13章：《电力电容器》13

电容器安全运行
(3) 正确选择电容器组的保护方式，是确保电容器安全可靠运行的
关键，但无论采用哪种保护方式，均应符合以下几项要求：
* 保护装置应有足够的灵敏度，不论电容器组中单台电容器内 部发生故障，还是部分元件损坏，保护装置都能可靠地动作。
* 能够有选择地切除故障电容器，或在电容器组电源全部断开
后，便于检查出已损坏的电容器。 * 在电容器停送电过程中及电力系统发生接地或其它故障时，保 护装置不能有误动作。 * 保护装置应便于进行安装、调整、试验和运行维护。 * 消耗电量要少，运行费用要低。
电力电容器安装与接线
• 目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据 功率因数来进行电容器的自动投切，也有为了保 证用户电压水平而以电压为判据进行控制。这种 补偿方式虽然利于保证用户的电能质量，但对电 力系统并不可取。因为线路电压的波动主要由无 功量变化引起，而线路的电压水平由系统情况决 定。当线路电压基准偏高或偏低时，无功功率的 投切量可能与实际需求相差甚远，可能出现无功 功率补偿过多或补偿不足的情况。
第十三章 电力电容器
• • • • • • • • • • 一、教学目的及要求 1、了解电容器的基础知识 2、理解电容器的安装与运行 3、理解电容器的检查与维修 二、教学学时：8学时 三、教学方法：讲授 四、教学主要内容 1、电容器的结构与补偿原理 2、电力电容器安装与接线 3、电容器的安全运行
第一节 电力电容器补偿原理
电力电容器补偿原理
• 电容器的作用： 电容器在电子线路中的作用一般概括为：通交流、阻直流。 电容器通 常起滤波、旁路、耦合、去耦、转相等电气作用，是电子线路必不可 少的组成部分。
• 1、隔直流： 作用是阻止直流通过而让交流通过。 2、旁路（去耦）： 为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。 3、耦合： 作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路 4、滤波： 将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波，接近于直流。
电力电容器安装与接线
• 用户终端分散补偿方式体现了以下几个方面的优缺点： (1)线损率可减少20％； (2)减小电压损失，改善电压质量，进而改善用电设
备启动和运行条件；
(3)释放系统能量，提高线路供电能力；
(4)缺点是低压无功补偿通常按配电变压器低压侧最
大无功功率需求来确定安装容量，而各配电变压器低 压负荷波动的不同时性造成大量电容器在较轻载时闲
电力电容器补偿原理
• 5、温度补偿： 针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电 路的稳定性。 6、计时： 电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。 7、调谐： 对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。 8、整流： 在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。 9、储能： 储存电能，用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯，加热设备等等。
电容器安全运行
• (2) 除上述指出的保护形式外，在必要时还可以作下面的几种 保护： * 如果电压升高是经常及长时间的，需采取措施使电压升高 不超过1.1倍额定电压。 * 用合适的电流自动开关进行保护，使电流升高不超过1.3倍 额定电流。 * 如果电容器同架空线联接时，可用合适的避雷器来进行大 气过电压保护。 * 在高压网络中，短路电流超过20A时，并且短路电流的保 护装置或熔丝不能可靠地保护对地短路时，则应采用单相短路 保护装置。
置，设备利用率不高。
第三节 电容器安全运行
一、电容器运行参数
（1） 允许运行电压 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。
电容器安全运行
（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%。 （3） 允许运行温度 正常运行时，其周围额定环境温度为＋ 40℃～－25℃，电容器的外壳温度应不超 过生产厂家的规定值（一般为60℃ 或 65℃ ）。
电力电容器安装与接线
• 对配电系统来说，除了专用变压器之外，还有许 多公用变压器，而面向广大家庭用户及其他小型 用户的公用变压器，其通常安装在户外的杆架上， 进行低压无功功率集中补偿则是不现实的，难维 护、控制和管理，容易成为生产安全隐患。这样， 配电网的补偿度就受到了限制。
电力电容器安装与接线
电容器安全运行
(4) 电容器不允许装设自动重合闸装置，相反应装 设无压释放自动跳闸装置。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电流，从而造成
