章《電力電容器》

第十三章電力電容器一、教學(xué)目的及要求1、了解電容器的基礎(chǔ)知識2、理解電容器的安裝與運(yùn)行3、理解電容器的檢查與維修二、教學(xué)學(xué)時：8學(xué)時三、教學(xué)方法：講授四、教學(xué)主要內(nèi)容1、電容器的結(jié)構(gòu)與補(bǔ)償原理2、電力電容器安裝與接線3、電容器的安全運(yùn)行第一節(jié)電力電容器補(bǔ)償原理一、結(jié)構(gòu)和型號電力電容器的型號多按以下方式標(biāo)志：□□□□—□—□1234561：并聯(lián)電容器代號，大寫字母B2：液體介質(zhì)代號，Y表示礦物油、W表示十二烷基笨等3：固體介質(zhì)代號，F(xiàn)表示復(fù)合薄膜、M表示聚丙烯薄膜4：額定電壓，KV5：額定容量，KVar6：相數(shù)，1表示單相、3表示三相電力電容器補(bǔ)償原理電容器的作用：電容器在電子線路中的作用一般概括為：通交流、阻直流。電容器通常起濾波、旁路、耦合、去耦、轉(zhuǎn)相等電氣作用，是電子線路必不可少的組成部分。1、隔直流：作用是阻止直流通過而讓交流通過。2、旁路（去耦）：為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。3、耦合：作為兩個電路之間的連接，允許交流信號通過并傳輸?shù)较乱患夒娐?、濾波：將整流以后的鋸齒波變?yōu)槠交拿}動波，接近于直流。電力電容器補(bǔ)償原理5、溫度補(bǔ)償：針對其它元件對溫度的適應(yīng)性不夠帶來的影響，而進(jìn)行補(bǔ)償，改善電路的穩(wěn)定性。6、計(jì)時：電容器與電阻器配合使用，確定電路的時間常數(shù)。7、調(diào)諧：對與頻率相關(guān)的電路進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)諧，比如手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)。8、整流：在預(yù)定的時間開或者關(guān)半閉導(dǎo)體開關(guān)元件。9、儲能：儲存電能，用于必須要的時候釋放。例如相機(jī)閃光燈，加熱設(shè)備等等。電力電容器補(bǔ)償原理電容器充電：使電容器帶電（儲存電荷和電能）的過程稱為充電。這時電容器的兩個極板總是一個極板帶正電，另一個極板帶等量的負(fù)電。把電容器的一個極板接電源（如電池組）的正極，另一個極板接電源的負(fù)極，兩個極板就分別帶上了等量的異種電荷。充電后電容器的兩極板之間就有了電場，充電過程把從電源獲得的電能儲存在電容器中。電力電容器補(bǔ)償原理電容器放電：使充電后的電容器失去電荷（釋放電荷和電能）的過程稱為放電。例如，用一根導(dǎo)線把電容器的兩極接通，兩極上的電荷互相中和，電容器就會放出電荷和電能。放電后電容器的兩極板之間的電場消失，電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。

