电力电容器资料
电力电容器试验
电容器基础知识
电力电容器的分类和用途
电力电容器可分为电力电容器和电力电容器装置两大类， 电力电容器包括： 并联电容器：用于电力系统中无功补偿，补偿负荷的感性电 流，减小线路损耗， 调节无功平衡 交流滤波电容器：与滤波电抗器组成滤波回路，滤除系统系 统谐波。 串联电容器：串联于电力系统中，补偿线路电感，稳定系统 电压,提高输送容量。 耦合电容器：用于电力载波的高频通路。 直流滤波电容器：消除直流输电系统中，整流设备产生的纹 波或谐波。 断路器电容器：并于断路器断口上，均匀断口之间的电压。
电容器损耗
• 电容器的额定电压与其他设备不同，其额定电压不等于系 统额定电压，主要原因是电容器的额定电压与容量和成本 直接有关，额定电压的确定决定于系统的最高运行电压、 串联电抗器的电抗率、系统的谐波水平等。 • 电容器损耗： 电容器内消耗的有功功率，对于单元电容器，由电介 质、内部熔丝、内部放电器件、连接件等产生的损耗。对 于电容器组，由单元、外部熔断器、母线、放电电阻和阻 尼电抗器等产生的损耗。 • 电容器的损耗角正切值 在规定的正弦交流电压和频率下，电容器的等效串联 电阻与容抗之比，这里为电容器的内部介质损耗。
• 的两个出线是通过安装在电容器箱壳顶部的两个对壳绝缘 的套管引出的，而单套管电容器的两个出线只有其中的一 个是通过对壳绝缘的套管引出的，而另一个出线则通过接 壳的方式从箱壳的接线端引出。
电容器的早期损坏
• 电容器的技术性能取决于两个方面：其一是电容 器的绝缘介质，介质的优劣。由于电容器的极间 介质的场强直接决定着电容器的容量的大小，所 以，在所有的电器设备中，电容器的场强是最高 的，所以电容器对制造工艺要求也是最高的。 • 这里要说明的一点是，由于电容器的场强较高， 极间介质较薄，电容器早期少量的损坏应是一种 正常现象。 • 由于国内电容器行业制造设备和工艺的进步，有 力地保证了产品质量的稳定提高。
电力电容器的原理及实际应用
电力电容器的原理及实际应用电力电容器是一种能够将电能储存起来并在需要时释放的电子元器件，在电力系统中起到重要的作用。
它主要由两块导体电极(如金属箔)之间的绝缘介质（如聚乙烯薄膜）组成。
当电容器两电极上的电压差发生变化时，导体电极上的电荷也会发生变化，电容器就会储存电能。
电容器的储能量可以通过以下公式表示：E=0.5*C*V^2其中，E表示储存的电能，C表示电容器的电容量，V表示电容器上的电压。
电容器的原理可以用电场理论解释。
当电容器两电极上存在电压差时，介质内部会形成一个均匀的电场。
这个电场会将正负电荷分别较集在两个电极上，形成电荷分布不均匀。
当电容器进行充电时，电荷从一个极板流向另一个极板，导致电容器储存了电能。
当电容器进行放电时，储存的电荷回流回原来的电极1.电压调节器：电容器可以用作电压调节器，帮助维持电网的恒定电压。
当电网电压下降时，电容器会放出储存的电能以平衡电网的电压。
这一功能对于维持电力系统的稳定性和可靠性非常重要。
2.无功补偿：电容器可以用于消除电力系统中的功率因数补偿，即提高综合功率因数，减少无功功率的流动。
当电力负荷中存在大量的感性负载时，使用电容器可以补偿感性无功功率，提高电力系统的效率。
3.电力因数校正：电容器可以用于校正电力因数，改善用电质量。
电容器与感性负载并联使用，通过调节电容器的容量和电压来校正电流的相位，提高电力因数，减少电网中的谐波和电损耗。
4.瞬态稳定性改善：当电力系统中存在大功率负载突然增加或者突然减少时，可能会导致电压波动。
使用电容器可以增加电力系统的瞬态稳定性，减少电压波动。
5.示波器校准：电容器可以用作示波器和其他仪器的校准标准。
在示波器的校准过程中，电容器可以提供一个稳定的交流电压源。
总结起来，电力电容器的原理在电力系统中起到重要的作用，包括调节电压、补偿功率因数、校正电力因数、改善瞬态稳定性和作为仪器校准的标准。
这些应用使得电力系统能够更加稳定、高效地运行。
电力电容器理论ppt课件
确保电容器在正常工作条件下，其温 度不超过允许值，同时考虑成本、体 积和重量等因素。
电容器热性能的测试与评估
测试方法
通过测量电容器在工作状态下的温度，评估其热性能。
评估标准
根据电容器的工作环境和要求，制定相应的评估标准，如最大允许温升、工作温度范围等。
04
CATALOGUE
电力电容器的应用与选型
电力电容器理论 PPT课件
目 录
• 电力电容器概述 • 电力电容器的电气特性 • 电力电容器的热性能 • 电力电容器的应用与选型 • 电力电容器的故障诊断与处理
01
CATALOGUE
电力电容器概述
定义与工作原理
定义
电力电容器是一种用于储存电能 的电子元件，通常由两个相对的 金属电极和绝缘介质组成。
03
CATALOGUE
电力电容器的热性能
电容器温度与散热
温度对电容器性能的影响
随着温度的升高，电容器内部的介质性 能会发生变化，影响其电气性能和使用 寿命。
