电力电容器结构与试验方法PPT课件.ppt

1 电力电容器试验方法 2 1 基本概念 1 1电容器 Capacitor 电容器由两块平行极板 铝箔 和极板间的绝缘材料所组成 作用 存储和释放电荷的器件 充电和放电 图1 1电容器的结构 3 电工符号 C电路符号 电容量的基本单位 法拉 F 常用单位 微法 F 纳法 nF 皮法 PF 1F 106 F 109nF 1012PF1 F 1000nF1nF 1000PF 4 1 2交流电路中电容器的特性 1 2 1电压与电流的关系在交流电路中 电容器的电流在相位上超前于电压90度 这个特性正好与电抗器相反 图1 3电容器和电抗器上的电压和电流相位 5 2电力电容器在电力生产中的作用 2 1并联电容器 移相电容器 用于电力负荷无功补偿 在用户负荷中存在大量的无功功率 如感应电动机 变压器中的励磁功率 输电线路电感消耗的无功功率等 无功电流在输电线路中传输时 就会在线路 配电变压器的导线电阻中产生损耗 造成不必要的浪费 表征系统有功功率和视在功率比例的参数为功率因数 功率因数越小 说明系统中的无功分量越大 6 2 2串联电容器 用于输电线路无功补偿 输电线路存在一定的分布电感 线路越长电感量越大 增加了线路的阻抗和电压降 在输电线路中串联电容器后 电容上的压降与电感上的压降互相抵消 从而减小了线路电压降 加长了输电距离和输电能力 提高输电质量和系统的稳定性 7 2 3耦合电容器 用于高频通讯 电容器对高频信号呈现较低的阻抗 所以能将混在工频电压中的通讯信号取出 2 4分压电容器用于高电压测量 2 5均压电容器用于改善断路器开断时各断口电压的均匀性 2 6滤波电容器用于滤除电源中的高次谐波 2 7脉冲电容器用于冲击电压试验中的脉冲发生装置 这种电容器在结构上要求要有比较小的电感 8 3 电力电容器的结构 1 电容元件的连接a 多元件串联 多元件串联的目的是能够承受较高的电压 例如耦合电容器的芯子是由多个元件串联组成 图3 1电容器串联 9 图3 2耦合电容器 10 串联后的总电容量为 3 1 如果C1 C2 Cn CD则 3 2 即 串接的电容元件数越多 总的电容量越小 但可以承受的电压越高 11 b 多元件并联 多元件并联的目的是获得较大的电容量 例如 低压并联电容器内部元件全部并联 图3 3电容器并联 12 13 并联后的总电容量为 C总 C1 C2 Cn 3 3 如果C1 C2 Cn CD则 C总 nCD 3 4 即 并联的电容元件数越多 总的电容量越大 14 4 电容器试验项目 交接 1 测量绝缘电阻 2 测量耦合电容器 断路器电容器的tan 及电容值 对电容器组 还应测量各相 各臂及总电容值 3 500kV耦合电容器的局部放电试验 对绝缘有怀疑时 4 并联电容器交流耐压试验 5 冲击合闸试验 15 5 电容器的试验方法 5 1外观检查外观检查主要是观察电容器是否存在变形 锈蚀 渗油 过热变色 鼓胀等问题 5 2密封性检查用户进行密封性检查通常只能采用加热的方法 在不通电的情况下将试品加热到最高允许温度加20 的温度 并维持一段时间 2小时以上 在容易产生渗油的地方用吸油材料 如白石粉 餐巾纸等 进行检查 16 5 3绝缘电阻测量 5 3 1基本概念在绝缘体上施加直流电压后 会产生三种电流 如图6 1所示 图6 1夹层绝缘体的等值电路 2020 2 6 17 18 1 电导电流iR 与绝缘电阻有关 2 电容电流iC 与电容量有关 3 吸收电流i1 由绝缘介质的极化过程引起 19 6 3 2测量方法 1 测量部位 并联电容器只测量两极对外壳的绝缘电阻 分压电容器以及均压电容器测量极间绝缘电阻 耦合电容器测量极间及低压电极对地的绝缘电阻 2 测量接线 兆欧表的L端子接被试设备的高压端 E端子接设备的低压端或地 当需要屏蔽其它非被试设备时 兆欧表的屏蔽端G与其它非被试设备连接 20 3 测量步骤 a 测量前应将电容器两极对地短接充分放电5分钟以上 b 兆欧表建立电压后分别短接L E端子和分开L E端子 兆欧表应显示零或无穷大 c 测量吸收比时记录15秒和60秒时的绝缘电阻 测量极化指数时记录1分钟和10分钟的绝缘电阻值 d 测量后应将电容器两极对地短接放电5分钟以上 21 6 4电容量测量 1 电压电流法试验原理见图6 2 图6 2电压电流法测量电容量 22 电容量的计算 6 1 式中 I 电流 AU 电压 V 2 f 电源频率为50Hz时 314 23 目前市场上有成套的电容 电感测量装置 其原理基于电压电流法 有些仪器为了避开50Hz的电源干扰 采用低于或高于50Hz的电源进行测量 仪器采用开口CT测量电流 因此在测量时不用打开电容器的连接线 仪器自动根据电压和电流值计算电容值或电感值 24 6 5交流耐压试验 6 5 1概述 1 交接时只对并联电容器进行 试验电压加在电极引线与外壳之间 主要检查外包油纸绝缘 油面下降 瓷套污染等缺陷 2 对耦合电容器必要时进行交流耐压试验 按出厂试验值的75 考虑 3 为了减小试验设备容量 通常可采用串联谐振法进行 25 6 5 2常规试验方法 图6 9常规交流耐压试验接线 26 注意事项 1 电压表的高压端子必须直接接在被试品的高压端子上 2 升压速度在试验电压的75 以下时不规定升压速度 但从75 试验电压升到100 试验电压则要求升压速度为每秒2 即在12 5秒左右升到100 试验电压值 避免在接近规定试验电压附近停留太久的时间 3 试验前后要做好高压试验的安全措施 27 6 6 3串联谐振交流耐压试验 图6 10串联谐振法交流耐压试验接线 28 串联谐振的特点 IL IC I 6 24 XL XC 6 25 UL UC 6 26 6 27 回路阻抗 6 28 回路Q值 6 29 29 6 6 4谐振耐压的调谐方式电路处于谐振状态时 f 频率HzL 电感量HC 电容量F如果频率落在30Hz 300Hz范围内 电感L或电容C就不用再调整 如果频率超过300Hz 应增加电感量或电容量 如果频率低于30Hz 应减小电感量或电容量 要求工频耐压时 频率45 65Hz 30 当频率为50Hz 电容的单位为 F 电感的单位为H时 可按下式估算电感或电容 31 7电容器试验中常见异常