逆变系统直流支撑电容器的应用
超级电容在变电站直流系统中的应用
超级电容在变电站直流系统中的应用1、当前变电站直流屏存在的问题在我国110kv、35kv、10kv终端变电站，以及厂用6kv配电系统，广泛采用了蓄电池直流屏和硅整流电容储能直流屏、作为操作、控制以及保护的电源。
几十年来，较多的产品在运行中存在以下问题：1.1镉镍蓄电池直流屏直流母线输出220v时，一般由180只蓄电池组成。
蓄电池在加工生产中不可能做到每只电池的充放电特性完全一致，虽然生产厂家在出厂时进行了匹配组合，到了用户手中就没有挑选的余地了。
在使用中1、当前变电站直流屏存在的问题在我国110kv、35kv、10kv终端变电站，以及厂用6kv配电系统，广泛采用了蓄电池直流屏和硅整流电容储能直流屏、作为操作、控制以及保护的电源。
几十年来，较多的产品在运行中存在以下问题：1.1镉镍蓄电池直流屏直流母线输出220v时，一般由180只蓄电池组成。
蓄电池在加工生产中不可能做到每只电池的充放电特性完全一致，虽然生产厂家在出厂时进行了匹配组合，到了用户手中就没有挑选的余地了。
在使用中，用同一个充电电源，又向同一负荷放电，久而久之，个别电池由于特性差别越来越大，而影响整个装置的性能。
镉镍蓄电池在运行中，长期处于浮充状态，充电机性能的好坏，直接影响电池的寿命。
一般厂家承诺电池寿命大于10年，但在实际运用中，往往只有3～5年。
这是因为，如果浮充电流过大，会使电解液中的水电解成氢和氧，这两种气体混合是危险的爆炸气体，如果通风不良，有资料介绍，某无人值班变电站，曾发生直流屏爆炸的事故。
过充电还会使电池冒液。
在电池外表及连接片上产生墨绿色氧化物，腐蚀构件，降低绝缘，使自放电增加。
过充还会产生氧化还原反应，在负极板上生成氧化镉，减少极板有效面积，容量减小，这就是俗称的“记忆”效应。
为了保持电池的容量，每年需对蓄电池进行1～2次的“活化”试验，试验必须按生产厂家规定的标准制度进行充放电，才能保证电池的有效率。
作为使用维护者来说，是一个令人头痛的事情。
直流支撑电容在回路中的作用
直流支撑电容在回路中的作用
一、直流支撑电容在回路中的作用可真是个有趣的话题呢！
咱先从最基本的说起，直流支撑电容就像是回路里的一个小水库。
你想啊，当电路里的电流突然有变化的时候，就像河流里的水量突然变多或者变少，这个时候直流支撑电容就能储存或者释放电能，让电路里的电压不会一下子变得特别高或者特别低。
这就好比水库在雨季的时候储存水，旱季的时候放水，保持水位的稳定一样。
然后呢，它还能提高回路的功率因数。
这功率因数就像是电路里的一个效率指标。
如果没有直流支撑电容，电路可能就会像一个很懒的工人，干活效率不高。
有了它呢，就像是给这个工人打了一针兴奋剂，让电路能够更有效地利用电能，减少能量的浪费。
这就意味着我们在使用电器的时候，可以更省电，多棒呀！
再说说它在一些特殊电路里的作用，比如说在一些电机的驱动回路里。
电机启动和停止的时候电流变化很大，直流支撑电容就像一个坚强的后盾，保证电机能够平稳地启动和停止。
要是没有它，电机可能就会像一个调皮的小孩，启动的时候一下子冲出去，停止的时候又突然停住，这样对电机本身可不好，还可能影响整个电路系统的稳定性呢。
还有哦，在一些需要高精度电压控制的回路里，直流支撑电容也起着不可或缺的作用。
它能够对电压进行微调，就像一个超级精细的工匠，把电压调整到最适合电路工作的状态。
这样一来，那些对电压要求很高的电子元件就能够愉快地工作啦。
直流支撑电容在回路中的作用可真是多种多样，它就像一个默默奉献的小英雄，虽然我们可能平时都不太注意到它，但它却在背后为电路的稳定和高效运行发挥着巨大的作用呢。
直流支撑电容计算公式
直流支撑电容计算公式直流支撑电容在电路中可是个重要的角色呢！要想搞清楚它的计算公式，咱们得先从一些基础的概念说起。
咱们先来说说为啥要有直流支撑电容。
想象一下，电路就像一条繁忙的马路，电流就是来来往往的车辆。
