1、电力电容器 第一节第一节 电容器的结构与补偿原理电容器的结构与补偿原理 综述：综述：电力电容器电力电容器是是用于电力系统和电工设备的电容器 种类：种类：包括移相电容器、串联电容器、耦合电容器、均压包括移相电容器、串联电容器、耦合电容器、均压 电容器等，本章电力电容器指的是移相电容器。电容器等，本章电力电容器指的是移相电容器。移相电容器的作用：移相电容器的作用：直接作用是并联在线路上提高线路的直接作用是并联在线路上提高线路的 功率因数，改善电能质量，降低电能的损耗，提高供电设功率因数，改善电能质量，降低电能的损耗，提高供电设 备的利用率备的利用率 额定电压在额定电压在lkV以下的称为低压电容器，
2、以下的称为低压电容器，lkV以上的称为以上的称为高压电容器。高压电容器。1、组成：主要由外壳和芯子组成（1）外壳:用密封钢板焊接而成,盖上出线瓷套；两侧有吊攀；（2）芯子：由元件、绝缘件组成。电容元件用铝箔作电极，用复合绝缘薄膜（聚丙烯和电容器纸）绝缘。电容器内衣绝缘油（矿物油或十二烷基苯等）作浸渍介质。（3）连接：lkV以下的电容器都做成三相、三角形连接线，内部元件并联，每个并联元件都有单独的熔丝；高压电容器一般都做成单相，内部元件并联。一、电容器的结构一、电容器的结构 二、结构和型号 额定电压多为10.5kV、6.3kV、35kV等，低压的为：0.23kV、0.4kV、0.525kV等 三
3、、无功补偿的基本原理三、无功补偿的基本原理 电力系统中，无论是工业负荷还是民用负荷，大多数均为感性。所有电感负载均需要补偿大量的无功功率，提供这些无功功率有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率。由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高系统的传输功率。无功功率是一种既不能作有功，但又会在电网中引起损耗，而且又是不能缺少的一种功率。在实际电力系统中，异步电动机作为传统的主要负荷使电网产生感性
4、无功电流；电力电子装置大多数功率因数都很低，导致电网中出现大量的无功电流。无功电流产生无功功率，给电网带来额外负担且影响供电质量。因此，无功功率补偿(以下简称无功补偿)就成为保持电网高质量运行的一种主要手段之一。实际做功的有功电流为：IR；补偿前感性电流为：IL0；线路总电流为：I0；并联电容器后，容性电流为:Ic；补偿后线路感性电流减为：IL；补偿后线路总电流为：I；如要将功率因数从cos1提高到 cos2，需要的电容电流为：Ic=IL0-IL=IR(tg1-tg2)即:Q=P(tg1-tg2)第二节第二节 电容器的安装与接线电容器的安装与接线 一、电容器的安装 1、电容器的搬运。若将电容器
5、搬运到较远的地方，应装箱后再运。装箱时电容器的套管应向上直立放置。电容器之间及电容器与木箱之间应垫松软物。搬运电容器时，应用外壳两侧壁上所焊的吊环，严禁用双手抓电容器的套管搬运。在仓库及安装现场，不允许将一台电容器置于另一台电容器的外壳上。2、安装电容器的环境要求。电容器应安装在无腐蚀性气体及无蒸汽、没有剧烈震动、冲击、爆炸、易燃等危险场所。电容器室的防火等级不低于二级。电容器应防止日光直接照射，窗户玻璃应涂以白色。电容器室的环境温度应满足制造厂家规定的要求，一般规定为不超过40 。空气湿度不应大于80%。电容器室装设通风机时，进风口要开向本地区夏季的主要风向，出风口应安装在电容器组的上端。进
6、、排风机宜在对角线位置安装。电容器室可采用天然采光，也可用人工照明，不需要装设采暖装置。高压电容器室的门应向外开。3、安装电容器的技术要求。为了节省安装面积，电容器可以分层安装于铁架上，但垂直放置层数应不多于三层，层与层之间不得装设水平层间隔板，以保证散热良好。上、中、下三层电容器的安装位置要一致，铭牌向外。安装高压电容器的铁架成一排或两排布置，排与排之间应留有巡视检查的走道，走道宽应不小于1.5m。总油量300Kg以上的高压电容器应安装在单独的防爆室内 高压电容器组的铁架必须设置铁丝网遮栏，遮栏的网孔以34cm2为宜。高压电容器外壳之间的距离，一般应不小于lOcm；低压电容器外壳之间的距离应
