電力電容器的作用及允許運行方式

摘要：隨著國民經濟的發展，負荷日益增多，供電容量擴大，無功補償工作必須相應跟上去。用電容器作為無功補償時，投資少，損耗小，便于分散安裝，使用較廣。但是電容器的無功功率和它的外加電壓的平方成正比，受電壓波動的影響比較大。

關鍵詞：電力容器、作用、運行方式

一、電力電容器的概述

電力電容器就是用于電力系統和電工設備的電容器。任意兩塊金屬導體，中間用絕緣介質隔開，即構成一個電容器。電容器電容的大小，由其幾何尺寸和兩極板間絕緣介質的特性來決定。電力電容器按用途可分為8種：①并聯電容器。原稱移相電容器。主要用于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。④斷路器電容器。原稱均壓電容器。并聯在超高壓電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，并可改善斷路器的滅弧特性，提高分斷能力。⑤電熱電容器器。用于頻率為40～24000赫的電熱設備系統中，以提高功率因數來改善回路的電壓或頻率等特性。⑥脈沖電容器。主要起貯能作用，用作沖擊電壓發容器、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。⑧標準電容器。用于工頻高壓測量介質損耗回路中，作為標準電容或用作測量高壓的電容分壓裝置. 電力電容器安全操作規程就是首先將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。 遂于任何額定電壓的電容器組，禁止帶電荷合閘、每次斷開后重新合閘，須在短路三分鐘后（即經過放電后少許時間）方可進行。其次，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。最后，電容器組的檢修工作應在全部停電時進行，先斷開電源、將電容器放電接地后，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。

二、電力電容器的作用

電力電容器的作用主要是補償無功。電力系統的負荷和電動機、電焊機、感應電爐等，除了消耗有功電力以外還要“吸收”無功電力。就是說這些電氣設備中除有功電流外，還有無功電流。另外供電設備中的變壓器、互感器等也需要無功功率，所有這些無功電力都由發電機供給，必將影響它的有功出力、不但不經濟，而且會造成電壓質量低劣，影響用戶使用。電力電容器就是在正玄交流電壓作用下能“發”無功電力(電容電流)。如果把電容器并接在負荷(如電動機)或供電設備(如變壓器)上運行，那么負荷或供電設備要“吸收” 的無功電力， 正好由電容器“發出” 的無功電力供給，這樣一來線路上就避免了無功功率的輸送。這就是并聯補償。并聯補償方式下電力電容器作用是：減少了線路能量損耗；可改善電壓質量，提高功率因數；提高系統供電能力。如果把電容器串聯在線路上，補償線路電抗來改變線路參數，這就是串聯補償。串聯補償方式下電力電容器作用是減少線路電壓損失， 提高線路末端電壓水平，減少電網的功率損失和電能損失，提高輸電能力。電力電容器包括移相電容器、電熱電容器、均壓電容器、藕合電容器、脈沖電容器等。移相電容器作用是補償無功功率，以提高系統的功率因數;電熱電容器作用是提高中頻電力系統的功率因數;均壓電容器一般并聯在斷路器的斷口上作均壓用;偶合電容器作用是電力送電線路的通信、測量、控制、保護;脈沖電容器作用是脈沖電路及直流高壓整流濾波。電力電容器的性能特點：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 ，采用自愈式低壓補償電容器，電容器內置溫度傳感器，反映電容器內部發熱程度，實現過溫保護。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”，保障投切過程無涌流沖擊，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。4、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，確保投切無振蕩。重載時，無功得到充分補償。采用防投切振蕩技術，采用獨特的設計原理，防止控制器死機而產生的不補償或過補償現場，防止電容器投切振蕩。5、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。智能電容器可單臺使用、也可多臺聯機使用。6、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、復合開關模塊故障狀態、通訊狀態。并可方便實現調試/工作狀態切換、手動/自動操作功能。電力系統中，電力電容器作為一種靜止型無功功率補償裝置，在維護系統的可靠、穩定運行中，發揮著日益重要的作用。實踐證明，為了提高電力電容器運行的可靠性，除了不斷提高電容器本身的質量，采用合理的接線和布置之外，配備完善、合理的保護裝置也是極其重要的。

三、電力電容器允許運行方式

對于電力電容器在運行中，我們需要考慮的方面很多。1、允許運行環境溫度。電容器周圍環境的溫度不可太高，也不可太低。如果環境溫度太高，電容工作時所產生的熱就散不出去；而如果環境溫度太低，電容器有關技術條件規定，電容器的工作環境溫度一般以40℃為上限。2、允許運行工作電壓。電容器對電壓十分敏感，因電容器的損耗與電壓平方成正比，過電壓會使電容器發熱嚴重，電容器絕緣、會加速老化、壽命縮短、甚至電擊穿。電網電壓一般應低于電容器本身的額定電壓，最高不得超過其額定電壓10%，并注意最高工作電壓和最高工作溫度不可同時出現。3、允許工作溫度。電容器工作時，其內部介質的溫度應低于65℃，最高不得超過70℃，否則會引起熱擊穿，或是引起鼓肚現象。電容器外殼的溫度是在介質溫度與環境溫度之間，一般為50~60℃，不得超過60℃。4、允許運行工作電流與諧波問題。當電容器安裝工作于含有磁飽和穩壓器、大型整流器的電網上時，交流電中就會出現高次諧波。對于n次諧波而言，電容器的電抗將是基皮的1/n，因此，諧波的這種電流對電容器非常有害，極容易使電容器擊穿引起相間短路。所以在電力電容器運行時，我們主要將電容器應在額定電壓和額定電流下運行，其變化應在允許范圍內， 并且對電容器室內應保持通風良好，運行溫度不超過允許值。

參考文獻：

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2.電力工業部安全監察及生產協調司．新編保護繼電器檢驗［M］．中國電力出版社，1998．

3.王琦、寧鳳輝、 斷路器電容器參數的選擇[J];電力電容器;2003年02期