电力电容器

九、谐波的滤除
5、滤波器的设计
谐波滤波器的主要部件为电容器、电抗器， 如果需要再加上阻尼电阻器，下面描述滤波的设计 步骤： 发出的无功功率
V X S
C 2 SyS
V s V
act
SyS
额定
S
2
act
10 6 C 314 X C
XC 的单位为Ω；C 的单位为uF.
九、谐波的滤除
八、并联电容器的保护
1、过电流保护
过电流可能出现在单台电容器或电容器组的 某相电容器上，也可能由系统不平衡引起。电容 器组过电流保护的第一防线是熔断器，针对电容 器组的单相接地故障、线间故障和三相故障，需 要一套过电流保护装置。根据标准要求，电容器 组可以承受135﹪的额定电流值。
2、电容器支架故障的保护
Qc P( cos
2
1
1
cos
2
1)
2
=200×(1.33-0.48)=170kvar
七、静止无功补偿器
1、静止无功补偿器概述 （1）、晶闸管控制电抗器和固定电容器 当需要无功功率小于最大值时，通过 动态控制感性无功功率来保持电压在要求 的范围内。 (２)、晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容 器 (３)、晶闸管控制电抗器和机械投切电容器
2
Ｑ=
2 3.14 50 60.7 10 6.1 6.110
6
6
=709215Var≈700Kvar
一、电容器的基本原理
２、电容器的充电和放电
电容器充电和放电函数由电路的时间常数控制， 时间常数与电容值成比例。 时间常数的含义：假设电容器以初始速率匀速 充电，则在这段时间里电容器两端的电压将会达 到最大值。又被定义为电容器实际充电电压达到 最终稳态值的0.632倍时的时间。 电容器放电则电压被断开，电容器被短路并通 过电阻放电。
Q 电荷量 Ｃ＝ V 电位差
一、电容器的基本原理
电容值的单位为法拉（Ｆ）单位换算为
1微法（uF） 10 F
9 1纳法（nF） 10 F
6
1皮法（pF） 10 F
12
一、电容器的基本原理
额定容量的计算：
Q 2fcU
例：
型号: AAM6.1-700-1W 额定电压: 6.1kV 额定容量: 700kvar 额定频率: 50Hz 编号:06-0136-3-120 实测电容: 60.7
五、并联电容器结构
1、接地星形
中性点不需要达到系统BIL的绝缘 水平，故电容器组的初始成本较小；降 低了断路器的瞬态恢复电压；电容器支 架结构承受的机械强度较小．
２、不接地星形
正常运行时相电压和电流是对称的。 当某电容器故障时，中性点就会飘移， 非故障相电容电压将上升1.732倍可能引 起其他故障。
2 C 2 SyS
流过滤波器的基波电流为
V I 3 X X
SyS 1 C
L

九、谐波的滤除
流过滤波器的n次谐波电流为 滤波器的有效值电流为
I I n
n 1
I rms I1 I 2 ... I n
2 2
2
电容器的基波电压为
VC 1 I1 X C
电容器的n次谐波电压为 V I
V 滤波器发出无功功率M var X X
SyS C 2
L
I L 电抗器无功功率k var 1000
2
十、维护与故障检修
1、电容器运行中的异常现象 1)、电容器渗漏油 2)、电容器外壳膨胀 3)、电容器温升高 4)、电容器瓷瓶表面闪络放电 5)、异常声响 6)、电容器爆破
十、维护与故障检修
Cn
n
X n
C
电容器的峰值电压为 电容器的容量（k var） V I
rms
rms
九、谐波的滤除
电容器的电压有效值为 V V V ...V 在已知电压和电流有效值后可以计算得到
2 2 rms C1 C2 2 Cn
电容器的容量（k var） Vrms I rms
由于电抗器的存在，改变了实际的无功功率
2、电容器的技术规范
（1）电压：能在110%的额定电压下运行，不能 超过1.2√2额定有效值电压。 （2）无功出力额定值：无功出力=额定无功出 2 力× （运行电压/额定电压） （3）频率：无功出力=额定无功出力×（工作 频率/额定频率） （4）环境温度
三、电容器的技术规范
（5）运行条件 （6）套管类型：有单套管和双套管 （7）冲击水平（冲击电压） （8）内部放电装置：600V以上放电5分 （9）暂时工频过电压 （10）瞬态过电流 （11）三相结构的连接方式 （12）漏电流 （13）损耗因数：电容器的电抗Xe和阻抗Ｚe之间 的夹角的正切值。
九、谐波的滤除
4、谐波滤波器