電解電容器在一般的電子電路中，常用電容器來實(shí)現(xiàn)旁路、耦合、濾波、振蕩、相移以及波形變換等，這些作用都是其充電和放電功能的演變。電力電容器補(bǔ)償原理二、補(bǔ)償原理電力電容器是一種靜止的無功補(bǔ)償設(shè)備。它的主要作用是向電力系統(tǒng)提供無功功率，提高功率因數(shù)。采用就地?zé)o功補(bǔ)償，可以減少輸電線路輸送電流，起到減少線路能量損耗和壓降，改善電能質(zhì)量和提高設(shè)備利用率的重要作用。補(bǔ)償用電力電容器或者安裝在高壓邊，或者安裝在低壓邊；可以集中安裝，也可以分散安裝。從補(bǔ)償?shù)耐晟频慕嵌瓤?，低壓補(bǔ)償比高壓補(bǔ)償好，分散補(bǔ)償比集中補(bǔ)償好；從節(jié)省投資和便于管理的角度看，高壓補(bǔ)償比低壓補(bǔ)償好，集中補(bǔ)償比分散補(bǔ)償好。第二節(jié)電力電容器安裝與接線一、電容器安裝環(huán)境溫度：不應(yīng)超過40℃相對濕度：不應(yīng)超過80%海拔高度：不應(yīng)超過1000m環(huán)境情況：周圍不應(yīng)有腐蝕性氣體或蒸汽，不應(yīng)有大量灰塵或纖維；所安裝環(huán)境應(yīng)無易燃、易爆危險或強(qiáng)烈震動。電力電容器安裝與接線二、電容器接線三相電容器內(nèi)部為三角形接線；電力電容器（單相）外部回路一般有星形和三角形兩種連接方式：當(dāng)電容器的額定電壓與線路線電壓相等時，應(yīng)采用三角形接線。當(dāng)電容器的額定電壓與線路相電壓相等時，應(yīng)采用星形接線。電容器的基本接線方式

1、電容器接線方式

電力電電容器器安裝裝與接接線2、高壓補(bǔ)補(bǔ)償方方式要要平衡衡輸電電網(wǎng)的的無功功功率率，可可在變變電站站進(jìn)行行集中中補(bǔ)償償。這這種方方式一一般是是將并并聯(lián)電電容器器連接接在變變電站站的10kV母母線上上，主主要目目的是是改善善輸電電網(wǎng)的的功率率因數(shù)數(shù)，提提高母母線電電壓。。優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是管管理容容易、、維護(hù)護(hù)方便便，缺缺點(diǎn)是是對配配電網(wǎng)網(wǎng)的降降損起起不到到什么么作用用。電力電電容器器安裝裝與接接線低壓集集中補(bǔ)補(bǔ)償方方式的的形式式目目前，，較普普遍采采用的的另外外一種種無功功補(bǔ)償償方式式，是是在配配電變變壓器器380V側(cè)進(jìn)進(jìn)行集集中補(bǔ)補(bǔ)償，，補(bǔ)償償裝置置通常常采用用微機(jī)機(jī)控制制的低低壓并并聯(lián)電電容器器柜。。容量量在幾幾十至至幾百百千乏乏不等等，它它是根根據(jù)用用戶負(fù)負(fù)荷水水平的的波動動，投投入相相應(yīng)數(shù)數(shù)量的的電容容器進(jìn)進(jìn)行跟跟蹤補(bǔ)補(bǔ)償。。主要要目的的是提提高專專用變變壓器器用戶戶的功功率因因數(shù)，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)無功功功率率的就就地平平衡，，對配配電網(wǎng)網(wǎng)和配配電變變壓器器的降降損有有一定定作用用，也也保證證該用用戶的的電壓壓水平平。這這種補(bǔ)補(bǔ)償方方式的的投資資及維維護(hù)均均由專專用變變壓器器用戶戶承擔(dān)擔(dān)。電力電電容器器安裝裝與接接線目前國國內(nèi)各各廠家家生產(chǎn)產(chǎn)的自自動補(bǔ)補(bǔ)償裝裝置通通常是是根據(jù)據(jù)功率率因數(shù)數(shù)來進(jìn)進(jìn)行電電容器器的自自動投投切，，也有有為了了保證證用戶戶電壓壓水平平而以以電壓壓為判判據(jù)進(jìn)進(jìn)行控控制。。這種種補(bǔ)償償方式式雖然然利于于保證證用戶戶的電電能質(zhì)質(zhì)量，，但對對電力力系統(tǒng)統(tǒng)并不不可取取。