電力電容器

電力電容器按用途可分為8種：

①並聯電容器。原稱移相電容器。主要用於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。

②串聯電容器。串聯於工頻高壓輸、配電線路中，用以補償線路的分佈感抗，提高系統的靜、動態穩定性，改善線路的電壓質量，加長送電距離和增大輸送能力。

③耦合電容器。主要用於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。

④斷路器電容器。原稱均壓電容器。並聯在超高壓斷路器斷口上起均壓作用，使各斷口間的電壓在分斷過程中和斷開時均勻，並可改善斷路器的滅弧特性，提高分斷能力。

⑤電熱電容器。用於頻率為40～24000赫的電熱設備系統中，以提高功率因數，改善迴路的電壓或頻率等特性。

⑥脈衝電容器。主要起貯能作用，用作衝擊電壓發生器、衝擊電流發生器、斷路器試驗用振盪迴路等基本貯能元件。

⑦直流和濾波電容器。用於高壓直流裝置和高壓整流濾波裝置中。

⑧標準電容器。用於工頻高壓測量介質損耗迴路中，作為標準電容或用作測量高壓的電容分壓裝置.

在電力系統中分高壓電力電容器(6KV以上)和低壓電力電容器(400V)

低壓電力電容器按性質分油浸紙質電力電容器和自愈式電力電容器,按功能分普通電力電容器和智能式電力電容器。 ^[1] 

1、串聯電容器的作用 串聯電容器串接在線路中，其作用如下：

(1) 提高線路末端電壓。串接在線路中的電容器，利用其容抗xc補償線路的感抗xl，使線路的電壓降落減少，從而提高線路末端(受電端)的電壓，一般可將線路末端電壓最大可提高10%～20%。

(2) 降低受電端電壓波動。當線路受電端接有變化很大的衝擊負荷(如電弧爐、電焊機、電氣軌道等)時，串聯電容器能消除電壓的劇烈波動。這是因為串聯電容器在線路中對電壓降落的補償作用是隨通過電容器的負荷而變化的，具有隨負荷的變化而瞬時調節的性能，能自動維持負荷端(受電端)的電壓值。

(3) 提高線路輸電能力。由於線路串入了電容器的補償電抗xc，線路的電壓降落和功率損耗減少，相應地提高了線路的輸送容量。

(4) 改善了系統潮流分佈。在閉合網絡中的某些線路上串接一些電容器，部分地改變了線路電抗，使電流按指定的線路流動，以達到功率經濟分佈的目的。

(5) 提高系統的穩定性。線路串入電容器後，提高了線路的輸電能力，這本身就提高了系統的靜穩定。當線路故障被部分切除時(如雙迴路被切除一回、但迴路單相接地切除一相)，系統等效電抗急劇增加，此時，將串聯電容器進行強行補償，即短時強行改變電容器串、並聯數量，臨時增加容抗xc，使系統總的等效電抗減少，提高了輸送的極限功率(Pmax=U1U2/xl-xc)，從而提高系統的動穩定。

2、並聯電容器的作用

並聯電容器並聯在系統的母線上，類似於系統母線上的一個容性負荷，它吸收系統的容性無功功率，這就相當於並聯電容器向系統發出感性無功。因此，並聯電容器能向系統提供感性無功功率，系統運行的功率因數，提高受電端母線的電壓水平，同時，它減少了線路上感性無功的輸送，減少了電壓和功率損耗，因而提高了線路的輸電能力。 ^[2] 

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、户外配電箱。 ^[3] 

1、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。只需要增加模塊數量即可實現無功補償系統的擴容。

2、高品質電容器

採用自愈式低壓補償電容器，電容器內置温度傳感器，反映電容器內部發熱程度，實現過温保護。

3、嵌入投切開關模塊

智能電力電容器內置投切開關模塊。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衝擊，無操作過電壓。開關模塊動作響應速度快，可頻繁操作。

4、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、電容器過温保護等功能，有效保障電容器安全，延長設備壽命。

5、控制技術先進

控制物理量為無功功率，採用無功潮流預測和延時多點採樣技術，確保投切無振盪。重載時，無功得到充分補償。

6、防投切振盪技術

採用獨特的設計原理，防止控制器死機而產生的不補償或過補償現場，防止電容器投切振盪。

7、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，動態補償無功功率，改善電能質量。智能電容器可單台使用、也可多台聯機使用。

8、人機界面友好

顯示電流、電壓、無功功率等設備運行參數。顯示投切狀態、複合開關模塊故障狀態、通訊狀態。並可方便實現調試/工作狀態切換、手動/自動操作功能。

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户對無功補償的需求。智能電力電容器構成的無功補償系統與常規電力電容器產品構成的無功補償系統比較見下表。 ^[3] 

1　安裝電容器時，每台電容器的接線最好採用單獨的軟線與母線相連，不要採用硬母線連接，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　電容器迴路中的任何不良接觸，均可能引起高頻振盪電弧，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迴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於較高電壓等級網絡中時，其各台的外殼對地之間，應通過加裝相當於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，用於高一級額定電壓，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　對個別補償電容器的接線應做到：對直接啓動或經變阻器啓動的感應電動機，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；對採用星—三角啓動器啓動的感應式電動機，最好採用三台單相電容器，每台電容器直接並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致。

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產生的自激磁現象。

8　集中補償的低壓電容器組，應專設開關並裝在線路總開關的外側，而不要裝在低壓母線上。 ^[3] 

由於電力電容器投運越來越多，但管理不善及其他技術原因，常導致電力電容器損壞以致發生爆炸，原因有以下幾種：

電容器內部元件擊穿：主要是由於製造工藝不良引起的。

電容器對外殼絕緣損壞：電容器高壓側引出線由薄銅片製成，如果製造工藝不良，邊緣不平有毛刺或嚴重彎折，其尖端容易產生電暈，電暈會使油分解、箱殼膨脹、油麪下降而造成擊穿。另外，在封蓋時，轉角處如果燒焊時間過長，將內部絕緣燒傷併產生油污和氣體，使電壓大大下降而造成電容器損壞。

密封不良和漏油：由於裝配套管密封不良，潮氣進入內部，使絕緣電阻降低；或因漏油使油麪下降，導致極對殼放電或元件擊穿。

鼓肚和內部遊離：由於內部產生電暈、擊穿放電和內部遊離，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，產生氣體，形成惡性循環，使箱殼壓力增大，造成箱壁外鼓以致爆炸。

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將電容器放電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，並規定電容器組的開關不允許裝設自動合閘。

此外，還可能由於温度過高、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。 ^[3] 

一、高壓電容器組外露的導電部分，應有網狀遮攔，進行外部巡視時，禁止將運行中電容器組的遮攔打開。

二、任何額定電壓的電容器組，禁止帶電荷合閘，每次斷開後重新合閘，須在短路三分鐘後（即經過放電後少許時間）方可進行。

三、更換電容器的保險絲，應在電容器沒有電壓時進行。故進行前，應對電容器放電。

四、電容器組的檢修工作應在全部停電時進行，先斷開電源，將電容器放電接地後，才能進行工作。高壓電容器應根據工作票，低壓電容器可根據口頭或電話命令。但應作好書面記錄。