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1、电气工程及其自动化概论 电力电容器简介与注意事项 13电气工程及其自动化（1） 1304102013 孙健电力电容器简介与注意事项姓名：孙健 班级：电气工程及其自动化（1）班 学号1304102013摘要：随着我国电力事业的迅速发展，传统的电容器已经不能满足市场需求。电力电容器广泛应用于工厂配电系统，居民小区配电系统。市政商业建筑，交通隧道配电系统，相变、成套柜、户外配电箱等，在工业生产生活中占有重要的地位，就此，简单介绍电力电容器及其注意事项、操作安全等。本文首先简单的介绍了电容器以及它的作用、充电、放电原理，随后较为全面介绍了电容器的补偿原理；然后讲解了各类电力电容器安装与接线，包括安装的
2、环境要求，接线的方式，各类补偿方式；最后详细介绍了电容器的安全运行的方法，首先是电容器的运行参数，其次是电容器的投入或退出，然后是电容器的操作，接着是电容器的保护，最后是电容器故障判断及处理。关键词：电力电容器 补偿原理 安装 安全运行一、 电力电容器补偿原理。1. 结构和型号电力电容器的型号多按以下方式标志：1 2 3 4 5 61：并联电容器代号，大写字母B。2：液体介质代号，Y表示矿物质、W表示十二烷基苯等。3：固体介质代号，F表示复合薄膜、M表示聚乙烯薄膜。4：额定电压，KV。5：额定容量，KVar。6：相数，1表示单相、3表示三相。2. 电容器的作用 电容器在电子线路中的作用一般概括
3、为：通交流、阻直流。电容器通常起滤波、旁路、耦合、去耦、转相等电子作用，是电子线路必不可少的组成部分。1、 隔直流：作用是阻止直流通过而让交流通过。2、 旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。3、 耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路4、 滤波：将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波，接近于直流。5、 温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性。6、 计时：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。7、 调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。8、 整流：在预订的时间开或者关闭导体开关元件
4、。9、 储能：储存电能，用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯，加热设备等等。3. 电容器充电：使电容器带电（储存电荷和电能）的过程称为充电。这是电容器的两个极板带正电，另一个极板带等量的负电。把电容器的一个极板接电源（如电池组）的正极，另一个极板接电源的负极，两个极板就分别带上了等量的异种电荷。充电后电容器的两极板之间就有了电场，充电过程把从电源获得的电能存储在电容器中。4. 电容器放电：使充电后的电容器失去电荷（释放电荷和电能）的过程称为放电。例如，用一根导线把电容器的两极接通，两极上的电荷互相中和，电容器就会放出电荷和电能。放电电容器的两极板之间的电场消失，电能转化为其他形式的能。5. 补
5、偿原理电力电容器是一种静止的无功补偿设备。它的主要作用是向电力系统提供无功功率，提高功率因熟。采用就地无功补偿，可以减少输电线路输送电流，起到减少线路能量损耗和压降，改善电能质量和提高设备利用率的重要作用。补偿用电力电容器或者安装在高压边，或者安装在低压边；可以集中安装，也可以分散安装。从补偿的完善的角度看，低压补偿比高压补偿好，分散补偿比集中补偿好；从节省投资和便于管理的角度看，高压补偿比低压补偿好，集中补偿比分散补偿好。二、 电力电容器安装与接线1. 电容器安装环境温度：不应超过40相对湿度：不应超过80%海拔高度：不应超过1000m环境情况：周围不应有腐蚀性气体或蒸汽，不应有大量灰尘或纤
6、维；所安装环境应无易燃、易爆危险或强烈震动。2. 电容器接线三相电容器内部为三角形接线；电力电容器（单相）外部回路一般有星形和三角形两种连接方式：当电容器的额定电压与线路电压相等时，应采用三角形接线。当电容器的额定电压与线路电压相等时，应采用星形接线。3. 高压补偿方式要平衡输电网的无功功率，可在变电站进行集中补偿。这种补偿方式一般是将并联电容器连接在变电站的10KV母线上，主要目的是改善输电网的功率因数，提高母线电压。优点是管理容易、维护方便，缺点是对电网的降损起不到什么作用。4. 低压集中补偿方式的形式目前，较为普遍采用的另外一种无功补偿方式，是在配电变压器380V侧进行集中补偿，补偿装置
7、通常采用微机控制的低压并联电容器柜。容量在几十至几百千乏不等，它是根据用户符合水平的波动，投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。主要目的是提高专用变压器用户的功率因数，实现无功功率的就地平衡，对配电网和配电变压器的降损有一定作用，也保证该用户的电源水平。这种补偿方式的投资及维护均由专用变压器的用户承担。目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率因数来进行电容器的自动投切，也有未来保证用户电压水平而以电压为判据进行控制。这种补偿方式虽然利于保证用户的电能质量，但对电力系统并不可取。因为线路电压的波动主要有无功量变化引起，而线路的电压水平由系统情况决定。当线路电压基准偏高或偏低时，无功功率的投切量