有时候，电流的需求会突然变大或者变小，如果没有直流支撑电容这个“缓冲带”，电路就可能会出现不稳定的情况，就像马路上突然堵车或者空荡荡的，那可就麻烦啦！直流支撑电容的计算公式，通常会涉及到一些关键的参数，比如说负载电流、电压波动范围以及放电时间等等。
这就好像我们做菜，各种食材和调料的比例要搭配好，才能做出美味的菜肴。
举个例子吧，我之前遇到过一个电路改造的项目。
那是一个小型的电机控制系统，电机在启动和停止的时候，电流波动特别大。
为了让电路稳定运行，我就需要计算出合适的直流支撑电容值。
我先仔细测量了电机的负载电流，发现启动瞬间电流能达到正常运行的好几倍。
然后，根据电路允许的电压波动范围，以及电机启动和停止的时间，开始用公式进行计算。
这过程可不简单，每一个参数都得考虑周全，稍有差错，整个电路就可能出问题。
经过一番努力，终于算出了合适的电容值，安装好电容后，电机运行得稳稳当当，那一刻，心里真是满满的成就感。
那直流支撑电容的计算公式具体是啥呢？一般来说，可以用这个公式：C = I × Δt / ΔV 。
这里的 C 就是电容值，I 是负载电流，Δt 是放电时间，ΔV 是电压波动值。
比如说，一个电路的负载电流是 5 安培，允许的电压波动是 5 伏特，放电时间是 0.1 秒，那通过公式计算，电容值 C = 5 × 0.1 / 5 = 0.1 法拉。
不过要注意哦，实际应用中，还得考虑电容的耐压值、温度特性等因素。
不能只盯着公式算出来的数值，还得结合实际情况进行调整。
总之，直流支撑电容的计算公式是我们解决电路稳定问题的一个有力工具，但要灵活运用，多考虑实际情况，才能让电路跑得顺顺畅畅的。
就像我们走路，不能只盯着目的地，还得留意脚下的路是不是平坦，有没有坑坑洼洼。
光伏阵列直流侧电容
光伏阵列直流侧电容
首先，光伏阵列直流侧电容可以帮助平滑直流电压，减小电压
波动，从而提高系统的稳定性。
由于光伏阵列的输出受到天气、光
照等因素的影响，其输出电压会有一定的波动，而直流侧电容可以
在一定程度上抵消这种波动，使得光伏发电系统的输出更加稳定。
其次，直流侧电容还可以帮助提高系统的功率因数。
光伏阵列
发电系统通常会产生一定的谐波，而电容器可以用来补偿这些谐波，从而减小系统的谐波失真，提高功率因数，减小系统的线损。
另外，直流侧电容还可以帮助延长光伏逆变器的使用寿命。
光
伏逆变器在工作过程中会受到电压波动等因素的影响，而电容器可
以在一定程度上减小这些影响，保护逆变器，延长其使用寿命。
此外，直流侧电容还可以提高系统的响应速度，使得系统更加
灵活，适应不同的工况。
总的来说，光伏阵列直流侧电容在光伏发电系统中起着非常重
要的作用，能够提高系统的稳定性、效率和可靠性，是光伏发电系
统中不可或缺的一部分。
逆变电路支撑电容的作用
逆变电路支撑电容的作用
逆变电路是现代电力电子学的重要应用之一。
逆变电路支撑电容是逆变电路中的一个关键组成部分，它的作用是在输出变压器次级侧所提供的直流电压出现变化时，对电压的波动进行平滑。
在逆变电路中，支撑电容的作用是非常重要的。
首先，逆变电路支撑电容的作用是平滑输出电压。
在逆变电路中，交流输入电源被转换为直流电压，然后经过输出变压器加工，得到所需的交流输出电压。
当输出变压器的次级侧所提供的直流电压发生变化时，逆变电路支撑电容便能够起到平滑输出电压的作用。
支撑电容的容量越大，输出电压的波动就越小。
其次，逆变电路支撑电容的作用是减少电流干扰。
在逆变电路中，当输出变压器次级侧所提供的直流电压出现变化时，会产生大量的谐波电流。
这些谐波电流会对电路中的其他元件产生干扰，从而降低整个电路的性能。
逆变电路支撑电容能够吸收这些谐波电流，将它们存储在电容器中，有效地减少了电路中的电流干扰。
最后，逆变电路支撑电容的作用是提高功率因数。
在逆变电路中，由于谐波电流的存在，电路的功率因数往往较低。
逆变电路支撑电容具有寄生电容效应，能够将谐波电流转换为谐波电压，从而改善电路的
功率因数。
总之，逆变电路支撑电容是逆变电路中非常关键的组成部分，它的作
用是平滑输出电压、减少电流干扰、提高功率因数。
