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電力電容 用于電力系統(tǒng)和電工設備的電容器。任何兩塊金屬導體，中間用絕緣介質隔開，即形成一個電容器。電容器電容的大小，由電容器本身幾何尺寸的大小和兩個極板間的絕緣介質的特性來決定。當電容器在交流電壓下使用時，通常以其無功功率來表示電容器的容量，單位為乏或千乏。 1926年電力電容器開始工廠化生產，并正式在電力系統(tǒng)中應用。隨著大電廠和遠距離輸電系統(tǒng)的建立、新興科學技術領域的發(fā)展，電力電容器的品種和容量得到了迅速的發(fā)展。50年代初,并聯(lián)電容器的最大單臺容量為25～50千乏，到1978年生產出的最大單臺容量已達6667千乏，80年代已達到單臺容量1萬千乏。 電力電容器種類很多，按其安裝方式可分為戶內和戶外式兩種；按其運行的額定電壓可分為低壓和高壓兩類；按其相數(shù)可分為單相和三相兩種，除低壓并聯(lián)電容器外,其余均為單相;按其外殼材料可分為金屬外殼、瓷絕緣外殼、膠木筒外殼等；按其用途又可分為以下8種。 ①并聯(lián)電容器：原稱移相電容器。主要用來補償電力系統(tǒng)感性負荷的無功功率，以提高功率因數(shù)，改善電壓質量,降低線路損耗。單相并聯(lián)電容器的結構見圖1，主要由心子、外殼和出線結構等幾部分組成。用金屬箔（作為極板）與絕緣紙或塑料薄膜疊起來一起卷繞，由若干元件、絕緣件和緊固件經過壓裝而構成電容心子，并浸漬絕緣油。電容極板的引線經串、并聯(lián)后引至出線瓷套管下端的出線連接片。電容器的金屬外殼內充以絕緣介質油。 ②串聯(lián)電容器:串聯(lián)于工頻高壓輸、配電線路中,用以補償線路的分布感抗,提高系統(tǒng)的靜、動態(tài)穩(wěn)定性,改善線路的電壓質量，加長送電距離和增大輸送能力。其基本結構與并聯(lián)電容器相似。 ③耦合電容器：主要用于高壓電力線路的高頻通信，測量、控制、保護以及在抽取電能的裝置中作部件用。耦合電容器的高壓端接于輸電線上，低壓端經過耦合線圈接地，使高頻載波裝置在低電壓下與高壓線路耦合。耦合電容器的結構見圖2,其外殼由瓷套和鋼板制成的底和蓋構成。外殼內裝有薄鋼板制成的擴張器，以補償浸漬劑體積隨溫度的變化。 ④斷路器電容器：原稱均壓電容器。主要用于并聯(lián)在超高壓斷路器的斷口上起均壓作用，使各斷口間的電壓在分斷過程中和斷開時均勻、并可改善斷路器的滅弧特性，提高分斷能力。常用的斷路器電容器的結構與耦合電容器相似。隨著高壓陶瓷電容器的發(fā)展，已有采用陶瓷電容器作為電容元件，再裝入瓷套和鋼板制成的外殼中制成的斷路器電容器。 ⑤電熱電容器:用于頻率為40～24000赫茲的電熱設備系統(tǒng)中,以提高功率因數(shù),改善回路的電壓或頻率等特性。電熱電容器因發(fā)熱量較大,必須保證其散熱良好,通常極板采用水冷卻。適用于4000赫茲以上的電熱電容器，其外殼用黃銅板焊接而成。 ⑥脈沖電容器:主要起貯能作用,在較長的時間內由功率不大的電源充電，然后在很短的時間內進行振蕩或不振蕩地放電，可得到很大的沖擊功率。脈沖電容器用途很廣，如作為沖擊電壓發(fā)生器、沖擊電流發(fā)生器、斷路器試驗用振蕩回路等基本（貯能）元件。 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中。交流濾波電容器可用以濾去工頻電流中的高次諧波分量。 ⑧標準電容器：用于工頻高壓測量介質損耗回路中，作為標準電容或用作測量高電壓的電容分壓裝置。標準電容器要求電容值準確而穩(wěn)定，因此常采用氣體介質及雙屏蔽同軸圓筒形和同心球形極板系統(tǒng)。 電力電容器的作用及允許運行方式 電力電容器組分為串聯(lián)電容器和并聯(lián)電容器，它們都改善電力系統(tǒng)的電壓質量和提高輸電線路的輸電能力，是電力系統(tǒng)的重要設備。 