因因?yàn)榫€線路電電壓的的波動動主要要由無無功量量變化化引起起，而而線路路的電電壓水水平由由系統(tǒng)統(tǒng)情況況決定定。當(dāng)當(dāng)線路路電壓壓基準(zhǔn)準(zhǔn)偏高高或偏偏低時時，無無功功功率的的投切切量可可能與與實(shí)際際需求求相差差甚遠(yuǎn)遠(yuǎn)，可可能出出現(xiàn)無無功功功率補(bǔ)補(bǔ)償過過多或或補(bǔ)償償不足足的情情況。。電力電電容器器安裝裝與接接線對配電電系統(tǒng)統(tǒng)來說說，除除了專專用變變壓器器之外外，還還有許許多公公用變變壓器器，而而面向向廣大大家庭庭用戶戶及其其他小小型用用戶的的公用用變壓壓器，，其通通常安安裝在在戶外外的桿桿架上上，進(jìn)進(jìn)行低低壓無無功功功率集集中補(bǔ)補(bǔ)償則則是不不現(xiàn)實(shí)實(shí)的，，難維維護(hù)、、控制制和管管理，，容易易成為為生產(chǎn)產(chǎn)安全全隱患患。這這樣，，配電電網(wǎng)的的補(bǔ)償償度就就受到到了限限制。。4低壓壓(用戶戶終端)分散補(bǔ)補(bǔ)償方式式（個個別補(bǔ)償償）隨隨著社會會經(jīng)濟(jì)的的發(fā)展，，低壓用用戶的用用電量大大幅增長長，企業(yè)業(yè)、廠礦礦和小區(qū)區(qū)等對無無功功率率需求都都很大，，直接對對用戶末末端進(jìn)行行無功補(bǔ)補(bǔ)償。將將最恰當(dāng)當(dāng)?shù)亟档偷碗娋W(wǎng)的的損耗和和維持網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的電電壓水平平。GB50052——1995《供供電系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》指指出，容容量較大大、負(fù)荷荷平穩(wěn)且且經(jīng)常使使用的用用電設(shè)備備，無功功負(fù)荷宜宜單獨(dú)就就地補(bǔ)償償。這樣樣，對于于企業(yè)和和廠礦中中的電動動機(jī)，應(yīng)應(yīng)該進(jìn)行行就地?zé)o無功補(bǔ)償償，即隨隨機(jī)補(bǔ)償償；針對對小區(qū)用用戶終端端，由于于用戶負(fù)負(fù)荷小，，波動大大。地點(diǎn)點(diǎn)分散，，無人管管理，應(yīng)應(yīng)該開發(fā)發(fā)一種新新型低壓壓終端無無功補(bǔ)償償裝置，，并能滿滿足智能能型控制制、免維維護(hù)、體體積小、、易安裝裝、功能能完善、、造價較較低等的的要求。。電力電容容器安裝裝與接線線電力電容容器安裝裝與接線線用戶終端端分散補(bǔ)補(bǔ)償方式式體現(xiàn)了了以下幾幾個方面面的優(yōu)缺缺點(diǎn)：(1)線線損率可可減少20％；；(2)減小電電壓損失失，改善善電壓質(zhì)質(zhì)量，進(jìn)進(jìn)而改善善用電設(shè)設(shè)備啟動動和運(yùn)行行條件；；(3)釋放系系統(tǒng)能量量，提高高線路供供電能力力；(4)缺點(diǎn)點(diǎn)是低壓壓無功補(bǔ)補(bǔ)償通常常按配電電變壓器器低壓側(cè)側(cè)最大無無功功率率需求來來確定安安裝容量量，而各各配電變變壓器低低壓負(fù)荷荷波動的的不同時時性造成成大量電電容器在在較輕載載時閑置置，設(shè)備備利用率率不高。。