在逆变电路设计中，应合理选择支撑电容的容量和类型，以确保电路的稳定性和性能。
柔性直流输电工程中用直流支撑电容器的应用
柔性直流输电工程中用直流支撑电容器的应用发表时间：2018-05-14T10:16:10.277Z 来源：《电力设备》2017年第35期作者：谢永安鸽[导读] 摘要：本文主要介绍了柔性直流输电系统用直流支撑电容器，该电容器属于金属化薄膜介质的自愈式电容器，技术要求很高。
（西安西电电力电容器有限责任公司陕西西安 710082）摘要：本文主要介绍了柔性直流输电系统用直流支撑电容器，该电容器属于金属化薄膜介质的自愈式电容器，技术要求很高。
前期，国内柔性直流输电工程中用的电容器主要以进口的国外电容器为主，随着电容器主材制造工艺水平及电容器生产制造装备工艺水平提高，国内直流支撑电容器发展很快，产品性能等各方面与国外产品相当，从而更好满足阀厂家对电容器产品性能、交货期及成本等方面的要求。
关键词：柔性直流输电系统；直流支撑电容器；金属化薄膜介质；生产制造装备工艺水平0 引言目前，国、内外大型柔性直流输电工程【1】中的直流支撑电容器均采用国外进口，周期较长，各种税居高不下，导致产品价位高，进口直流支撑电容器处于垄断地位，随着国内直流支撑电容器产品主材、生产制造装备、工艺水平等不断提高，现技术水平与国外水平相当，这种发展趋势，将打破进口产品的垄断地位，填补我国电力电容器行业在柔性直流输电领域所需高端电容器技术、生产装备制造、工艺等方面的空白，同时为风能、太阳能发电、光伏发电等清洁能源领域提供高端品质的电容器和系统集成服务，以满足蓬勃发展的柔性直流输电工程的需要。
1 柔性直流输电系统简介柔性直流输电（VSC?HVDC）系统【2】主要包括电压源换流器（VSC）、换流变压器、换相电抗器、直流电容器和交流滤波器等。
VSC换流器+1对轻型电缆=柔性直流输电。
柔性直流输电系统不需要大量的交直流滤波电容器，而是需要大量的直流支撑电容器，是采用金属化薄膜介质的自愈式电容器，技术要求很高，目前主要靠进口，国内多家有少量供货。
2 直流支撑电容器直流支撑电容器，又称DC-Link电容器，采用进口薄膜材料低温蒸镀而成，自愈性能优异；由全自动分切卷绕设备制造，采用无感卷绕技术，自愈性能优良，产品空间利用率高，结构更加紧凑，芯子内部采用特殊喷金工艺，等效串联电阻小、耐电压高、耐电流大、低阻抗、低电感、容量损耗小、电容器干式结构、能承载较大纹波电流、漏电流小、使用寿命长、安全及防爆稳定性好、不锈钢外壳，阻燃端子，防火性能达到最佳、过压力检测器保护装置，为后台提供辅助信号，可靠性高，产品结构设计合理，采用模块化设计概念，在绝缘的设计上，充分考虑了设计裕度，干式设计，所有主材均属于环保材料，不会有任何液体泄漏，造成环境污染。
DC-LINK直流链支撑电容器
DC-LINK 直流链支撑电容器特点:
稳定性高,寿命长。无感型结构。自愈性能
优异。等效串联电阻小。过电流、过电压能力强。
损耗小,能承载较大纹波电流。电容器干式结构,
无液体材料无毒无泄漏,利于环境保护,充放电 速度快,使用寿命长(约 10 万小时),安全防爆稳
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寿命长,广泛适用于变频器、SVG、UPS、电动汽
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车、混合动力车、电镀电源、变焊机、逆变电
源、感应加热设备、大功率高频开关电源、电梯
电机驱动、太阳能发电、风力发电变流器等行业 功率线路设计。
有兴趣,你可以看一下这个 dr-capacitor,
定性好,无极性安装方便。
DC-LINK 直流链支撑电容器结构:
采 用 专 利 技 术 ZL201320435985.1 、
ZL201320435759.3,聚丙烯膜介质真空蒸镀金属
电极,由全自动分切卷绕设备制造,应用无感卷
绕技术,芯子内部采用铜片逆变点焊连接,特殊 喷金工艺,阻然塑壳或金属外壳封装,环氧树脂
