电力电容器基本概念课件

电力电容器赵世华2014年8月国网湖南省电力公司电力科学研究院2基本概念电力电容器在电力生产中的作用13电力电容器结构4电力电容器常见运行问题目录电力电容器试验项目55一、基本概念1.1电容器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）电容器结构一、基本概念1.2电容器的电容量电容器由下式决定：（1）平板式：式中：A—级板面积，m2d—极板间距，m—极板间介质的相对介电系数一、基本概念（2）卷绕式：采用卷绕式时，电容值近似等于该电容展开成平面时的一倍，即：卷绕式电容元件一、基本概念1.3

常用电介质的分类1.3.1气体电介质（1）气体电介质的相对介电常数接近1；（2）电力电容器常用的气体电介质是SF6、氮气、空气等。1.3.2固体电介质电力电容器常用的固体电介质如下：（1）电容器纸优点：浸渍性好，成本低，效益高，可实现自动化生产。缺点：线膨胀系数大，易变形，电容量稳定性差，容易老化，耐热性低（小于80摄氏度），机械强度低。一、基本概念（2）塑料薄膜优点：耐电强度和机械强度高，体积电阻系数高，稳定性好。缺点：难以浸渍，通过采取特殊的工艺，也可提高浸渍效果；或者做成干式电容器。常用的塑料薄膜有：聚丙烯薄膜、聚脂薄膜等。一、基本概念1.3.3液体电介质（1）天然液体电介质变压器油、电容器油、电缆油、蓖麻油等矿物油和植物油。（2）合成化合物有异丙基联苯、二芳基乙烷、爱迪索油、二异丙基萘、CPE等。电击穿强度大于45kV/2.5mm1.3.4氧化膜电介质以金属（常见的是铝或钽）的氧化膜作为电介质，以电解质作为另一电极。这类电解电容器的特点是电极有极性，应用中正、负不能接反。一、基本概念二、电力电容器在电力生产中的作用2.1并联电容器由于电力系统中大多数设备为感性，因此需要电容器就地补偿系统中感性负荷所需要的无功，其作用如下：（1）降低线路损耗，节约电能；（2）减少线路压降，改善电压质量，提高系统稳定性；（3）提高输电线路的送电能力、释放变压器的剩余变电容量；（4）与并联电抗器结合使用，既可作为无功电源，也可作为无功负荷，起到双向调节无功功率和电压的作用。二、电力电容器在电力生产中的作用

加了并联电容器之后，功率因数角由减少至，负荷电流由下降至，起到了改善电网功率因数、降低线路损耗的作用。并联电容无功补偿原理：二、电力电容器在电力生产中的作用利用断路器来实现电容器的投切，由于投切时的暂态过程比较严重，为限制投入时产生的涌流，一般在电容器前面串联一个电抗值较小的电抗器，同时此电抗器与电容器组成串联谐振滤波器，以消除系统谐波。无功补偿装置的基本结构二、电力电容器在电力生产中的作用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。二、电力电容器在电力生产中的作用串联电容器补偿原理

在线路中增加串联电容后，由于串联电容上的负电压Uc可以抵消感性电抗引起的压降UL，减少线路上的电压降落，从而使得电源电压Us更加接近用户端电压UY。二、电力电容器在电力生产中的作用串联电容器补偿装置C：电容器组G1：旁路隔离开关G2、G3：串联隔离开关MOV：氧化锌避雷器J：火花间隙D：阻尼装置DL：旁路断路器二、电力电容器在电力生产中的作用电容器组C：是串补装置基本元件，串补电容器容抗补偿线路部分感抗，使电气距离缩短，提高线路输送能力。氧化锌避雷器MOV：作为电容器的主保护，并联在电容器两端，防止线路故障或不正常情况下的过电压直接作用在电容器上，以保护电容器免遭破坏。火花间隙J：是MOV和串联电容器组的后备保护，当通过MOV的能量或电流超过设定值时，间隙保护动作触发间隙。阻尼装置D：是在间隙和旁路断路器动作时，限制并阻尼电容器放电电流，防止电容器、火花间隙、旁路断路器等设备在放电过程中损坏。旁路断路器DL：是系统检修、调度的必要装置，同时为火花间隙灭弧及去游离提供必要的条件。隔离开关G：是投入或退出电容器的元件，为满足远方控制。二、电力电容器在电力生产中的作用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，所以能将混合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。二、电力电容器在电力生产中的作用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。三、电力电容器结构3.1电力电容器常用的固体电介质（1）纸介质（2）膜纸复合介质（3）纯膜介质三、电力电容器结构电容器串联3.2内部结构（1）电容元件的连接多元件串联：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。三、电力电容器结构串联电容器结构出线套管包封件元件熔丝连接片引线片衬垫外壳紧箍三、电力电容器结构电容器并联多元件并联：其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；串补用的串联电容器内部为多元件并联，而且每个并联元件都有熔丝，一旦某个元件击穿，对应的熔丝熔断，以保证电容器继续运行。三、电力电容器结构并联电容器结构出线套管包封件元件组间绝缘封口盖夹板外壳紧箍出线连接片连接片出线连接片固定板三、电力电容器结构3.3外部结构电容器外壳材料：瓷、金属、树脂、塑料。3.4组装形式（1）壳式单元电容器国产壳式高压并联电容器的单台容量较小。从20世纪80年代末期至今，国产大容量电容器仍然是以单台334kvar的为主导，近几年出现了800kvar的电容器。而国外瑞典、美国GE公司、美国COOPER公司等从1998年就已开始批量提供单台1000kvar的电容器了。三、电力电容器结构（2）集合式电容器：有单相或三相电容器集中封装。外壳结构有全密封焊接的，也有像电力变压器一样带油枕和呼吸器的。集合式电容器三、电力电容器结构四、电力电容器常见运行问题4.1并联电容器4.1.1常见问题（1）投运时的涌流产生的原因：是LC串联谐振，涌流频率为几百至几千Hz，可达正常电流的数十倍，其维持时间一般在几十至几百ms。主要危害：造成CT击穿，开关触头电磨损。（2）退出时的过电压产生原因：开关重燃，产生的过电压倍数最大可达5倍以上。主要危害：造成电容器及相关设备过电压击穿。（3）运行中的过电流及过电压产生原因：电源中的高次谐波与电路的L、C参数产生谐振。四、电力电容器常见运行问题4.1.2保护措施（1）串联电抗器限流；（2）采用无重燃开关，如SF6开关；（3）开关中增加辅助触头和并联电阻；（4）单元件熔断丝保护；（5）加装避雷器保护；（6）三相电容器组采用双星形接法，当其中某个电容器损坏时，利用中性点不平衡电流启动保护电路。四、电力电容器常见运行问题四、电力电容器常见运行问题4.2耦合电容器（1）制造工艺不良，元件受潮；（2）密封不良，渗油、进水；（3）结构不合理，运行中不能维持正压；（4）固定件、夹板有缺陷，受潮；1.

