功率電容器的工作原理和用途

??????電力電容器，電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備中使用的電容器。由中間的絕緣介質(zhì)隔開的任意兩根金屬導(dǎo)體形成電容器。電容器電容的大小取決于其幾何尺寸和兩個電極板之間絕緣介質(zhì)的特性。當(dāng)電容器在交流電壓下使用時，電容器的容量通常由其無功功率表示，單位是用盡或用盡。本期將詳細(xì)介紹功率電容器的分類，原理，安裝，操作和維護(hù)。 ？并聯(lián)電容器是一種無功功率補(bǔ)償裝置，在線路上并聯(lián)連接，其主要作用是補(bǔ)償系統(tǒng)的無功功率，提高功率因數(shù)，從而減少功率損耗，提高電壓質(zhì)量和設(shè)備利用率。串聯(lián)電容器主要用于補(bǔ)償電力系統(tǒng)的電抗，并且經(jīng)常用于高壓系統(tǒng)。 ？功率電容器的分類？根據(jù)安裝方法的不同，功率電容器可分為室內(nèi)和室外兩種，根據(jù)其額定工作電壓，可分為低壓和高壓兩種；低壓并聯(lián)電容器除外；其余為單相，按外殼材料可分為金屬外殼，瓷絕緣外殼，膠木管外殼等。按用途可分為以下8種：1）并聯(lián)電容器。以前稱為相移電容器。它主要用于補(bǔ)償電力系統(tǒng)中感性負(fù)載的無功功率，以提高功率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量并減少線路損耗。 2）串聯(lián)電容器。它與工頻高壓輸配電線路串聯(lián)，以補(bǔ)償線路的分布電感，提高系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性，提高線路的電壓質(zhì)量，延長輸電距離，增加輸電容量。 3）耦合電容。它主要用于高壓通信，測量，控制，高壓電力線的保護(hù)，并用作提取電能的設(shè)備的組件。 4）斷路器電容器。最初稱為均壓電容器。并聯(lián)連接起到使超高壓斷路器的斷裂均勻化的作用，從而使斷裂之間的電壓在斷裂過程中和斷開時均勻，并且可以改善斷路器的滅弧特性，并提高斷路器的滅弧性能。提高分?jǐn)嗄芰Α?5）電加熱電容器。它用于頻率為40到24000 Hz的電加熱設(shè)備系統(tǒng)中，以提高功率因數(shù)并改善環(huán)路電壓或頻率的特性。 6）脈沖電容器。它主要起儲能的作用，并被用作基本的儲能元件，例如脈沖電壓發(fā)生器，脈沖電流發(fā)生器，斷路器測試的振蕩電路。 7）直流和濾波電容器。用于高壓直流裝置和高壓整流濾波裝置。 ？ 8）標(biāo)準(zhǔn)電容器。它在工頻高壓測量介電損耗電路中用作標(biāo)準(zhǔn)電容器或用于測量高壓的分壓器。功率電容器的結(jié)構(gòu)？功率電容器的基本結(jié)構(gòu)包括：電容元件，浸漬劑，緊固件，導(dǎo)線，外殼和套管。結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。圖1 ？？補(bǔ)償電容結(jié)構(gòu)圖？低于1kV的額定電壓稱為低壓電容器，高于1kV的額定電壓稱為高壓電容器，由三相，三角形連接線組成，內(nèi)部組件并聯(lián)，每個并聯(lián)組件都有獨(dú)立的保險絲，高壓電容器為通常制成單相，內(nèi)部組件并聯(lián)。外殼焊接有密封的鋼板，鐵芯由串聯(lián)和并聯(lián)連接的電容器元件組成。電容器元件使用鋁箔作為電極，并用復(fù)合膜絕緣。電容器內(nèi)衣絕緣油（礦物油或十二烷基苯等）用作浸漬介質(zhì)。 （1）電容性元件用固體介質(zhì)和一定厚度和層數(shù)的鋁箔電極卷制而成。幾個電容元件并聯(lián)并串聯(lián)以形成電容器芯。在電壓為10 kV及以下的高壓電容器中，保險絲串聯(lián)在每個電容元件上，作為電容器的內(nèi)部短路保護(hù)。當(dāng)一個組件發(fā)生故障時，其他完好無損的組件會對其放電，從而導(dǎo)致保險絲在數(shù)毫秒內(nèi)迅速熔斷，從而排除故障組件，從而使電容器可以繼續(xù)正常工作。電容性元件的結(jié)構(gòu)如圖2所示。