電力電容器:用于電力系統和電工設備的電容器-中文百科頻道

定義

用于電力系統和電工設備的電容器。任何兩塊金屬導體，中間用絕緣介質隔開，即形成一個電容器。電容器電容的大小，由電容器本身幾何尺寸的大小和兩個極闆間的絕緣介質的特性來決定。當電容器在交流電壓下使用時，通常以其無功功率來表示電容器的容量，單位為乏或千乏。

1926年電力電容器開始工廠化生産，并正式在電力系統中應用。随着大電廠和遠距離輸電系統的建立、新興科學技術領域的發展，電力電容器的品種和容量得到了迅速的發展。50年代初,并聯電容器的最大單台容量為25～50千乏，到1978年生産出的最大單台容量已達6667千乏，80年代已達到單台容量1萬千乏。

電力電容器種類很多，按其安裝方式可分為戶内和戶外式兩種；按其運行的額定電壓可分為低壓和高壓兩類；按其相數可分為單相和三相兩種，除低壓并聯電容器外,其餘均為單相;按其外殼材料可分為金屬外殼、瓷絕緣外殼、膠木筒外殼等；

分類

按其用途又可分為以下8種。

①并聯電容器：原稱移相電容器。主要用來補償電力系統感性負荷的無功功率，以提高功率因數，改善電壓質量,降低線路損耗。單相并聯電容器的結構見圖1，主要由心子、外殼和出線結構等幾部分組成。用金屬箔（作為極闆）與絕緣紙或塑料薄膜疊起來一起卷繞，由若幹元件、絕緣件和緊固件經過壓裝而構成電容心子，并浸漬絕緣油。電容極闆的引線經串、并聯後引至出線瓷套管下端的出線連接片。電容器的金屬外殼内充以絕緣介質油。

②串聯電容器:串聯于工頻高壓輸、配電線路中,用以補償線路的分布感抗,提高系統的靜、動态穩定性,改善線路的電壓質量，加長送電距離和增大輸送能力。其基本結構與并聯電容器相似。

③耦合電容器：主要用于高壓電力線路的高頻通信，測量、控制、保護以及在抽取電能的裝置中作部件用。耦合電容器的高壓端接于輸電線上，低壓端經過耦合線圈接地，使高頻載波裝置在低電壓下與高壓線路耦合。耦合電容器的結構見圖2,其外殼由瓷套和鋼闆制成的底和蓋構成。外殼内裝有薄鋼闆制成的擴張器，以補償浸漬劑體積随溫度的變化。

④斷路器電容器：原稱均壓電容器。主要用于并聯在超高壓斷路器的斷口上起均壓作用，使各斷口間的電壓在分斷過程中和斷開時均勻、并可改善斷路器的滅弧特性，提高分斷能力。常用的斷路器電容器的結構與耦合電容器相似。随着高壓陶瓷電容器的發展，已有采用陶瓷電容器作為電容元件，再裝入瓷套和鋼闆制成的外殼中制成的斷路器電容器。

⑤電熱電容器:用于頻率為40～24000赫的電熱設備系統中,以提高功率因數,改善回路的電壓或頻率等特性。電熱電容器因發熱量較大,必須保證其散熱良好,通常極闆采用水冷卻。适用于4000赫以上的電熱電容器，其外殼用黃銅闆焊接而成。

⑥脈沖電容器:主要起貯能作用,在較長的時間内由功率不大的電源充電，然後在很短的時間内進行振蕩或不振蕩地放電，可得到很大的沖擊功率。脈沖電容器用途很廣，如作為沖擊電壓發生器、沖擊電流發生器、斷路器試驗用振蕩回路等基本（貯能）元件。

⑦直流和濾波電容器：用于高壓直流裝置和高壓整流濾波裝置中。交流濾波電容器可用以濾去工頻電流中的高次諧波分量。

⑧标準電容器：用于工頻高壓測量介質損耗回路中，作為标準電容或用作測量高電壓的電容分壓裝置。标準電容器要求電容值準确而穩定，因此常采用氣體介質及雙屏蔽同軸圓筒形和同心球形極闆系統。

應用領域

智能電力無功補償電容器為改善供電功率因數、提高電網效率提供解決方案。

主要應用領域有：

工廠配電系統

居民小區配電系統

市政商業建築

交通隧道配電系統

箱變、成套櫃、戶外配電箱

性能特點

模塊化結構

智能電力電容器為模塊化結構，體積小、現場接線簡單、維護方便。隻需要增加模塊數量即可實現無功補償系統的擴容。

高品質電容器

采用自愈式低壓補償電容器，電容器内置溫度傳感器，反映電容器内部發熱程度，實現過溫保護。

嵌入投切開關模塊

智能電力電容器内置投切開關模塊。投切開關模塊由晶閘管、磁保持繼電器、過零觸發導通電路和晶閘管保護電路構成，實現電容器“零投切”，保障投切過程無湧流沖擊，無操作過電壓。開關模塊動作響應速度快，可頻繁操作。