里面有详细参数和资料,他们是国内生产电容器
的标杆制造商,希望能帮到你。
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灌封,特大铜螺母、镀锡导线或铜端板引出,使得
电容器具有功率大,耐高温,寿命长,使用安全,
效串联电阻小,自感小,过电流、过电压能力强、 能承受较大的纹波电流并且拥有自愈性等特点。
辅助变流器支撑电容的设计选型及分析
支撑电容的设计选型及分析1. 支撑电容的设计选型图1 地铁牵引系统主电路原理示意图辅助逆变器（简称SIV ）中支撑电容的应用见图1，支撑电容器C 作为一个能量缓冲器，对直流电路的电压进行滤波，并保持其相对的稳定。
其主要功能如下： a ） 与电感L 形成LC ，对输入端的电压剑锋进行滤除。
b ） 为斩波模块的提供瞬变电流支撑电容器主要技术参数包括直流额定电压NDC U 、额定电流N I （有效值，连续）、电容值、电感值、耐压、损耗角、工作温度。
耐压与工作温度由牵引变流器系统应用条件可确定；电感值与损耗角由电容器本身的结构决定。
因此对支撑电容器的选型而言，主要是确定其额定工作电流及工作电压。
支撑电容器容量越大对直流回路的纹波电压抑制能力越强，但过大将增加系统的成本与体积，同时还会带来一些负面影响，如变流器开关桥臂短路时故障的危险程度也增大，因此支撑电容器的取值得控制在合适的范围之内。
1.1 额定电压的选择：支撑电容额定电压是指直流标称电压，是设计电容时，考虑连续运行状态所采用的但不能改变方向的任一极性的最高工作峰值电压。
电容器的损耗与其电压平方成正比，过电压会使电容器发热严重，电容器绝缘会老化，寿命缩短。
所以电容器的工作电压一般低于电容器本身的标称电压，对于机车环境中使用的电力电子电容器的工作电压是电容器标称电压的80%-90%。
系统的额定电压为1500V ，系统的最高电压为1800V ，因此该支撑电容额定工作电压选择2000V 。
1.2 额定电流的选择：按将DC600~1800V 斩波降压到600V 计算。
斩波频率f 取1.5kHz ，T=667uS 。
1800V 升压到600V 模式，ton=600/1800T=0.3333T=222uSL取1400uH,△I=Ul/Lx△T=1200/1400x222=190A但Imax=P/U=80000/600=133A，所以三角波电流过零，△Imax=133A电容脉动电流=1.732/6 △Imax=38A，脉动电流即额定值，考虑一定裕量，选取50A。
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逆变系统直流支撑电容器的应用
1、引言
在现代电力电子行业中，整流以及逆变电源系统得到了长足的发展。
而在此电源系统中，直流支撑电容器的作用是防止因负载的突变造成直流母线以及电容器本身的寄生电感产生感生电动势而导致直流母线电压大幅度突变。
本文主要介绍金属化薄膜直流支撑电容器本身的杂散电感的减小方案以及产品内部电流分布方案的探讨。
目的是最终使得DC-Link 电容器产品具有较低的发热损耗以及比较均匀的温度分布。
2、原理简述
直流支撑电容器(即DC-Link 电容器)在电力系统中的典型应用电路如图1 所示，图中Ls 为系统连线的寄生电感。
图1
在此应用场合中，可以视IGBT 逆变器为整流电路的负载，此开关器件负载具有突变电流，而根据公式(1)可知V=L×di/dt-----------------------(1)突变电流在电感的作用下，将会产生一个感生电动势，当电路以及电容器产品本身杂散电感影响下，此感生电动势可能会达到数十甚至成上千伏，如此之高的突变电压将会对系统造成严重干扰，甚至损坏系统。
而直流支撑电容器的作用就是利用电容器电压不能突变及电容器容抗随频率的升高而降低的特性，在一个很宽的频带范围内为系统提供低阻抗通道，从而降低直流母线的交流阻抗。
根据公式(2)
式中ω=2πf，ESL 为杂散电感，ESR 为等效串联电阻。