第三節(jié)電電容容器安全全運(yùn)行一、電容容器運(yùn)行行參數(shù)（1）允允許運(yùn)運(yùn)行電壓壓并并聯(lián)聯(lián)電容器器裝置應(yīng)應(yīng)在額定定電壓下下運(yùn)行，，一般不不宜超過過額定電電壓的1.05倍，最最高運(yùn)行行電壓不不用超過過額定電電壓的1.1倍倍。母線線超過1.1倍倍額定電電壓時，，電容器器應(yīng)停用用。電容器安安全運(yùn)行行（2）允允許運(yùn)運(yùn)行電流流正正常常運(yùn)行時時，電容容器應(yīng)在在額定電電流下運(yùn)運(yùn)行，最最大運(yùn)行行電流不不得超過過額定電電流的1.3倍倍，三相相電流差差不超過過5%。。（3）允允許運(yùn)運(yùn)行溫度度正正常常運(yùn)行時時，其周周圍額定定環(huán)境溫溫度為＋＋40℃℃～－25℃，，電容器器的外殼殼溫度應(yīng)應(yīng)不超過過生產(chǎn)廠廠家的規(guī)規(guī)定值（（一般為為60℃℃或65℃））。電容器安安全運(yùn)行行二、電容容器投入入或退出出電容器組組投入或或退出運(yùn)運(yùn)行應(yīng)根根據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)功率因因數(shù)以及及電壓情情況來決決定。1、正常常情況下下，移相相電容器器組的投投入或退退出運(yùn)行行應(yīng)根據(jù)據(jù)系統(tǒng)無無功負(fù)荷荷潮流或或負(fù)荷功功率因數(shù)數(shù)以及電電壓情況況來決定定，原則則上，按按供電局局對功率率因數(shù)給給定的指指標(biāo)決定定是否投投入并聯(lián)聯(lián)電容器器，但是是一般情情況下，，當(dāng)功率率因數(shù)低低于0.85時時投入電電容器組組，功率率因數(shù)超超過0.95且且有超前前趨勢時時，應(yīng)退退出電容容器組。。當(dāng)電壓壓偏低時時可投入入電容器器組。電容器安安全運(yùn)行行2、電容容器母線線電壓超超過電容容器額定定電壓的的1．1倍或者者電流超超過額定定電流的的1.3倍以及及電容器器室的環(huán)環(huán)境溫度度超過土土40℃℃時，均均應(yīng)將其其退出運(yùn)運(yùn)行。3、當(dāng)電電容器組組發(fā)生下下列情況況之一時時，應(yīng)立立即退出出運(yùn)行：：a．電容容器爆炸炸；b．．電容器器噴油或或起火；；c．瓷瓷套管發(fā)發(fā)生嚴(yán)重重放電、、閃絡(luò)；；d．接接點(diǎn)嚴(yán)重重過熱或或熔化；；e．電電容器內(nèi)內(nèi)部或放放電設(shè)備備有嚴(yán)重重異常響響聲；f．電容容器外殼殼有異形形膨脹。。電容器安安全運(yùn)行行三、電容容器操作作1、在正正常情況況下的操操作電電容容器組在在正常情情況下的的投入或或退出運(yùn)運(yùn)行，應(yīng)應(yīng)根據(jù)系系統(tǒng)功率率因數(shù)以以及電壓壓情況來來決定。。當(dāng)變電電所全部部停電操操作時，，應(yīng)先拉拉開電容容器組開開關(guān)，后后拉開各各路出線線開關(guān)；；當(dāng)變電電所全部部恢復(fù)送送電時，，應(yīng)先合合上各路路出線開開關(guān)，后后合上電電容器組組開關(guān)。。電容器安安全運(yùn)行行2、在異異常情況況下的操操作（1）發(fā)發(fā)生下列列情況之之一時，，應(yīng)立即即拉開電電容器組組開關(guān)，，使其退退出運(yùn)行行：a．．