1)、单调谐波器 即陷波滤波器，可用于滤除特定频率 的谐波。通常用来控制5和7次谐波 2)、高通滤波器 高通滤波器的阻抗在高次谐波频段较低。 滤波器中的电阻在基波频率下会产生很大的功率 损耗。通常用来控制11次和更高次谐波 3)、多滤波器组 由单调谐波器和高通滤波器组成。
2、故障检修分析
1)、电压额定值不够引起的电容器故障 2)、熔断器烧断 电容器单元的短路、过电压引起的过电流、 或者谐波都有导致熔断器的烧断。 3)、热故障 电容器可能由于温度过高而故障。 4)、铁磁谐振 电容器组容易与电源电感或变压器电感相互 作用而产生的铁磁振荡。
十、维护与故障检修
5)、谐波 谐波会引起电容器单元的过热和损坏。 6)、电容器单元开路 7)、电介质损坏 8)、支架故障和绝缘损坏 9)、制造缺陷 10)、电容器单元内部应力引起的故障在 纹波电流、冲击电压和高频振荡电流下会产 生内部应力并过早地损坏。 11)、外部应力引起的损坏 12)、操作错误 13)、避雷器连接错误
二、功率因素的概念
功率因素： 电路中有功电流和总电流的比例， 又可表示为有功功率和视在功率的比值：
有功电流 有功功率 功率因素= 总电流 视在功率
通常功率因素又有超前或滞后两种情 况。
三、电容器的技术规范
1、电容器的类型：
（1）安装外部熔丝的电容器单元 （2）带内部熔丝的电容器单元 （3）无熔丝的电容器单元
谢谢指导 再见！
谐波频率为
f
0
1 2 LC
1
2
谐波滤波器的电感值
L
2 f c
2 0
流过滤波器的基波电流
S I 3V
act 1
Sys
滤波器电抗器的电抗为 X L
L
九、谐波的滤除
L
为基频
C 2
对应调谐于n次谐波的滤波器
X电压上升， 电压为
n v v n 1
五、并联电容组结构
不接地星形联结方式不会流过零序电流、三次 谐波电流，在系统发生故障时也不会流过大的电 容器放电电流（相间故障仍可能发生）。
3、不接地分裂星形
这种方式与不接地星形联结 方式等效,且能检测中性点处不平 衡状况。
五、并联电容组结构
4、接地分裂星形
双星形设计使得不平衡保护更加可靠和快速
四、电容器试验
安装试验或现场试验：
（1）电容值测量 （2）低电压通电试验：试验电压为120V左右。 （3）高压绝缘强度试验：交流电压试验时，电容 器应在额定电压或额定电压以下关合，然后电压 缓慢上升到试验值，试验结束时，断电前将电压 降到额定电压以下，试验时间不应超过20S。 直流电压试验时，充放电过程应限制在1A 以下，可通过与电容器串联电阻实现，试验完成 后电容器应用合适电阻放电。
六、改善功率因素
并联电容器在电力系统中的作用： （1）补偿无功功率，提高功率因素； （2）提高设备出力；P=S×COS∮ （3）降低功率损耗和电能损失； （4）改善电压质量
六、改善功率因素
提高功率因素确定补偿容量： 某工厂最大负荷月的平均有功功率为200kw， 功率因素COS∮＝０.6,拟将功率因素提高到0.9, 需要装设电容器的总容量为多少? 解: 1 1
（4）中性点接地星形联结电容器组
八、并联电容器的保护
（5）不接地星形电容器组的中性点电压 不平衡保护
（6）采用电容分压器的不接地星 形电容器组中性电压不平衡 保护
八、并联电容器的保护
（7）采用3个PT的不接地星形电容器组 中性点电压不平衡检测
（8）不接地分裂星形电容器组的中性 点电流不平衡保护
八、并联电容器的保护
（9）不接地分裂星形电容器组的中性 点电压不平衡保护
（10）不接地分裂星形电容器组的中性 点电压不平衡保护
九、谐波的滤除
1、谐波源
1)、变流器 2)、脉冲调制（PWM）变流器 3)、变频器 4)、电弧炉 5)、静止无功补偿器（SVC） 6)、开关电源
九、谐波的滤除
2、系统对谐波的响应
1)、并联谐振 当系统的感抗与容抗在某频率下相等时会发 生并联谐振。如果谐振频率恰好与某个非线性负载 的谐波频率相重合，那么在感抗和容抗之间会产生 一个振荡电流。 2)、串联谐振 串联谐振是电容器组与变压器电感串联组合 的结果，串联谐振电路会引起电压畸变。串联与并 联谐振的谐波频率表达式： 1
电力电容器
一、电容器的基本原理
电容器由两块导电板中间夹绝缘材料（被 称为电介质）组成，导电板可以是圆或方形。当 在两个正对的金属电极上施加电压时，电荷将根 据电压的大小被储存起来 。在电力系统中,主要 用于提供无功功率。 1、电容器的电容值 电容器的电容值定义为两块极板之间建立 单位电位差时所需的电荷量。则电容值为
5、三角形联结
三角形联结电容组只 有在低电压等级使用。
6、H桥形结构
桥中不平衡CT用以检测电容器 不平衡电流的变化
六、改善功率因素