1. 電力電容器的作用 1） 串聯(lián)電容器的作用 串聯(lián)電容器串接在線路中，其作用如下： （1） 提高線路末端電壓。串接在線路中的電容器，利用其容抗Xc補償線路的感抗xl，使線路的電壓降落減少，從而提高線路末端（受電端）的電壓，一般可將線路末端電壓最大可提高10%～20%。 （2） 降低受電端電壓波動。當線路受電端接有變化很大的沖擊負荷（如電弧爐、電焊機、電氣軌道等）時，串聯(lián)電容器能消除電壓的劇烈波動。這是因為串聯(lián)電容器在線路中對電壓降落的補償作用是隨通過電容器的負荷而變化的，具有隨負荷的變化而瞬時調節(jié)的性能，能自動維持負荷端（受電端）的電壓值。 （3） 提高線路輸電能力。由于線路串入了電容器的補償電抗Xc，線路的電壓降落和功率損耗減少，相應地提高了線路的輸送容量。 （4） 改善了系統(tǒng)潮流分布。在閉合網絡中的某些線路上串接一些電容器，部分地改變了線路電抗，使電流按指定的線路流動，以達到功率經濟分布的目的。 （5） 提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。線路串入電容器后，提高了線路的輸電能力，這本身就提高了系統(tǒng)的靜穩(wěn)定。當線路故障被部分切除時（如雙回路被切除一回、但回路單相接地切除一相），系統(tǒng)等效電抗急劇增加，此時，將串聯(lián)電容器進行強行補償，即短時強行改變電容器串、并聯(lián)數(shù)量，臨時增加容抗Xc，使系統(tǒng)總的等效電抗減少，提高了輸送的極限功率（Pmax＝U1U2/Xl－Xc），從而提高系統(tǒng)的動穩(wěn)定。 2） 并聯(lián)電容器的作用 并聯(lián)電容器并聯(lián)在系統(tǒng)的母線上，類似于系統(tǒng)母線上的一個容性負荷，它吸收系統(tǒng)的容性無功功率，這就相當于并聯(lián)電容器向系統(tǒng)發(fā)出感性無功。因此，并聯(lián)電容器能向系統(tǒng)提供感性無功功率，系統(tǒng)運行的功率因數(shù)，提高受電端母線的電壓水平，同時，它減少了線路上感性無功的輸送，減少了電壓和功率損耗，因而提高了線路的輸電能力。 2. 電容器補償裝置的允許運行方式 電容器的正常運行狀態(tài)是指在額定條件下，在額定參數(shù)允許的范圍內，電容器能連續(xù)運行，且無任何異?，F(xiàn)象。 1） 電容器補償裝置運行的基本要求 （1） 三相電容器各相的容量應相等； （2） 電容器應在額定電壓和額定電流下運行，其變化應在允許范圍內； （3） 電容器室內應保持通風良好，運行溫度不超過允許值； （4） 電容器不可帶殘留電荷合閘，如在運行中發(fā)生掉閘，拉閘或合閘一次未成，必須經過充分放電后，方可合閘；對有放電電壓互感器的電容器，可在斷開5min后進行合閘。運行中投切電容器組的間隔時間為15min。 2） 允許運行方式 （1） 允許運行電壓) 并聯(lián)電容器裝置應在額定電壓下運行，一般不宜超過額定電壓的1.05倍，最高運行電壓不用超過額定電壓的1.1倍。母線超過1.1倍額定電壓時，電容器應停用。 （2） 允許運行電流 正常運行時，電容器應在額定電流下運行，最大運行電流不得超過額定電流的1.3倍，三相電流差不超過5%。 （3） 允許運行溫度 正常運行時，其周圍額定環(huán)境溫度為＋40℃～－25℃，電容器的外殼溫度應不超過55℃。 電力電容器運行中應注意的問題 電力電容器在電力系統(tǒng)中主要作無功補償或移相使用，大量裝設在各級變配電所里，這些電容器的正常運行對保障電力系統(tǒng)的供電質量與效益起重要作用。下面就電力電容器在運行中應注意的問題及相應的處理方法介紹如下。 1.環(huán)境溫度 電容器周圍環(huán)境的溫度不可太高，也不可太低。如果環(huán)境溫度太高，電容工作時所產生的熱就散不出去；而如果環(huán)境溫度太低，電容器內的油就可能會凍結，容易電擊穿。