電容器器組母線線電壓超超過電容容器組額額定電壓壓1.1倍以及及通過電電容器組組的電流流超過電電容器組組額定電電流的1．3倍倍時；b．電容容器油箱箱外殼最最熱點(diǎn)溫溫度及電電容器周周圍環(huán)境境溫度超超過規(guī)定定的允許許值時；；c．電電容器連連接線接接點(diǎn)嚴(yán)重重過熱或或熔化；；d．電電容器內(nèi)內(nèi)部或放放電裝置置有嚴(yán)重重異常響響聲；e．電容容器外殼殼有較明明顯異形形膨脹時時；f．．電容器器瓷套管管發(fā)生嚴(yán)嚴(yán)重放電電閃絡(luò)；；g．電電容器噴噴油起火火或油箱箱爆炸時時。電容器安安全運(yùn)行行（2）發(fā)發(fā)生下列列情況之之一時，，不查明明原因不不得將電電容器組組合閘送送電：a．當(dāng)變變電所事事故跳閘閘，全所所無電后后，必須須將電容容器組的的開關(guān)拉拉開；b．當(dāng)電電容器組組開關(guān)跳跳閘后不不準(zhǔn)強(qiáng)送送電；c．熔斷斷器熔絲絲熔斷后后，不查查明原因因，不準(zhǔn)準(zhǔn)更換熔熔絲送電電。（3）禁禁止帶電電荷合閘閘操作電電容器組組每次拉拉閘之后后，必須須通過放放電裝置置隨即進(jìn)進(jìn)行放電電，待電電荷消失失后再合合閘。電電容器組組再次合合閘時，，必須在在斷開三三分鐘之之后進(jìn)行行。（（4）為為了檢查查、修理理的需要要，電容容器斷開開電源后后，工作作人員接接近之前前，不論論該電容容器是否否裝有放放電裝置置，都必必須用可可攜帶的的專門放放電負(fù)荷荷進(jìn)行人人工放電電。電容器安安全運(yùn)行行四、電容容器保護(hù)護(hù)（1)電電容器器組應(yīng)采采用適當(dāng)當(dāng)保護(hù)措措施，如如采用平平衡或差差動繼電電保護(hù)或或采用瞬瞬時作用用過電流流繼電保保護(hù)，對對于3.15kV及以以上的電電容器，，必須在在每個電電容器上上裝置單單獨(dú)的熔熔斷器，，熔斷器器的額定定電流應(yīng)應(yīng)按熔絲絲的特性性和接通通時的涌涌流來選選定，一一般為1.5倍倍電容器器的額定定電流為為宜，以以防止電電容器油油箱爆炸炸。電容器安安全運(yùn)行行(2)除除上述述指出的的保護(hù)形形式外，，在必要要時還可可以作下下面的幾幾種保護(hù)護(hù)：*如如果電電壓升高高是經(jīng)常常及長時時間的，，需采取取措施使使電壓升升高不超超過1.1倍額額定電壓壓。*用用合適適的電流流自動開開關(guān)進(jìn)行行保護(hù)，，使電流流升高不不超過1.3倍倍額定電電流。*如果果電容器器同架空空線聯(lián)接接時，可可用合適適的避雷雷器來進(jìn)進(jìn)行大氣氣過電壓壓保護(hù)。。*在在高壓網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，，短路電電流超過過20A時，并并且短路路電流的的保護(hù)裝裝置或熔熔絲不能能可靠地地保護(hù)對對地短路路時，則則應(yīng)采用用單相短短路保護(hù)護(hù)裝置。。電容器安安全運(yùn)行行(3)正正確選選擇電容容器組的的保護(hù)方方式，是是確保電電容器安安全可靠靠運(yùn)行的的關(guān)鍵，，但無論論采用哪哪種保護(hù)護(hù)方式，，均應(yīng)符符合以下下幾項(xiàng)要要求：*保護(hù)護(hù)裝置應(yīng)應(yīng)有足夠夠的靈敏敏度，不不論電容容器組中中單臺電電容器內(nèi)內(nèi)部發(fā)生生故障，，還是部部分元件件損壞，，保護(hù)裝裝置都能能可靠地地動作。。