电容器的作用.doc

电容器的作用电容器的基本作用就是充电与放电，但由这种基本充放电作用所延伸出来的许多电路现象，使得电容器有着种种不同的用途，例如在电动马达中，我们用它来产生相移; 在照相闪光灯中，用它来产生高能量的瞬间放电等等; 而在电子电路中，电容器不同性质的用途尤多，这许多不同的用途，虽然也有截然不同之处，但因其作用均来自充电与放电。 耦合：用在耦合电路中的电容称为耦合电容，在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流作用。 滤波：用在滤波电路中的电容器称为滤波电容，在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路，滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除。 退耦：用在退耦电路中的电容器称为退耦电容，在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路，退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。 高频消振：用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容，在音频负反馈放大器中，为了消振可能出现的高频自激，采用这种电容电路，以消除放大器可能出现的高频啸叫。 谐振：用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容，LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。 旁路：用在旁路电路中的电容器称为旁路电容，电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号，可以使用旁路电容电路，根据所去掉信号频率不同，有全频域（所有交流信号）旁路电容电路和高频旁路电容电路。 中和：用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音机高频和中频放大器，电视机高频放大器中，采用这种中和电容电路，以消除自激。 定时：用在定时电路中的电容器称为定时电容。在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路，电容起控制时间常数大小的作用。 积分：用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电势场扫描的同步分离电路中，采用这种积分电容电路，可以从场复合同步信号中取出场同步信号。 微分：用在微分电路中的电容器称为微分电容。在触发器电路中为了得到尖顶触发信号，采用这种微分电容电路，以从各类（主要是矩形脉冲）信号中得到尖顶脉冲触发信号。 补偿：用在补偿电路中的电容器称为补偿电容，在卡座的低音补偿电路中，使用这种低频补偿电容电路，以提升放音信号中的低频信号，此外，还有高频补偿电容电路。 自举：用在自举电路中的电容器称为自举电容，常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路，以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。 分频：在分频电路中的电容器称为分频电容，在音箱的扬声器分频电路中，使用分频电容电路，以使高频扬声器工作在高频段，中频扬声器工作在中频段，低频扬声器工作在低频段。 负载电容：是指与石英晶体谐振器一起决定负载谐振频率的有效外界电容。负载电容常用的标准值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。负载电容可以根据具体情况作适当的调整，通过调整一般可以将谐振器的工作频率调到标称值。等等.电容器并联后总容量等于他们相加，但是效果比使用一个电容好，因为可以减少分布电感，电容器内部通常是金属一圈一圈缠绕的，会有电感产生。电容补偿柜中避雷器的作用 电源供给负载的电流中,含有 1.有功电流 2.无功电流(分感性无功和容性无功) 都要流过二者之间的导线,并有一点损耗(被导线损耗掉的) 有功电流,不断的被负载消耗掉,用于做功,比如机械装置的转动等其他能量形式 无功电流,不断的与电源交换能量,用于为有功的能量转换建立必要的磁场,但是建立的磁场所需只是和电源交换,理论上并没有消耗 现在通过电容器补偿,感性负载就可以和电容器相互交换这个能量了 就不用再向电源额外的索取了 这样导线上的电流就减少了,损耗减少了,导线所占的压降也减小了,电网末端的电压升高了 电源的负担也就减少了,有能力做其他需要做的事情了,相当于电源出力增加了 整体上看电容器和感性负载,等效为一个功率因数很高的负载 电力电容器的作用及允许运行方式 电力电容器分为串联电容器和并联电容器它们都改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输电能力是电力系统的重要设备。