按電容器有關技術條件規(guī)定，電容器的工作環(huán)境溫度一般以40℃為上限。我國大部分地區(qū)的氣溫都在這個溫度以下，所以通常不必采用專門的降溫設施。如果電容器附近存在著某種熱源，有可能使室溫上升到40℃以上，這時就應采取通風降溫措施，否則應立即切除電容器。電容器環(huán)境溫度的下限應根據(jù)電容器中介質的種類和性質來決定。YY型電容器中的介質是礦物油，即使是在-45℃以下，也不會凍結，所以規(guī)定-40℃為其環(huán)境溫度的下限。而YL型電容器中的介質就比較容易凍結，所以環(huán)境溫度必須高于-20℃，我國北方地區(qū)不宜在冬季使用這種電容器。（除非把它安置在室內，并采取加溫措施） 2.工作溫度 電容器工作時，其內部介質的溫度應低于65℃，最高不得超過70℃，否則會引起熱擊穿，或是引起鼓肚現(xiàn)象。電容器外殼的溫度是在介質溫度與環(huán)境溫度之間，一般為50～60℃，不得超過60℃。為了監(jiān)視電容器的溫度，可用桐油石灰溫度計的探頭粘貼在電容器外殼大面中間三分之二高度處，或是使用熔點為50～60℃的試溫蠟片。 3.工作電壓 電容器對電壓十分敏感，因電容器的損耗與電壓平方成正比，過電壓會使電容器發(fā)熱嚴重，電容器絕緣會加速老化，壽命縮短，甚至電擊穿。電網電壓一般應低于電容器本身的額定電壓，最高不得超過其額定電壓10%，但應注意：最高工作電壓和最高工作溫度不可同時出現(xiàn)。因此，當工作電壓為1.1倍額定電壓時，必須采取降溫措施。 4.工作電流與諧波問題 當電容器安裝工作于含有磁飽和穩(wěn)壓器、大型整流器和電弧爐等“諧波源”的電網上時，交流電中就會出現(xiàn)高次諧波。對于n次諧波而言，電容器的電抗將是基波時的1/n，因此，諧波對電流的影響是很厲害的。諧波的這種電流對電容器非常有害，極容易使電容器擊穿引起相間短路?？紤]諧波的存在，故規(guī)定電容器的工作電流不得超過額定電流的1.3倍。必要時，應在電容器上串聯(lián)適當?shù)母行噪娍梗韵拗浦C波電流。 5.合閘時的弧光問題 某些電容器組特別是高壓電容器在合閘并網時，因合閘涌流很大，在開關上或變流器上會出現(xiàn)弧光。碰到這種情形時，應調整電容器組的電容值或更換變流器，對高壓電容器可采用串電抗器加以消除。 6.運行中的放電聲問題 電容器在運行時，一般是沒有聲音的，但有時會例外。造成聲音的原因大致有以下幾種： （1）套管放電。電容器的套管為裝配式者，若露天放置時間過長，雨水進入兩層套管之間，加上電壓后，就有可能產生劈劈啪啪的放電聲。遇到這種情形時，可將外套管松出，擦干重新裝好即可。 （2）缺油放電。電容器內如果嚴重缺油，以至于使套管的下端露出油面，這時就有可能發(fā)出放電聲。為此，應添加同種規(guī)格的電容器油。 （3）脫焊放電。電容器內部若有虛焊或脫焊，則會在油內閃絡放電。如果放電聲不止，則應拆開修理。 （4）接地不良放電。電容器的芯子與外殼接觸不良時，會出現(xiàn)浮動電壓，引起放電聲。這時，只要將電容器搖動一下，使芯子與外殼接觸，便可使放電聲消失。 7.爆炸問題 多組電容器并聯(lián)運行時，只要其中有一臺發(fā)生了擊穿，其余各臺就會同時通過這一臺放電。放電能量很大，脈沖功率很高，使電容器油迅速汽化，引起爆炸，甚至起火，嚴重時有可能使建筑物也遭到破壞。為防止這種事故，可在每臺電容器上串聯(lián)適當?shù)碾娍蛊骰蛉劢z，然后并聯(lián)使用。另外，電力系統(tǒng)中并聯(lián)補償?shù)碾娙萜鞑捎忙そY線雖有較多優(yōu)點，但電容器采用Δ接線時，任一電容器擊穿短路時，將造成三相線路的兩相短路，短路電流很大，有可能引起電容器爆炸。這對高壓電容器特別危險。因此高壓電容器組宜接成中性點不接地星形（Y型），容量較小時（450kvar及以下）宜接成Δ形。低壓電容器組應接成Δ形。