電容元件的結(jié)構(gòu)？ （2）浸漬劑通常將電容器芯放置在浸漬劑中，以提高電容元件的介電強(qiáng)度，改善局部放電特性和散熱條件。浸漬劑一般包括礦物油，氯化聯(lián)苯，SF6氣體等。（3）外殼和外殼通常用薄鋼板焊接，表面涂有阻燃涂料，出口外殼焊接在外殼蓋上，箱體的側(cè)壁焊接有懸掛的攀登和接地螺栓。大容量集體電容器的箱蓋上還設(shè)有油枕或金屬膨脹器和泄壓閥，箱的側(cè)壁上設(shè)有片狀散熱器和壓力型溫度控制裝置。連接端子從出口瓷套管引出。電容器模型的含義如下圖所示。 ？功率電容器的作用？ （1）串聯(lián)電容器的作用？ 1）增加線路端電壓。串聯(lián)連接的電容器使用其電容電抗xc補(bǔ)償線路的電感xl，從而減小了線路的壓降，從而增加了線路末端（受電端）的電壓。通常，線路末端的電壓可以增加高達(dá)10％?20％。 2）減少接收端的電壓波動。當(dāng)線路終止于變化很大的沖擊負(fù)載（例如電弧爐，焊接機(jī)，電軌等）時，串聯(lián)電容器可以消除電壓的急劇波動。這是因?yàn)榇?lián)電容器對線路中電壓降的補(bǔ)償效果隨通過電容器的負(fù)載而變化，并且具有隨負(fù)載的變化而即時調(diào)節(jié)的性能，從而可以自動保持負(fù)載處的電壓值端（受電端）。 3）提高線路傳輸能力。由于該線路與電容器的補(bǔ)償電抗xc連接，因此線路的電壓降和功率損耗減小，并且線路的傳輸容量相應(yīng)地增加。 4）改善系統(tǒng)潮流分配。在封閉網(wǎng)絡(luò)中，一些電容器串聯(lián)連接在某些線路上，這部分地改變了線路電抗，并使電流按照指定的線路流動，從而達(dá)到了經(jīng)濟(jì)分配電力的目的。 5）提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。將線路插入電容器后，線路的傳輸容量得到了提高，這本身就提高了系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。當(dāng)線路故障被部分切斷時（例如，雙回路切斷一次，而單相回路切斷一個相），系統(tǒng)等效電抗急劇增加。這時，串聯(lián)電容器被強(qiáng)制補(bǔ)償，即，電容器串在短時間內(nèi)被強(qiáng)制改變。 1.并聯(lián)的數(shù)量，暫時增加電容電抗xc，減少系統(tǒng)的總等效電抗，增加傳輸?shù)臉O限功率（Pmax = U1U2 / xl-xc），從而提高系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。 （2）并聯(lián)電容器的作用并聯(lián)電容器在系統(tǒng)總線上并聯(lián)連接，類似于系統(tǒng)總線上的容性負(fù)載。它吸收系統(tǒng)的容性無功功率，這等效于并聯(lián)電容器發(fā)送給系統(tǒng)的感性無功功率。 。因此，并聯(lián)電容器可以向系統(tǒng)提供感應(yīng)無功功率，系統(tǒng)運(yùn)行的功率因數(shù)，提高接收端總線的電壓水平，同時減少感應(yīng)無功功率在系統(tǒng)上的傳輸。線路，降低電壓和功率損耗，從而提高傳輸線的傳輸容量。功率電容器的安裝？安裝補(bǔ)償電容器的環(huán)境要求如下：1）電容器應(yīng)安裝在無腐蝕性氣體，無蒸汽，無劇烈振動，撞擊，爆炸，可燃性等危險的場所。少于第二類。 2）安裝在室外的電容器應(yīng)防止陽光直射。 3）電容器室的環(huán)境溫度應(yīng)符合制造商規(guī)定的溫度，通常為40°C。4）在電容器室中安裝風(fēng)扇時，應(yīng)在電容器組的上端安裝出風(fēng)口。進(jìn)氣和排氣風(fēng)扇應(yīng)對角安裝。 5）電容器室可采用自然采光或人工采光，無需加熱裝置。 6）高壓電容器室的門應(yīng)向外打開。安裝電容器的技術(shù)要求如下：1）為了節(jié)省安裝空間，高壓電容器可以分層安裝在鐵架上，但垂直放置的層數(shù)不能超過三層，并且在層之間不應(yīng)安裝水平的層狀墊片，以確保良好的散熱。上，中，下三層電容器的安裝位置應(yīng)一致，且品牌名稱應(yīng)朝外。 