$ o4 0 F u n1. 电力电容器的作用* d6 P: : l: l9 J/ S3 D# g 1 串联电容器的作用 串联电容器串接在线路中其作用如下 1 提高线路末端电压。串接在线路中的电容器利用其容抗xc补偿线路的感抗xl使线路的电压降落减少从而提高线路末端受电端的电压一般可将线路末端电压最大可提高10%20%。 2 降低受电端电压波动。当线路受电端接有变化很大的冲击负荷如电弧炉、电焊机、电气轨道等时串联电容器能消除电压的剧烈波动。这是因为串联电容器在线路中对电压降落的补偿作用是随通过电容器的负荷而变化的具有随负荷的变化而瞬时调节的性能能自动维持负荷端受电端的电压值。2 p% k* s+ R* r( q5 u3 O 3 提高线路输电能力。由于线路串入了电容器的补偿电抗xc线路的电压降落和功率损耗减少相应地提高了线路的输送容量。 4 改善了系统潮流分布。在闭合网络中的某些线路上串接一些电容器部分地改变了线路电抗使电流按指定的线路流动以达到功率经济分布的目的。 5 提高系统的稳定性。线路串入电容器后提高了线路的输电能力这本身就提高了系统的静稳定。当线路故障被部分切除时如双回路被切除一回、但回路单相接地切除一相系统等效电抗急剧增加此时将串联电容器进行强行补偿即短时强行改变电容器串、并联数量临时增加容抗xc使系统总的等效电抗减少提高了输送的极限功率PmaxU1U2/xlxc从而提高系统的动稳定。% a$ e7 ?. j% l5 * v- S2 C 2 并联电容器的作用并联电容器并联在系统的母线上类似于系统母线上的一个容性负荷它吸收系统的容性无功功率这就相当于并联电容器向系统发出感性无功。因此并联电容器能向系统提供感性无功功率系统运行的功率因数提高受电端母线的电压水平同时它减少了线路上感性无功的输送减少了电压和功率损耗因而提高了线路的输电能力。: K% M3 z5 & L 2. 电容器补偿装置的允许运行方式! g1 d % e# % | 电容器的正常运行状态是指在额定条件下在额定参数允许的范围内电容器能连续运行且无任何异常现象。4 x d- i% C9 F! f 8 B 1 电容器补偿装置运行的基本要求 1 三相电容器各相的容量应相等 2 电容器应在额定电压和额定电流下运行其变化应在允许范围内 3 电容器室内应保持通风良好运行温度不超过允许值 4 电容器不可带残留电荷合闸如在运行中发生掉闸拉闸或合闸一次未成必须经过充分放电后方可合闸对有放电电压互感器的电容器可在断开5min后进行合闸。运行中投切电容器组的间隔时间为15min。8 ( j- g* X( z6 f( l 2 允许运行方式 1 允许运行电压; L& X, C8 3 r/ q3 d0 L7 _6 H 并联电容器装置应在额定电压下运行一般不宜超过额定电压的1.05倍最高运行电压不用超过额定电压的1.1倍。母线超过1.1倍额定电压时电容器应停用。 2 允许运行电流 正常运行时电容器应在额定电流下运行最大运行电流不得超过额定电流的1.3倍三相电流差不超过5%。5 j$ w! R- V# G6 I, g2 3 允许运行温度! j/ * g% S K: c( L1 v( L6 正常运行时其周围额定环境温度为4025电容器的外壳温度应不超过55。 TOP 什么是功率因数 电力系统中电动机及其它带有线圈绕组的设备很多。这类设备除了从电源取得一 部分电功率作有功用外还将耗用一部分电功率用来建立线圈磁场。这就额外地加在了电源的 负坦功率因数 cos(也称力率就是反映总电功率中有功功率所占的比例大小。 功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数它是交流电路中有功功率和视在功率的比值 功率因数有功功率视在功率 功率因数低说明电路中用于交变磁场吞吐转换的无功功率大从而降低了设备的利用率增加线路供电损失。因此供电部门对用户的功率因数有着一定的标准要求。提高功率因时常用的方法就是在电感性电器两端并联静电电容器这样将电感性电器所需的无功功率大部分转交由电容器共给把交变磁场与电源的吞吐转为磁场与电容电场之间的吞吐从而使发电机电源能量得到充分利用所以说提高功率因数具有很大经济意义。 高压电容器的主要作用 1、在输电线路中利用高压电容器可以组成串补站提高输电线路的输送能力 2、在大型变电站中利用高压电容器可以组成SVC提高电能质量 3、在配电线路末端利用高压电容器可以提高线路末端的功率因数保障线路末端的电压质量 4、在变电站的中、低压各段母线均会装有高压电容器以补偿负荷消耗的无功提高母线侧的功率因数 5、在有非线性负荷的负荷终端站也会装设高压电容器作为滤波之用。 