完善的保護設計

智能電力電容器具有停電保護、短路保護、電壓缺相保護、電容器過溫保護等功能，有效保障電容器安全，延長設備壽命。

控制技術先進

控制物理量為無功功率，采用無功潮流預測和延時多點采樣技術，确保投切無振蕩。重載時，無功得到充分補償。

防投切振蕩技術

采用獨特的設計原理，防止控制器死機而産生的不補償或過補償現場，防止電容器投切振蕩。

自動補償無功功率

智能電力電容器根據負荷無功功率的大小自動投切，動态補償無功功率，改善電能質量。智能電容器可單台使用、也可多台聯機使用。

人機界面友好

顯示電流、電壓、無功功率等設備運行參數。

顯示投切狀态、複合開關模塊故障狀态、通訊狀态。

并可方便實現調試/工作狀态切換、手動/自動操作功能。

構成

智能電力電容器為模塊化設計，組成模塊有：

高品質電容器

智能測控模塊

投切開關模塊

線路保護模塊

人機界面模塊

智能電力電容器可單台使用，也可多台聯機使用。替代由智能控制器、熔絲、複合開關或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等由導線連接而組成的常規自動無功補償裝置。

智能電力電容器集成智能控制模塊、快速投切開關和電容器保護，設計結構精巧，可以靈活配置以滿足用戶對無功補償的需求。

注意事項

1　安裝電容器時，每台電容器的接線最好采用單獨的軟線與母線相連，不要采用硬母線連接，以防止裝配應力造成電容器套管損壞，破壞密封而引起的漏油。

2　電容器回路中的任何不良接觸，均可能引起高頻振蕩電弧，使電容器的工作電場強度增大和發熱而早期損壞。因此，安裝時必須保持電氣回路和接地部分的接觸良好。

3　較低電壓等級的電容器經串聯後運行于較高電壓等級網絡中時，其各台的外殼對地之間，應通過加裝相當于運行電壓等級的絕緣子等措施，使之可靠絕緣。

4　電容器經星形連接後，用于高一級額定電壓，且系中性點不接地時，電容器的外殼應對地絕緣。

5　電容器安裝之前，要分配一次電容量，使其相間平衡，偏差不超過總容量的5%。當裝有繼電保護裝置時還應滿足運行時平衡電流誤差不超過繼電保護動作電流的要求。

6　對個别補償電容器的接線應做到：對直接啟動或經變阻器啟動的感應電動機，其提高功率因數的電容可以直接與電動機的出線端子相連接，兩者之間不要裝設開關設備或熔斷器；對采用星—三角啟動器啟動的感應式電動機，最好采用三台單相電容器，每台電容器直接并聯在每相繞組的兩個端子上，使電容器的接線總是和繞組的接法相一緻。

7　對分組補償低壓電容器，應該連接在低壓分組母線電源開關的外側，以防止分組母線開關斷開時産生的自激磁現象。

8　集中補償的低壓電容器組，應專設開關并裝在線路總開關的外側，而不要裝在低壓母線上。

損壞原因

近年來由于電力電容器投運越來越多，但由于管理不善及其他技術原因，常導緻電力電容器損壞以緻發生爆炸，原因有以下幾種：

電容器内部元件擊穿：主要是由于制造工藝不良引起的。

電容器對外殼絕緣損壞：電容器高壓側引出線由薄銅片制成，如果制造工藝不良，邊緣不平有毛刺或嚴重彎折，其尖端容易産生電暈，電暈會使油分解、箱殼膨脹、油面下降而造成擊穿。另外，在封蓋時，轉角處如果燒焊時間過長，将内部絕緣燒傷并産生油污和氣體，使電壓大大下降而造成電容器損壞。

密封不良和漏油：由于裝配套管密封不良，潮氣進入内部，使絕緣電阻降低；或因漏油使油面下降，導緻極對殼放電或元件擊穿。

鼓肚和内部遊離：由于内部産生電暈、擊穿放電和内部遊離，電容器在過電壓的作用下，使元件起始遊離電壓降低到工作電場強度以下，由此引起物理、化學、電氣效應，使絕緣加速老化、分解，産生氣體，形成惡性循環，使箱殼壓力增大，造成箱壁外鼓以緻爆炸。

帶電荷合閘引起電容器爆炸：任何額定電壓的電容器組均禁止帶電荷合閘。電容器組每次重新合閘，必須在開關斷開的情況下将電容器放電3 min後才能進行，否則合閘瞬間因電容器上殘留電荷而引起爆炸。為此一般規定容量在160 kvar以上的電容器組，應裝設無壓時自動放電裝置，并規定電容器組的開關不允許裝設自動合閘。

此外，還可能由于溫度過高、通風不良、運行電壓過高、諧波分量過大或操作過電壓等原因引起電容器損壞爆炸。