8、可能与实际需求相差甚远，可能出现无功功率补偿过多或补偿不足的情况。对配电系统来说，除了专用变压器之外，还有许多公用变压器，而面向广大家庭用户及其他小型用户的公用变压器，其通常安装在户外的杆架上，进行低压无功功率集中补偿则是不现实的，难维护、控制和管理，容易成为生产安全的隐患。这样，配电网的补偿度就受到了限制。4. 低压（用户终端）分散补偿方式（个别补偿）5. 随着社会经济的发展，低压用户的用电量大幅增长，企业、厂矿和小区等对无功功率需求都很大，直接对用户末端进行无功补偿。将最恰当地降低电网的损耗和维持网络的电压水平。GB50052-1995供电系统设计规范指出，容量较大、负荷平稳且经常使用的用
9、电设备，无功负荷宜单独就地补偿。这样，对于企业和厂矿中的电动机，应该进行就地无功补偿，即随机补偿；针对小区用户终端，由于用户负荷小，波动大。地点分散，无人管理，应该开发一种新型低压终端无功补偿装置，并能满足智能型控制、免维护、体积小、易安装、功能完善、造价较低等的要求。用户终端分散补偿方式体现了以下几个方面的优缺点：（1） 线损率可减少20%；（2） 减少电压损失，改善电压质量，进而改善用电设备启动和运行条件；（3） 释放系统能量， 提高线路供电能力；（4） 缺点是低压无功补偿通常按配电变压器低压侧最大无功功率需求来确定安装容量，而各配电变压器低压负荷波动不同时造成大量电容器在较轻载是闲置，设
10、备利用率不高。三、 电容器安全运行（1）电力电容器安装注意事项1. 安装电容器时，每台电容器的接线最好采用单独的软线与母线相连，不要采用硬母线连接，以防止装配应力造成电容器套管损坏，破坏密封而引起的漏油。 2. 电容器回路中的任何不良接触，均可能引起高频振荡电弧，使电容器的工作电场强度增大和发热而早期损坏。因此，安装时必须保持电气回路和接地部分的接触良好。 3. 较低电压等级的电容器经串联后运行于较高电压等级网络中时，其各台的外壳对地之间，应通过加装相当于运行电压等级的绝缘子等措施，使之可靠绝缘。 4. 电容器经星形连接后，用于高一级额定电压，且系中性点不接地时，电容器的外壳应对地绝缘。 5.
11、 电容器安装之前，要分配一次电容量，使其相间平衡，偏差不超过总容量的5%。当装有继电保护装置时还应满足运行时平衡电流误差不超过继电保护动作电流的要求。 6. 对个别补偿电容器的接线应做到：对直接启动或经变阻器启动的感应电动机，其提高功率因数的电容可以直接与电动机的出线端子相连接，两者之间不要装设开关设备或熔断器；对采用星三角启动器启动的感应式电动机，最好采用三台单相电容器，每台电容器直接并联在每相绕组的两个端子上，使电容器的接线总是和绕组的接法相一致。 7. 对分组补偿低压电容器，应该连接在低压分组母线电源开关的外侧，以防止分组母线开关断开时产生的自激磁现象。 8. 集中补偿的低压电容器组，应
12、专设开关并装在线路总开关的外侧，而不要装在低压母线上。（2）电力电容器爆炸损坏原因近年来由于电力电容器投运越来越多，但由于管理不善及其他技术原因，常导致电力电容器损坏以致发生爆炸，原因有以下几种： 电容器内部元件击穿：主要是由于制造工艺不良引起的。 电容器对外壳绝缘损坏：电容器高压侧引出线由薄铜片制成，如果制造工艺不良，边缘不平有毛刺或严重弯折，其尖端容易产生电晕，电晕会使油分解、箱壳膨胀、油面下降而造成击穿。另外，在封盖时，转角处如果烧焊时间过长，将内部绝缘烧伤并产生油污和气体，使电压大大下降而造成电容器损坏。 密封不良和漏油：由于装配套管密封不良，潮气进入内部，使绝缘电阻降低；或因漏油使油
13、面下降，导致极对壳放电或元件击穿。 鼓肚和内部游离：由于内部产生电晕、击穿放电和内部游离，电容器在过电压的作用下，使元件起始游离电压降低到工作电场强度以下，由此引起物理、化学、电气效应，使绝缘加速老化、分解，产生气体，形成恶性循环，使箱壳压力增大，造成箱壁外鼓以致爆炸。 带电荷合闸引起电容器爆炸：任何额定电压的电容器组均禁止带电荷合闸。电容器组每次重新合闸，必须在开关断开的情况下将电容器放电3 min后才能进行，否则合闸瞬间因电容器上残留电荷而引起爆炸。为此一般规定容量在160 kvar以上的电容器组，应装设无压时自动放电装置，并规定电容器组的开关不允许装设自动合闸。 此外，还可能由于温度过高
14、、通风不良、运行电压过高、谐波分量过大或操作过电压等原因引起电容器损坏爆炸。（3）电力电容器安全操作规程1. 高压电容器组外露的导电部分，应有网状遮拦，进行外部巡视时，禁止将运行中电容器组的遮拦打开。 2. 任何额定电压的电容器组，禁止带电荷合闸，每次断开后重新合闸，须在短路三分钟后（即经过放电后少许时间）方可进行。 3. 更换电容器的保险丝，应在电容器没有电压时进行。故进行前，应对电容器放电。 4. 电容器组的检修工作应在全部停电时进行，先断开电源，将电容器放电接地后，才能进行工作。高压电容器应根据工作票，低压电容器可根据口头或电话命令。但应作好书面记录。（4）运行中的电容器的维护和保养 1.电容器应有值班人员，应做好设备运行情况记录。 2.对运行的电容器组的外观巡视检查，应按规程规定每天都要进行，如发现箱壳膨胀应停止使用，以免发生故障。 3.检查电容器组每相负荷可用安培表进行。 4.电容器组投入时环境温度不能低于-40，运行时环境温度1小时，平均不超过+40，2小时平均不得超过+30