温度异常在运行情况下可以通过红外测温，有效发现电容器内部受潮、短路、介质损耗增大、缺油等缺陷以及引线接触不良的问题。2.

噪声

如果运行中电容器内部有响声，说明内部已经有严重的放电，应及时退出运行；如果是外部噪声，有可能是导线连接部位松动。四、电力电容器常见运行问题4.3

常见运行问题四、电力电容器常见运行问题3.

密封不良

如果发现有渗漏油的现象，可能是以下原因造成，应及时检查处理。（1）紧固螺栓松动；（2）密封胶老化；（3）外壳破裂。4.

外壳鼓胀如果发现铁壳鼓胀，可能是以下原因造成：（1）内部击穿；（2）内部存在开焊或严重放电；5.

以下紧急情况电容器应立即退出运行（1）电容器爆炸；（2）套管发生严重闪络；（3）电容器喷油；（4）电容器起火；（5）接头过热熔化。四、电力电容器常见运行问题（3）存在谐波谐振过电流。外壳鼓胀的电容器应及时退出运行，不能再用。五、电力电容器试验项目5.1到货后的验收试验（1）外观检查；（2）密封性检查；（3）电容量测量；（4）工频耐压试验（通常为出厂试验电压的75%）；（5）测量介损（并联电容器、集合电容器不需要做）；（6）绝缘油测验（集合电容器）。五、电力电容器试验项目5.2交接试验（1）测量绝缘电阻；（2）测量耦合电容器、断路器电容器的介损及电容量；（3）耦合电容器的局部放电试验；（4）并联电容器交流耐压试验；（5）冲击合闸试验。五、电力电容器试验项目5.3预防性试验（1）极对外壳绝缘电阻测量（集合电容器增加相间绝缘电阻）；（2）电容量测量；（3）外观及渗漏油检查；（4）红外测温；（5）测量介损（并联电容器、集合电容器不需要做）；（6）低压端对地绝缘电阻（耦合电容器）；（7）交流耐压和局部放电试验（耦合电容器，必要时）；（8）绝缘油试验（集合电容器）。谢谢！欢迎批评指正！要正直地生活，别想入非非！要诚实地工作，才能前程远大。。7月-237月-23Monday,July24,2023最困难的事情就是认识自己。。01:38:5301:38:5301:387/24/20231:38:53AM我不能说我不珍视这些荣誉，并且我承认它很有价值，不过我却从来不曾为追求这些荣誉而工作。。7月-2301:38:5301:38Jul-2324-Jul-23自觉心是进步之母，自贱心是堕落之源，故自觉心不可无，自贱心不可有。。01:38:5301:38:5301:38Monday,July24,2023聪明出于勤奋，天才在于积累。。7月-237月-2301:38:5301:38:53July24,2023不怕路长，只怕志短。。2023年7月24日1:38上午7月-237月-23生活就是一种积累，你若储存的温暖越多，你的生活就会越阳光明媚，你若储存太多寒凉，你的生活就会阴云密布。。24七月20231:38:53上午01:38:537月-23强中自有强中手，莫向人前满自夸。—《警世通言》七月231:38上午7月-2301:38July24,2023没有口水与汗水，就没有成功的泪水。。2023/7/2