如何提高功率因数? 由于线路上用电设备大都为感性负载,例如电动机电焊机电磁抱闸线圈,日光灯镇流器等等,这些感性负载都从电网吸取感性电流,致使总电流I比电压滞后的角度很大,无功功率很高所以功率因数Cos很低,有功功率与电网视在功率的比值称为电网的功率因数.mdy 功率因数低会造成很多不良的后果,1.降低电源的利用率.2.造成较大的线路压降和功率损耗.6J# 提高功率因数的方法一般有:1.改进用电设备自身的功率因数,避免空载或轻载下设备运行.2.并联电容器,提高功率因数. 电压互感器接线中性点加装消谐器问题探讨 2007/10/24 10:25 A.M. 在讨论电压互感器一次绕组中性点加装消谐器的问题之前我们不妨先探讨一下电力系统的中性点运行方式。在三相交流电力系统中作为供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式一种是电源中性点不接地一种是电源中性点经消弧线圈接地一种是电源中性点直接接地。前两种合称为中性点非有效接地或小电流接地系统后一种中性点直接接地称为中性点有效接地或大电流接地。 1 电源中性点不接地电力系统3-63 kV系统大多数采用电源中性点不接地运行方式。电源中性点不接地系统发生单相接地时如C相单相接地那么完好的A、B两相对地电压都由原来的相电压升高到线电压即升高为原对地电压的倍,C相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。当发生一相接地时三相用电设备的正常工作未受到影响因为线路的线电压无论相位和量值均未发生变化因此三相用电设备仍然照常运行。但电力部门只允许运行2小时因为一旦另一相又发生接地故障时就形成两相接地短路产生很大的短路电流，可能损坏线路设备。2 电源中性点经消弧线圈接地的电力系统。在中性点不接地的电力系统中有一种情况比较危险即在一相接地时如果接地电流较大将出现断续电弧这可使线路发生电压谐振现象在线路上形成一个R-L-C的串联谐振电路从而使线路上出现危险的过电压可达相电压的2.5-3倍,导致线路上绝缘薄弱地点的绝缘击穿。为防止一相接地时接地点出现断续电弧引起过电压规程规定在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中3-10kV电网中接地电容电流大于30A电源中性点必须采用经消弧线圈接地的运行方式。经消弧线圈接地系统发生一相接地故障时暂时允许运行2小时在一相接地时其它两相对地电压要升高到线电压即升高为原对地电压的倍。 3 电源中性点直接接地的电力系统此系统一般适用于110kV及以上高压系统在此暂不讨论。 以上三种运行方式和电压互感器柜中加装一次消谐器又有什么关系呢可从以下几个方面理解 1 电力系统为中性点经消弧线圈接地此系统已考虑到消弧接地如上述第二条所述在系统的电压互感器中Yo接线可不考虑加装一次消谐器。 2 我们一般指PT柜加装消谐器是指安装在6-35kV电磁式电压互感器简称压变一次绕阻Yo结线中性点与地之间的非线性电阻器起阻尼与限流的作用。在6-35kV发电、变电站我们经常碰到的是电网中性点不接地其母线上的Yo接线的电磁式压变一次绕组成为中性点不接地电网对地的唯一金属通道电网相对地电容的充、放电途径 必然通过压变一次绕组。这种慢变过程使压变铁芯深度饱和当电网接地消失时压变一次绕组中会出现数安培幅值的涌流将压变0.5A高压熔丝熔断。即使这种涌流尚未达到熔断器的熔断值但仍超过电压互感器额定电流长时间处于过电流状态下运行的电压互感器会被烧毁继而引发其他事故。选用一次消谐器这种现象就不会发生。当单相接地电容电流小于一定的值时不会在压变一次绕组中出线较大的涌流对压变和高压熔丝无任何影响从经济和产品成本的角度考虑可以不装消谐器。如果顾客提出要求在电压互感器一次侧加装消谐器会给设备运行增加一层防护。 3 在工程设计中经常遇到用户要求在压变柜的互感器二次侧加装二次消谐器此种作法为在电压互感器二次开口处接入阻尼电阻过去是灯泡。现在大部分为微机消谐装置如KSX196H微机消谐器其工作原理为对PT开口三角电压即零序电压进行循环检测。正常工作情况下该电压小于30V装置内的大功率消谐元件可控硅处于阻断状态对系统无任何影响。当PT开口三角电压大于30V时说明系统发生故障装置开始对开口三角电压进行数据采集通过数字测量、滤波、放大等数字信号处理技术然后对数据进行分析、计算判断出当前的故障状态。如果出现某种频率的铁磁谐振CPU立即启动消谐电路使可控硅导通让铁磁谐振在强大的阻尼下迅速消失。利用微机消谐器可实现自动跟踪和自动调谐并能追忆、报警、自动打印和信号传送满足无人值班变电所的需求。 在这种情况下压变一次側无需再配一次微机消谐装置。另外现在有些电压互感器如JSZF-6、10型互感器本身已带防铁磁谐振线圈还有些电压互感器为电容式电压互感器在设计中