VS
电容器散热方式
自然散热、强制散热、热管散热等，不同 的散热方式适用于不同的电容器应用场景 。
电容器温升与散热设计
电容器温升计算
根据电容器的工作电流、电压和散热 条件，计算电容器内部的温升。
02
CATALOGUE
电力电容器的电气特性
电容与电容量
电容定义
电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，其大小由电容器两极板间的电场分布 和介质特性决定。
电容量
电容量是指电容器在额定电压下所能容纳的最大电荷量，通常用法拉（F）作为 单位，1F=1000000μF。
绝缘电阻与漏电流
绝缘电阻
绝缘电阻是指电容器两极板之间绝缘材料的电阻，是衡量电容器绝缘性能的重 要参数。绝缘电阻越大，电容器性能越稳定。
电力电容器保护讲解
三、电容器的保护配置及整定
不平衡电压保护
零序电压保护，开口三角电压保护。 零序电压保护，开口三角电压保护。 用于单星型接线 电压取自放电PT二次侧的开口三角电压。 电压取自放电PT二次侧的开口三角电压。 PT二次侧的开口三角电压 去保护装置
电压定值按部分单台电容器切除或击穿后， 电压定值按部分单台电容器切除或击穿后，故障相其 余单台电容器所承受的电压不长期超过1.1倍额定电压 余单台电容器所承受的电压不长期超过1.1倍额定电压 1.1 的原则整定。 的原则整定。
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二、系统对电容器组保护配置要求
35kV及以下系统中电容器组需考虑的故障情况： 35kV及以下系统中电容器组需考虑的故障情况： 及以下系统中电容器组需考虑的故障情况
1、电容器组与断路器之间连线的短路； 电容器组与断路器之间连线的短路； 2、单台电容器内部极间短路； 单台电容器内部极间短路； 3、电容器组多台电容器故障； 电容器组多台电容器故障； 4、母线电压升高； 母线电压升高； 5、电容器组失压； 电容器组失压； 6、电容器组过负荷。 电容器组过负荷。
一、电力电容器简介
集合式 集合式电容器组由大量带内熔丝的小单元集中装在大箱壳内组成。
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一、电力电容器简介
电容器的接线方式
星型接线 双星型接线 三角型接线
A相 星型 A相 B相 C相 B相 双星型 C相 A相 B相 C相 A相 B相 C相
双三角型接线 H型接线
三角型
双三角型 A相
UA UB UC
Za
Zb
Zc
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UN
版
三、电容器的保护配置及整定
每个电容器单元内的并联元件数为m,每个串联段的电 容器单元并联数为M, 每相串联段数为N的电容器组。 当有K只电容器的熔丝熔断后，中性点的电压：
电力电容器知识
电力电容器知识一、电力电容器简介电力电容器主要应用在电力系统，但在工业生产设备及高电压试验方面也有广泛地应用。
按使用电压的高低可分为高压电力电容器和低压电力电容器，以额定电压1000V为界。
高压电力电容器一般为油浸电容器，而低压电力电容器多为自愈式电容器（在金属化电容器问世前也生产油浸低压电容器），自愈式电容器也称金属化电容器。
1.名词解释电容：电容器的电容是表征电容器储存电荷能力的参数。
电容值称为电容量，计量单位为法拉（F），常用派生单位为微法（μF）、微微法（μμF或pF）。
①对于平板电容式中—真空介电常数；—相对介电系数（也称相对电容率，相对于真空的相对介电常数）；—电容极板间的距离（）；—电容器极板面积（）。
通常所说的介电常数都是指相对介电常数。
②对于卷绕电容器（极板两面起作用）式中—极板宽度（）；—极板长度（）；—极间介质厚度（）。
（2）电容器的储能电容器的储能是指电容器充电后在极板间储存的能量。
即式中—电容器的电容（）；—电容器极板间的电压（））。
（3）电容器的容量在交流电压作用下，电容器的容量（或无功功率）为式中—电容器的电容电流（）；—对电容器施加的电压（kV）；—施加电压的频率（）；—电容器的电容（）。
2. 电力电容器的分类和用途（1）并联电容器并联电容器是并联补偿电容器的简称，与需补偿设备并联连接于50Hz或60Hz交流电力系统中，用于补偿感性无功功率，改善功率因数和电压质量，降低线路损耗，提高系统或变压器的输出功率。
并联电容器又由可分为：(a) 高压并联电容器，其额定电压在1.0kV以上，大多为油浸电容器；(b) 低压并联电容器，其额定电压在1.0kV及下，大多为自愈式电容器，以前曾生过油浸低压电容器。
