2/Ih5=43.10/36=1.197倍；
將電容器組重新投入運行，約28分鐘時，第5步熱繼電器動作，該組電容器被切除。經過大約10分鐘，熱繼電器自動復位，電容器再次投入運行。此後經過大約每20分鐘熱繼電器動作，冷卻約8分鐘熱繼電器復位。在連續觀察的兩個小時時間內，電容器共進行了3次投切。而第1步在兩個小時內沒有動作。至此，初步斷定電容器組故障原因是熱繼電器整定值偏小，在運行過程中頻繁投切造成的。
但該補償櫃曾有一年有餘的成功運行經驗，照此投切頻率，電容器故障當早發生。
問及負載情況，該配電室負責人告知，大約半年之前，車間新增設備，由於沒有預留配電迴路，故從該配電室低壓櫃內一備用迴路引出電源，設備功率約80kW。將該新增設備開關斷開，手動投入全部剩餘5組電容器，功率因數達到0.92；將新增設備投入運行，功率因數降至0.89。查看新增設備功率，為82kW,功率因數為0.8，通過計算，符合上述情況。
可作如下分析：當未有新增設備時，投入5組電容器功率因數可達到0.92，控制將不再投入電容器。當第2步電容器被熱繼電器切除，控制器接著投入第6步電容器。經過冷卻時間，熱繼電器復位，第2步電容器再次投入運行，本著「先投先切」的原則，控制器將會切除第1步電容器；當第2步電容器再次退出，控制器將再次投入第1步電容器；當第2步電容器第2次投入，控制器將會切除第2步電容器。如此，經過這一過程，第2步電容將長時間退出運行，並不影響補償效果和設備正常運行。控制器和熱繼電器交叉投切過程見下表二。
繼電器第2次復位時，控制器將第2步電容器切除，系統將保持5步電容器投入運行的狀態，第2步電容器並沒有頻繁投切。
當新增設備投入運行，由於功率因數達不到要求，控制將會投入全部電容器。第2步電容則將在控制器「不知情」的情況下，被熱繼電器「控制」：熱繼電器動作（切除）-熱繼電器自動復位（投入），如此頻繁投切。按照每小時2次的投切頻率，每24小時投切48次（該生產車間為三班制），半年累計投切8000多次。實際投切次數為標準要求的約3.5倍，此為造成電容器故障的原因。
自動投入電容器組，並停掉部分設備，使系統投入4組電容器時功率因數達到0.93，如此，若第5步熱繼電器整定值依然為36A,那麼，經過熱繼電器的第4次復位（故障迴路為第2步），第5步電容器將切除，系統維持穩定。經觀察，現場情況符合推斷。
經用戶單位同意，更換故障電容器，並將熱繼電器接線改為僅作用於信號，供值班人員及時發現問題並做處理。改造完成至今運行已半年有餘，未出現故障。
經過該事故原因分析，並查閱了相關資料，筆者認為：在低壓電容器組無功補償系統中，設置熱繼電器作為保護元件是沒有必要的。相反，由於安裝了熱繼電器，但熱脫扣電流整定不當和熱繼電器復位方式難於選擇，在運行中容易出現其他問題。
一、電容器本身的特性決定了不必要用熱繼電器保護
我們知道，引起電容器的負荷變化的原因有兩個，其一是電壓的波動。在其他條件不變的情況下，電容器的電流與電壓是成正比的。當電網電壓升高10%，相應的電容器電流也會升高10%。電容器的穩態過電流可達1.30倍額定電流，在1.10倍電網額定電壓下電容器可保證長期運行。
二、無功功率補償控制器具有過電壓和過電流的保護功能
只要不是市場上的淘汰產品，無功補償控制器都具有過電壓保護的功能，在電壓異常的情況下，控制在短時間內能夠切除所有電容器組並閉鎖，直到電壓恢復正常。
目前，市場上的高端控制器還具有諧波檢測功能，當系統中諧波含量超過規定值時，控制器同樣能夠切除所有電容器組並閉鎖，直到電網恢復正常。
三、熱繼電器的動作電流不易整定，復位方式難於選擇
當電容器迴路安裝了熱繼電器並且作用於投切接觸器斷開時，容易引起其它一些不易解決的問題。首先是熱繼電器的動作電流不易整定，其次是熱繼電器的復位方式難於選擇。
雖然說電容器一旦投入工作就在滿載下運行，但由於電容器本身容量的誤差和電壓波動，其真實的運行電流是在某一範圍內不斷變化的，熱繼電器的整定值不易調整到最合適的值，造成的結果是要麼不動作，要麼誤動作。再者，熱繼電器動作受溫度影響，配電室的氣溫冬夏差別較大，熱繼電器無法根據實際溫度做出合適的偏差補償。
熱繼電器一般有兩種復位方式：手動復位和自動復位。在電容器迴路中，如果安裝了熱繼電器且設置為「手動復位」方式，那麼一旦該繼電器動作，在維護人員發現之前，該組電容器將無法投入工作。一旦同時有幾組熱繼電器動作，在維護人員發現之前，這些電容器將無法再投入工作，這樣就會造成總補償量不足，功率因數達不到要求，用電質量降低。
若熱繼電器設置為「自動復位」方式，就有可能發生本文中闡述的故障情況：熱繼電器在控制器「不知情」的情況下控制某組或某幾組電容器的頻繁投切，這對電容器是十分不利的。
頻繁投切對電容器有以下危害：
1、使電容器的絕緣介質老化過程加速2、過電壓使自愈性能惡化提前失效3、使電容器的局部放電加劇，加快絕緣老化和電容量衰減。綜上所述，在低壓並聯電容器組無功補償迴路中，熱繼電器不是必需安裝的器件。但可將熱繼電器作用於信號引至配電值班室，同時根據實際情況多次整定，以便接近實際運行值，以便在有異常情況時及時發現並處理。
（本文選編自《電氣技術》，原文標題為「 由一起事故淺談低壓並聯電容器無功補償迴路中熱繼電器沒有必要」，作者為高會賓。）