7、不小于50mm。电容器室内，上下层之间的净距不应小于0.2m；下层电容器底部与地面的距离应不小于0.3m。每台电容器与母线相连的接线应采用单独的软线，不要采用硬母线连接的方式，以免安装或运行过程中对瓷套管产生应力造成漏油或损坏。安装时，电气回路和接地部分的接触面要良好。4 4、电容器的放电装置电容器的放电装置 电容器组与电网断开后，由于极板上仍然存在电荷，两端存在一定的残余电压。而且，由于电容器极间绝缘电阻很高，自行放电的速度很慢，残余电压要延续较长的时间，为了尽快消除电容器极板上的电荷，对电容器组要加装与之并联的放电装置，使其停电后能自动放电。不论电容器额定电压是多少，在电容器从电网上断开3
8、0s后，其端电压应不超过65V。一方面能防止电容器带电荷再次合闸；另一方面可以防止运行值班人员或检修人员工作时，触及有剩余电荷的电容器而发生危险。在接触自电网断开的电容器的导电部分前，即使电容器已经自动放电，还必须用绝缘的接地金属杆，短接电容器的出线端，进行逐只放电。二、电容器的接线 1、三相电容器内部多为三角形接线，补偿方式分为低压分散（或就地）补偿、低压集中补偿、高压补偿几种，见下图。图中的电动机同时又是电容器的放电装置。2、单相电容器接线应根据其额定电压和线路的 额定电压确定接线方式 电容器额定电压与线路的线电压相符合时，采 用三角形接线；电容器额定电压与线路的线电压相符合时，采 用星形
9、接线。第三节第三节 电容器的安全运行电容器的安全运行 电容器应在额定电压下运行。如暂时不可能，可允许在超过额定电压5的范围内运行；当超过额定电压1.1倍时，只允许短期运行。电容器应维持在三相平衡的额定电流下进行工作。如暂不可能，不允许在超过1.3倍额定电流下长期工作，以确保电容器的使用寿命。装置电容器组地点的环境温度不得超过+40，24h内平均温度不得超过+30，一年内平均温度不得超过+20。电容器外壳温度不宜60。超过如发现超过上述要求时，应采用人工冷却，必要时将电容器组与网路断开。一、电容器运行参数一、电容器运行参数 二、电容器的投入和退出二、电容器的投入和退出 当功率因数低于0.9、电压
10、偏低时应投入；当功率因数趋近于1且有超前趋势、电压偏高时应退出。发生下列故障之一时，应紧急退出：连接点严重过热甚至熔化；瓷套管闪络放电；外壳膨胀变形；电容器组或放电装置声音异常；电容器冒烟、起火或爆炸。三、电容器的操作三、电容器的操作(1)(1)在正常情况下，全所停电操作时，应先断开在正常情况下，全所停电操作时，应先断开电容器组断路器后，再拉开各路出线断路器。恢电容器组断路器后，再拉开各路出线断路器。恢复送电时应与此顺序相反。复送电时应与此顺序相反。(2)(2)事故情况下，全所无电后，必须将电容器组事故情况下，全所无电后，必须将电容器组的断路器断开。的断路器断开。(3)(3)电容器组断路器跳闸
11、后不准强送电。保护熔电容器组断路器跳闸后不准强送电。保护熔丝熔断后，未经查明原因之前，不准更换熔丝送丝熔断后，未经查明原因之前，不准更换熔丝送电。电。(4)(4)电容器组禁止带电荷合闸。电容器组再次合电容器组禁止带电荷合闸。电容器组再次合闸时，必须在断路器断开闸时，必须在断路器断开3min3min之后才可进行。之后才可进行。四、电容器的保护四、电容器的保护（1）高压电容器组，总容量在）高压电容器组，总容量在100kvr以下时，可用跌落式以下时，可用跌落式保险保护；保险保护；100kvr 300kvr时，用采用负荷开关，时，用采用负荷开关，300kvr 以上时，用采用断路器保护。以上时，用采用断