现在已经不多见了；(c) 自愈式低压并联电容器，其额定电压在1.0kV及下；(d) 集合式并联电容器（也称密集型电容器），准确地说应该称作并联电容器组，额定电压在3.5～66kV；(e) 箱式电容器，其额定电压多在3.5～35kV，与集合式电容器的区别是：集合式电容器是由电容器单元（单台电容器有时也叫电容器单元）串并联组成，放置于金属箱内。
8章电力电容器(30)(共32PPT)
第十八页，共三十二页。
第八章 电力电容器
• 为防短路爆炸：GB50053—94?10kV及以下变电所设计 标准?规定：高压电容器组宜接成中性点不接地星形，容量 较小时(45kvar及以下)宜接成三角形。
• 低压电容器组应接成三角形。
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第八章 电力电容器
§8—3 电容器平安运行 电力电容器是充油设备，安装、运行或 操作不当都可能着火，也可能发生爆炸， 电容器的残留电荷还可能对人身平安构 成直接威胁。因此，电容器的平安运行
• 保护：高压电容器宜采用平衡电流保护或瞬动的过电流保护。如 电力网有高次谐波，可加装串联电抗器抑制谐波或加装压敏电阻
及RC过电压吸收装置。
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第八章 电力电容器
• 低压电容器组开关选择： 总容量≤l00kvar时，可用交流接触器、刀 开关、熔断器或刀熔开关保护和控制； 总容量≥ 100kvar时，采用低压断路器保护 和控制。
总油量≤300kg的高压电容器和低压电容器应视其测量的多 少安装在有防爆墙的间隔内或有隔板的间隔内。
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第八章 电力电容器
• 电容器养护：防止阳光直射，受阳光直射 的窗玻璃应涂以白色。
• 电容器分层安装时一般不超过三层；层与 层之间不得有隔板，以免阻碍通风；电容 器之间的距离≥50mm；上、下层之间的 净距≥20cm；下层电容器底面对地高度 ≥30cm。电容器铭牌应面向通道。
第十七页，共三十二页。
第八章 电力电容器
二、电容器接线 • 三相电容器内部接线一般为三角形接线； • 单相电容器接线方式，根据其额定电压Ue和线路
的额定电压确定： Ue与线电压相符采用三角形接 线； Ue与相电压相符采用星形接线。
电力电容器原理构成
电力电容器原理构成1 电力电容器概述电力电容器是低压配电系统中常见的电器元件，主要是功能是向电网提供无功功率，减少感性用电设备向电网索取的无功功率，降低供电过程中的无功损耗。
用于电力系统电容器被称之为电力电容器。
2 原理任意两块金属导体，中间用绝缘介质隔开，即构成一个电容器。
电容器电容的大小，由其几何尺寸和两极板间绝缘介质的特性来决定。
当电容器在交流电压下使用时，常以其无功功率表示电容器的容量，单位为千乏（Kvar）。
电力电容器按用途可分为8种，但建筑物内的低压电力系统中基本上都使用并联电容器（原称移相电容器）。
根据电容器的电流超前于电压和电感中的电流滞后于电压的基本特性，用电力电容器补偿电力系统感性负荷的无功功率，使感性负载的无功功率就近从电容器中获取，不再向电网索取，由此提高线路的功率因数。
由于经过补偿以后感性负荷向电网索取的无功功率大幅度减少，视在功率随之明显下降，视在电流也就减少。
线路上的视在电流减少以后，供电过程中的电压降也就减少，由此使供电线路末端的电压质量得到提高。
同时，由于视在电流减小，线路上的线损（包括变压器的损耗）也会随之下降。
从整个电力系统上看，适度地实施无功功率补偿能够有效地降低对发电厂的电力需求，节约电力投资。
同时可以减少输变电整个过程中的线路损耗。
因此，根据设计规范在低压主进柜的旁都设有电容补偿柜（图1-1）。
图1-1 电容器柜图1-2 电力电容器3 功率因数（力率）在交流电路中，电压与电流之间的相位差（Φ）的余弦叫做功率因数，用符号表示。
在数值上，功率因数是有功功率（P）和视在功率（S）的比值，即COSφ=P ∕S。
在电业企业也将功率因数称之为力率。
根据电力法，各地供电企业根据用户的用电性质、变压器容量等情况，规定用户必须达到的功率因数的目标值。
每个月收取电费的时候，供电企业要对用电的功率因数进行考核并根据达标的情况进行奖惩。
4 电力电容的构图（图1-2）1.外壳──有马口铁冲压制成，外涂绝缘漆，要求耐压，密封，绝缘性能良好。
电力电容器基础知识讲解
电力电容器基础知识讲解主讲：概述高压断路器短路电流的开合并联电容器的保护并联电容器的运行与维护1.接线类型及优缺点：目前在系统中运行的电力电容器组的接线有两种：即星形接线和三角形接线。
电力企业变电所采用星形居多，工矿企业变电所采用三角形居多。
三角形接线优点：可以滤过3倍次谐波电流，利于消除电网中的3倍次谐波电流的影响。
三角形接线缺点：当电容器组发生全击穿短路时，故障点的电流不仅有故障相健全电容器的放电涌流，还有其他两相电容器的放电涌一、并联电力电容器的接线流和系统短路电流。