2）安裝高壓電容器的鐵架排成一排或兩排，檢查行人間應(yīng)留在行間，走道的寬度應(yīng)不小于1.5m。 3）高壓電容器組的鐵架必須被堵住。最好將網(wǎng)孔堵住3?4cm2。 4）高壓電容器的殼體之間的距離一般應(yīng)不小于10cm，低壓電容器的殼體之間的距離應(yīng)不小于50mm。 5）在高壓電容器室內(nèi)，上下兩層之間的凈距應(yīng)不小于0.2m，下層電容器的底部與地面之間的凈距應(yīng)不小于0.3m。 6）每個電容器與母線之間的接線應(yīng)為單獨(dú)的軟線，并且不應(yīng)使用硬母線連接方法，以免在安裝或操作過程中漏油或因瓷套管上的應(yīng)力造成損壞。 7）安裝時，電路與接地部分的接觸面應(yīng)良好。由于電容器電路中的接觸不良，可能會產(chǎn)生高頻振蕩電弧，從而導(dǎo)致電容器的工作電場強(qiáng)度增加和熱量損壞。 8）在低電壓等級的電容器串聯(lián)連接并在高電壓等級的網(wǎng)絡(luò)中工作時，在每個單元的外殼和地面之間，應(yīng)安裝諸如與工作電壓等級等效的絕緣子的措施。確保可靠的絕緣。 9）星形連接電容器后，可使用較高的額定電壓，并且中性點(diǎn)不接地時，電容器外殼應(yīng)接地。 10）在安裝電容器之前，應(yīng)分配一次電容以平衡各相，并且偏差不得超過總?cè)萘康?％。安裝繼電保護(hù)裝置時，還應(yīng)滿足運(yùn)行中平衡電流誤差不超過繼電保護(hù)工作電流的要求。 11）應(yīng)當(dāng)單獨(dú)補(bǔ)償電容器的接線：對于直接啟動或通過壓敏電阻啟動的感應(yīng)電動機(jī)，功率因數(shù)改善電容器可以直接連接到電動機(jī)的輸出端子，并且不應(yīng)使用任何開關(guān)設(shè)備或保險絲。安裝在兩者之間。對于以星形三角形起動器啟動的感應(yīng)電動機(jī)，最好使用三個單相電容器，每個電容器直接并聯(lián)連接到每個相繞組的兩個端子，因此電容器接線始終與繞組連接同相一致。 ？ 12）對于組補(bǔ)償?shù)蛪弘娙萜?，?yīng)將其連接到低壓組總線電源開關(guān)的外部，以防止在關(guān)閉組總線開關(guān)時發(fā)生自勵磁現(xiàn)象。 13）集中補(bǔ)償?shù)牡蛪弘娙萜鹘M應(yīng)有特殊要求設(shè)計(jì)并安裝在主線開關(guān)的外部，而不是低壓總線上。 ？功率電容器的操作？ （1）電容器的安全使用電容器應(yīng)在額定電壓下使用。如果暫時不可能，則可以在超過額定電壓5％的范圍內(nèi)運(yùn)行，當(dāng)超過額定電壓的1.1倍時，則僅允許短期運(yùn)行。但是，當(dāng)插座長時間處于過電壓狀態(tài)時，請嘗試消除這種情況。 ？電容器應(yīng)在三相平衡額定電流下運(yùn)行。如果暫時不可能，則不允許長時間以超過額定電流1.3倍的電流工作，以確保電容器的使用壽命。設(shè)備電容器組所在位置的環(huán)境溫度不得超過40°C，24小時內(nèi)的平均溫度不得超過30°C，一年內(nèi)的平均溫度不得超過20°C。電容器外殼不應(yīng)超過60℃。如果發(fā)現(xiàn)以上現(xiàn)象，則應(yīng)使用人工冷卻，如有必要，請斷開電容器組與網(wǎng)絡(luò)的連接。 （2）電容器相關(guān)參數(shù)的監(jiān)視1）溫度的監(jiān)視。在沒有制造商規(guī)定的情況下，電容器的溫度通常應(yīng)為-40℃?40℃，在電容器外殼上粘貼溫度顯示蠟。工作期間電容器溫度異常高的原因包括：工作電壓過高（介電損耗大），諧波的影響（小電容和大電流），閉合浪涌電流（頻繁開關(guān)）以及散熱條件惡化。 2）電壓監(jiān)控。它應(yīng)在額定電壓下運(yùn)行，并且還應(yīng)允許在1.05倍額定電壓下運(yùn)行，并且在1.1倍額定電壓下不超過4小時。 3）電流監(jiān)控。它應(yīng)在額定電流下運(yùn)行，并允許在1.3倍額定電流下運(yùn)行。電容器組的三相電流之差不應(yīng)超過±5％。 （3）電容器的輸入和撤除當(dāng)功率因數(shù)低于0.85且電壓低時，應(yīng)輸入電容器；當(dāng)功率因數(shù)接近1且有導(dǎo)通趨勢時，應(yīng)在電容器的輸出時撤除電壓。電壓高。當(dāng)出現(xiàn)以下故障之一時，應(yīng)緊急排除：①連接點(diǎn)嚴(yán)重過熱甚至熔化；②瓷套的飛弧放電；③外殼的膨脹變形；④電容器組的聲音或放電裝置異常，在連接功率電容器組之前，應(yīng)使用兆歐表檢查放電網(wǎng)絡(luò)。打開和關(guān)閉電容器組時，必須考慮以下幾點(diǎn)：1）當(dāng)母線（母線）上的電壓超過額定電壓最大允許值的1.1倍時，禁止將電容器組連接到電源上網(wǎng)格。 2）除自動重復(fù)存取外，不得在斷開電網(wǎng)后1分鐘內(nèi)重新連接電容器組。 3）打開和關(guān)閉電容器組時，請選擇不會產(chǎn)生危險過電壓的斷路器，斷路器的額定電流應(yīng)不低于電容器組額定電流的1.3倍。 ？維修功率電容器？ （1）操作電容器的注意事項(xiàng)1）通常情況下，在整個站斷電時，應(yīng)先斷開電容器斷路器，然后再斷開各出口斷路器，恢復(fù)供電后，順序顛倒。 2）發(fā)生事故時，必須在整個站的電源故障后斷開電容器的斷路器。 3）并聯(lián)電容器組的斷路器跳閘后，不允許強(qiáng)力輸電，保險絲燒斷后，不允許在發(fā)現(xiàn)原因前更換保險絲進(jìn)行輸電。 4）對于并聯(lián)電容器組，禁止帶電閉合，再次閉合時，必須在斷開后3分鐘內(nèi)執(zhí)行。 5）配備并聯(lián)電阻的斷路器不允許使用手動操作機(jī)構(gòu)閉合。 6）高壓電容器組的裸露導(dǎo)電部分應(yīng)覆蓋網(wǎng)孔。在外部檢查期間，禁止打開電容器組的屏蔽d運(yùn)作。 7）禁止將帶額定電壓的電容器組帶電合上。每次斷開后，應(yīng)在短路三分鐘后（即放電后的一小段時間）重新閉合。 8）當(dāng)電容器沒有電壓時，請更換電容器的保險絲。因此，應(yīng)在繼續(xù)操作之前對電容器放電。 （2）故障排除1）電容器上噴油或爆炸著火時，請立即斷開電源，并使用沙子或干式滅火器滅火。 2）電容器的斷路器跳閘，但保險絲未燒斷。電容器放電3分鐘后，請檢查斷路器，電流互感器，電源線和電容器的外部條件。如果未發(fā)現(xiàn)異常，可能是由于外部故障或電壓引起的，請嘗試一下，否則，應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行全面的開機(jī)測試以進(jìn)行保護(hù)。 3）電容器的保險絲燒斷后，請向值班調(diào)度員報(bào)告。獲得同意后，請切斷電源并給電容器放電，然后進(jìn)行外部檢查。用振動篩檢查兩極與地面之間的絕緣電阻，以及接地裝置是否短路。如果未發(fā)現(xiàn)故障跡象，則可以更換保險絲以繼續(xù)操作。如果保險絲在輸電后熔斷，則應(yīng)取出故障電容器。 4）為處理電容器故障，應(yīng)首先斷開電容器的斷路器，并斷開斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)。在電容器組通過放電電阻器放電后，一些殘余電荷可能暫時不會放電，因此仍應(yīng)進(jìn)行人工放電。放電時，請先連接接地線的接地端子，然后使用接地棒多次對電容器放電，直到?jīng)]有放電火花和放電聲為止。但是，在接觸故障電容器之前，還應(yīng)戴上絕緣手套，用短路線將故障電容器的兩端短路，然后手動拆卸和更換。 3）電容器日常檢查的主要項(xiàng)目1）監(jiān)視工作電壓，電流，溫度； 2）外殼是否腫脹，漏油，輔助設(shè)備是否齊全。 3）里面有異常聲音嗎？ 4）保險絲是否燒斷，放電裝置是否良好。 5）所有接點(diǎn)處是否有熱量和小的火花放電。 6）外殼是否干凈，完整，是否有裂紋或飛弧。 7）導(dǎo)線連接處是否有松動，脫落或斷開，母線各處是否有燒傷或過熱現(xiàn)象。 8）室內(nèi)通風(fēng)和機(jī)箱的接地線是否良好。 9）電容器組繼電保護(hù)的動作。專業(yè)開發(fā)生產(chǎn)高壓電氣測試設(shè)備及各種儀器儀表！為您服務(wù)24小時：