*能能夠有選選擇地切切除故障障電容器器，或在在電容器器組電源源全部斷斷開后，，便于檢檢查出已已損壞的的電容器器。*在在電容器器停送電電過程中中及電力力系統(tǒng)發(fā)發(fā)生接地地或其它它故障時時，保護(hù)護(hù)裝置不不能有誤誤動作。。*保保護(hù)裝置置應(yīng)便于于進(jìn)行安安裝、調(diào)調(diào)整、試試驗(yàn)和運(yùn)運(yùn)行維護(hù)護(hù)。*消消耗電電量要少少，運(yùn)行行費(fèi)用要要低。電容器安安全運(yùn)行行(4)電電容器器不允許許裝設(shè)自自動重合合閘裝置置，相反反應(yīng)裝設(shè)設(shè)無壓釋釋放自動動跳閘裝裝置。主主要是因因電容器器放電需需要一定定時間，，當(dāng)電容容器組的的開關(guān)跳跳閘后，，如果馬馬上重合合閘，電電容器是是來不及及放電的的，在電電容器中中就可能能殘存著著與重合合閘電壓壓極性相相反的電電荷，這這將使合合閘瞬間間產(chǎn)生很很大的沖沖擊電流流，從而而造成電電容器外外殼膨脹脹、噴油油甚至爆爆炸。電容器安安全運(yùn)行行五、電容容器故障障判斷及及處理（1）滲滲漏油。。滲漏油油是一種種常見的的異?，F(xiàn)現(xiàn)象，其其原因是是多方面面的，主主要是：：出廠產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量不良；；運(yùn)行維維護(hù)不當(dāng)當(dāng)；長期期運(yùn)行缺缺乏維修修以導(dǎo)致致外皮生生銹腐蝕蝕而造成成電容器器滲漏油油。（（2））電容器器外殼膨膨脹。高高電場作作用下使使得電容容器內(nèi)部部的絕緣緣(介質(zhì)質(zhì))物游游離而分分解出氣氣體或部部分元件件擊穿電電極對外外殼放電電等原因因，使得得電容器器的密封封外殼內(nèi)內(nèi)部壓力力增大，，導(dǎo)致電電容器的的外殼變變形，這這是運(yùn)行行中電容容器故障障的征兆兆，應(yīng)及及時處理理，避免免故障的的漫延擴(kuò)擴(kuò)大。電容器安安全運(yùn)行行（3）電電容器溫溫升高。。主要原原因是電電容器過過電流和和通風(fēng)條條件差造造成的。。例如，，電容器器室設(shè)計(jì)計(jì)、安裝裝不合理理造成的的通風(fēng)不不良；電電容器長長時期過過電壓運(yùn)運(yùn)行造成成電容器器的過電電流；整整流裝置置產(chǎn)生的的高次諧諧波使電電容器過過電流等等等，此此外，電電容器內(nèi)內(nèi)部元件件故障，，介質(zhì)老老化介質(zhì)質(zhì)損耗tg＆增增大都可可能導(dǎo)致致電容器器溫升過過高。電電容器溫溫升高影影響電容容器的壽壽命也有有導(dǎo)致絕絕緣擊穿穿使電容容器斷路路的可能能，因此此，運(yùn)行行中應(yīng)嚴(yán)嚴(yán)格監(jiān)視視和控制制電容器器室的環(huán)環(huán)境溫度度，如果果采取措措施后仍仍然超過過允許溫溫度時，，應(yīng)立即即停止運(yùn)運(yùn)行。電容器安安全運(yùn)行行（4）電電容器瓷瓷瓶表面面閃絡(luò)放放電。運(yùn)運(yùn)行中電電容器瓷瓷瓶閃絡(luò)絡(luò)放電，，其原因因是瓷絕絕緣有缺缺陷，表表面臟污污。因此此運(yùn)行中中應(yīng)定期期進(jìn)行清清掃檢查查，對污污穢地區(qū)區(qū)不宜安安裝室外外電容器器