故障电流的能量往往超过电容器油箱能耐受的爆裂能量，因而经常会造成电容器的油箱爆裂，扩大事故。
星形接线优点：当电容器发生全击穿短路时，故障电流受到健全相容抗的限制，来自系统的工频短路电流将大大降低，最大不超过电容器额定电流的3倍，并没有其他两相电容器的放电涌流，只有故障相健全电容器的放电电流。
故障电流能量小，因而故障不容易造成电容器的油箱爆裂。
在电容器质量相同的情况下，星形接线的电容器组可靠性较高。
并联电力电容器的接线与电容器的额定电压、容量，以及单台电容器的容量、所连接系统的中性点接地方式等因素有关。
220～500kV变电所，并联电力电容器组常用的接线方式：（1）中性点不接地的单星形接线。
（2）中性点接地的单星形接线。
（3）中性点不接地的双星形接线。
（4）中性点接地的双星形接线。
6～66kV为非直接接地系统时，采用星形接线的电容器中性点不接地方式2.电容器的内部接线（1）先并联后串联：此种接线应优先选用，当一台电容器出现击穿故障，故障电流由来自系统的工频故障电流和健全电容器的放电电流组成。
流过故障电容器的保护熔断器故障电流较大，熔断器能快速熔断，切除故障电容器，健全电容器可继续运行。
（2）先串联后并联：当一台电容器出现击穿故障时，故障电流因受与故障电容器串联的健全电容器容抗限制，流过故障电容器的保护熔断器故障电流较小，熔断器不能快速熔断切除故障电容器，故障持续时间长，健全电容器可能因长时间过电压而损坏，扩大事故。
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Ｃ＝
Q V
电荷量 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） 106 F
1纳法（nF） 10 9 F
1皮法（pF） 1012 F
一、电容器的基本原理
额定容量的计算：
Q 2fcU 2
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、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 力× （运行电压/额定电压）2
（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
电容器放电则电压被断开，电容器被短路并通 过电阻放电。
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
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。
Ｑ= 2 3.14 50 60.7 106 6.1 6.1106
=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。
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?
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
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
改善功率因素通常利用并联电容器（也 有串联到高压线路），并联电容器提高功 率因素的原理：在交流纯电阻电路中，负 载中的电流IR与电压Ｕ同相位，纯电感负载中的 电流ＩＬ滞后电压90°。而纯电容的电流IC则 超前电压90°，可见，电容中的电流与电感 中的电流相差180 °，它们能够互相抵消。
解:
1
1
Qc P(
1
1)
cos2
cos2
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
的夹角的正切值。
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。
七、静止无功补偿器
(4)、晶闸管投切电容器 可用于平衡负载，也可用于不平衡负载，
每相独立补偿。电容器是按工频周期投的， 是可以抑制铁磁谐振。 (5)、基于微处理器的静止无功控制器
晶闸管投切电容器和晶闸管控制电抗器 都是由微处理器来控制。 (6)、静止同步补器
七、静止无功补偿器
2、静止无功补偿中的损耗和谐波
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
在选择SVC的额定值时，损耗是一个重要的 考虑因素。在空载运行时，感性无功和容性无功 相互抵消，这意味所有的容性电流流入了感性电 路中。因此，当容性无功输出增加时，损耗减少， 这种结构大约损耗为1﹪的额定容量。
谐波在晶闸管控制电抗方案中，谐波是由于 相位控制引起的。对谐波电压控制在如下方面有 效益：减少损耗，减少发热，减少维护工作量， 减少继电保护装置的误动作等。