电容器外壳膨胀、喷油甚至爆炸。
电容器的基本接线方式
1、 电容器接线方式
电力电容器安装与接线
2、 高压补偿方式
要平衡输电网的无功功率，可在变电站进行 集中补偿。这种方式一般是将并联电容器连接在 变电站的10kV母线上，主要目的是改善输电网 的功率因数，提高母线电压。优点是管理容易、 维护方便，缺点是对配电网的降损起不到什么作 用。
电力电容器补偿原理
• 电容器放电：
•
使充电后的电容器失去电荷（释放电荷和电能）的过程称为放电。 例如，用一根导线把电容器的两极接通，两极上的电荷互相中和，电 容器就会放出电荷和电能。放电后电容器的两极板之间的电场消失， 电能转化为其它形式的能。
• 电解电容器 • 在一般的电子电路中，常用电容器来实现旁路、耦合、滤波、振荡、 相移以及波形变换等，这些作用都是其充电和放电功能的演变。
一、结构和型号 电力电容器的型号多按以下方式标志：
□ □ □ □—□—□
1 2 3 4 5 6
1：并联电容器代号，大写字母B 2：液体介质代号，Y表示矿物油、W表示十二烷基笨等 3：固体介质代号，F表示复合薄膜、M表示聚丙烯薄膜 4：额定电压，KV 5：额定容量，KVar
6：相数，1表示单相、3表示三相
电力电容器补偿原理
二、补偿原理
电力电容器是一种静止的无功补偿设备。它的主要作用 是向电力系统提供无功功率，提高功率因数。采用就地无功补 偿，可以减少输电线路输送电流，起到减少线路能量损耗和压 降，改善电能质量和提高设备利用率的重要作用 。
补偿用电力电容器或者安装在高压边，或者安装在低压 边；可以集中安装，也可以分散安装。从补偿的完善的角度看， 低压补偿比高压补偿好，分散补偿比集中补偿好；从节省投资 和便于管理的角度看，高压补偿比低压补偿好，集中补偿比分 散补偿好。
电容器安全运行
三、电容器操作
1、在正常情况下的操作 电容器组在正常情况下的投入或退出运行， 应根据系统功率因数以及电压情况来决定。当变 电所全部停电操作时，应先拉开电容器组开关， 后拉开各路出线开关；当变电所全部恢复送电时， 应先合上各路出线开关，后合上电容器组开关。
电容器安全运行
2、在异常情况下的操作 （1）发生下列情况之一时，应立即拉开电容器组开关， 使其退出运行： a．电容器组母线电压超过电容器组额定电压1.1倍以 及通过电容器组的电流超过电容器组额定电流的1．3倍时； b．电容器油箱外壳最热点温度及电容器周围环境温 度超过规定的允许值时； c．电容器连接线接点严重过热或熔化； d．电容器内部或放电装置有严重异常响声； e．电容器外壳有较明显异形膨胀时； f．电容器瓷套管发生严重放电闪络； g．电容器喷油起火或油箱爆炸时。
电力电容器安装与接线
• 低压集中补偿方式的形式 目前，较普遍采用的另外一种无功补偿方式，是 在配电变压器380V侧进行集中补偿，补偿装置通常采 用微机控制的低压并联电容器柜。容量在几十至几百千 乏不等，它是根据用户负荷水平的波动，投入相应数量 的电容器进行跟踪补偿。主要目的是提高专用变压器用 户的功率因数，实现无功功率的就地平衡，对配电网和 配电变压器的降损有一定作用，也保证该用户的电压水 平。这种补偿方式的投资及维护均由专用变压器用户承 担。
电容器安全应采用适当保护措施，如采用平衡或 差动继电保护或采用瞬时作用过电流继电保护， 对于3.15kV及以上的电容器，必须在每个电容器 上装置单独的熔断器，熔断器的额定电流应按熔 丝的特性和接通时的涌流来选定，一般为1.5倍电 容器的额定电流为宜，以防止电容器油箱爆炸。
电容器安全运行
（2）发生下列情况之一时，不查明原因不得将电容器组合闸送电： a．当变电所事故跳闸，全所无电后，必须将电容器组的开 关拉开； b．当电容器组开关跳闸后不准强送电； c．熔断器熔丝熔断后，不查明原因，不准更换熔丝送电。 （3）禁止带电荷合闸操作 电容器组每次拉闸之后，必须通过放电装置随即进行放电， 待电荷消失后再合闸。电容器组再次合闸时，必须在断开三分钟 之后进行。 （4）为了检查、修理的需要，电容器断开电源后，工作人员 接近之前，不论该电容器是否装有放电装置，都必须用可携带的
电力电容器补偿原理
• 电容器充电：
•
使电容器带电（储存电荷和电能）的过程称为充电。 这时电容器的两个极板总是一个极板带正电，另一个极板 带等量的负电。把电容器的一个极板接电源（如电池组） 的正极，另一个极板接电源的负极，两个极板就分别带上 了等量的异种电荷。充电后电容器的两极板之间就有了电 场，充电过程把从电源获得的电能储存在电容器中。
电容器安全运行
2、电容器母线电压超过电容器额定电压的1．1倍或者 电流超过额定电流的1.3倍以及电容器室的环境温度超 过土40℃时，均应将其退出运行。3、当电容器组发生 下列情况之一时，应立即退出运行： a．电容器爆炸； b．电容器喷油或起火； c．瓷套管发生严重放电、闪络； d．接点严重过热或熔化； e．电容器内部或放电设备有严重异常响声； f．电容器外壳有异形膨胀。
第二节 电力电容器安装与接线
一、电容器安装
环境温度：不应超过40 ℃
相对湿度：不应超过80 %