12、路器保护。（2）低压电容器组，总容量在）低压电容器组，总容量在100kvr以下时，可用交流接以下时，可用交流接触器、刀开关、熔断器或刀熔开关保护和控制；触器、刀开关、熔断器或刀熔开关保护和控制；总容量在总容量在100kvr以上时，用采用断路器保护。以上时，用采用断路器保护。(3)每个电容器上装置单独的熔断器，熔断器的额定电流一每个电容器上装置单独的熔断器，熔断器的额定电流一般为般为1.52倍电容器的额定电流为宜。倍电容器的额定电流为宜。(4)电容器不允许装设自动重合闸装置。主要是因电容器放电容器不允许装设自动重合闸装置。主要是因电容器放电需要一定时间，当电容器组的开关跳闸后，如果马上重合电需要
13、一定时间，当电容器组的开关跳闸后，如果马上重合闸，电容器是来不及放电的，在电容器中就可能残存着与重闸，电容器是来不及放电的，在电容器中就可能残存着与重合闸电压极性相反的电荷，这将使合闸瞬间产生很大的冲击合闸电压极性相反的电荷，这将使合闸瞬间产生很大的冲击电流，从而造成电容器外壳膨胀、喷油甚至爆炸。电流，从而造成电容器外壳膨胀、喷油甚至爆炸。五、五、电容器故障处理电容器故障处理 1 1、渗漏油、渗漏油 电容器渗漏油主要是产品质量不高或运行维护不周造成的。电容器渗漏油主要是产品质量不高或运行维护不周造成的。外壳轻度渗油时，应将渗油处除锈、补焊、涂漆，予以修复；外壳轻度渗油时，应将渗油处除锈、补焊、
14、涂漆，予以修复；严重渗油时应予以更换严重渗油时应予以更换 2 2、外壳膨胀、外壳膨胀 主要由电容器内部分解气体或内部元件击穿造成，外壳明主要由电容器内部分解气体或内部元件击穿造成，外壳明 显膨胀应予以更换显膨胀应予以更换 3 3、熔丝熔断、熔丝熔断 当电容器的熔丝熔断，应查明原因，在切断电源并对电容当电容器的熔丝熔断，应查明原因，在切断电源并对电容 器放电后，先进行外部检查，如套管的外部有无闪络痕迹、外器放电后，先进行外部检查，如套管的外部有无闪络痕迹、外 壳是否变形、漏油及接地装置有无短路等，然后用摇表摇测极壳是否变形、漏油及接地装置有无短路等，然后用摇表摇测极 间及极对地的绝缘电阻值。如未
15、发现故障迹象，可换熔丝继续间及极对地的绝缘电阻值。如未发现故障迹象，可换熔丝继续 投入运行。如经送电后熔丝仍熔断，则应退出故障电容器。投入运行。如经送电后熔丝仍熔断，则应退出故障电容器。4、温度过高、温度过高 主要由过电流或散热条件差造成，也可能由介质损耗增大造主要由过电流或散热条件差造成，也可能由介质损耗增大造 成，应严密监视，查明原因，如不能有效的控制过高的温度，成，应严密监视，查明原因，如不能有效的控制过高的温度，应退出运行，是电容器的问题，应予以更换应退出运行，是电容器的问题，应予以更换 5、套管闪络放电、套管闪络放电 主要由套管脏污或套管缺陷造成，应停电清扫，擦净套管；主要由套管脏污
16、或套管缺陷造成，应停电清扫，擦净套管；如套管有损坏，应更换电容器。如套管有损坏，应更换电容器。6、异常声响、异常声响 由内部故障造成，异常声响严重时，应退出运行，停电更换由内部故障造成，异常声响严重时，应退出运行，停电更换 电容器。电容器。7、电容器爆破、电容器爆破 由严重的内部故障造成，应立即切断电源，处理完现场后，由严重的内部故障造成，应立即切断电源，处理完现场后，更换电容器。更换电容器。处理故障电容器应注意的安全事项处理故障电容器应注意的安全事项 处理故障电容器应在断开电容器的断路器，拉开断路器两则的隔离开关，由于电容器组经放电电阻(放电变压器或放电PT)放电后，可能部分残存电荷一时放不尽，仍应进行一次人工放电。放电时先将接地线接地端接好，再用接地棒多次对电容器放电，直至无放电火花及放电声为止。尽管如此，在接触故障电容器之前，还应戴上绝缘手套，先用短路线将故障电容器两极短接，然后方动手拆卸和更换。