1、 CNTXC - 1 -08-06-11Insert image here并联电容器在无功补偿中的应用 安全培训课程安全培训课程河北机车河北机车技师学院技师学院 CNTXC - 2 -欢迎欢迎n欢迎大家参加n电力电容器n技术交流 CNTXC - 3 -内容内容n一 电力电容器的分类和用途n二 并联电容器的基本概念 n三 并联电容型号n四 并联电容器的补偿作用 n五 并联电容器的安装、接线n六 并联电容器的投入和退出n七 并联电容器的保护n八 并联电容器的安全运行与操作n九 并联电容器运行中的故障处理 CNTXC - 4 -n一 电力电容器的分类和用途 电力电容器的分类和用途电力电容器的分类和用
2、途 CNTXC - 5 -电力电容器的分类和用途电力电容器的分类和用途 分类分类n电力电容器按用途不同主要分类如下：n并联电容器(shunt capacitor)n串联电容器(series capacitor)n交流滤波电容器(AC filter capacitor)n直流滤波电容器(DC filter capacitor)n耦合电容器n电热电容器n脉冲电容器n均压电容器n防护电容器n标准电容器 CNTXC - 6 -n额定电压在lkV以下的称为低压电容器，lkV以上的称为高压电容器。lkV以下的电容器都做成三相、三角形连接线，内部元件并联，每个并联元件都有单独的熔丝；高压电容器一般都做成单相
3、，内部元件并联。外壳用密封钢板焊接而成；芯子由电容元件串并联组成，电容元件用铝箔作电极，用复合绝缘薄膜绝缘。电容器内衣绝缘油（矿物油或十二烷基苯等）作浸渍介质。电力电容器的分类和用途电力电容器的分类和用途 分类分类 CNTXC - 7 -n并联电容器n主要用途：补偿电力系统感性无功功率，以提高功率因主要用途：补偿电力系统感性无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗。数，改善电压质量，降低线路损耗。n性能特点：能长期在工频交流额定电压下运行，且能承性能特点：能长期在工频交流额定电压下运行，且能承受一定的过电压。受一定的过电压。电力电容器的分类和用途电力电容器的分类和用途 并联电容器的
4、用途并联电容器的用途 CNTXC - 8 -电力电容器的分类和用途电力电容器的分类和用途 串联电容器的用途串联电容器的用途n串联电容器n性能特点：单台额定电压不高；可承受比并联电容器高的过电压。n主要用途：串联接于工频高压输配电线路中，用以补偿线路的分布感抗，提高系统的静、动态稳定性、改善线路的电压质量、加长送电距离和增大输送能力。 CNTXC - 9 -n交流滤波电容器n性能特点：主要用以滤去工频电流中的高次谐波分量。电力电容器的分类和用途电力电容器的分类和用途 交流滤波电容器的用途交流滤波电容器的用途n主要用途：用于交流滤波装置中。 CNTXC - 10 -n直流滤波电容器n性能特点：能长
5、期在直流电压下或在含有一定交流分量的直流线路上工作。电力电容器的分类和用途电力电容器的分类和用途 直流滤波电容器的用途直流滤波电容器的用途n主要用途：用于直流滤波装置中，在直流输电工程使用较多。 CNTXC - 11 -电力电容器的分类和用途电力电容器的分类和用途 其它电容器的用途其它电容器的用途n耦合电容器n主要用途：高压端接于输电线上，低压端经过耦合线圈接地，使高频载波装置在低电压下与高压线路耦合，实现载波通讯以及测量、控制和保护。n电热电容器n主要用途：用于频率为4024000Hz的电热设备系统中，用以提高功率因数，改善回路的电压或频率等特性。n脉冲电容器n主要用途：用于冲击电压和冲击电
6、流发生器及振荡回路等高压试验装置。n均压电容器n主要用途：并接于断路器断口上，使各断口间的电压在开断时均匀。n防护电容器n主要用途：接于线、地之间，降低大气过电压的波前陡度和波峰峰值，配合避雷器保护发电机和电动机。n标准电容器n主要用途：作为标准电容，或用作测量高压的电容分压装置。 CNTXC - 12 -n二 并联电容器的基本概念并联电容器的基本概念并联电容器的基本概念 CNTXC - 13 -并联电容器的基本概念并联电容器的基本概念 电容器的容电容器的容量量dwLU+U-电路图中用字母 C 表示电容器；公式中字母 C 表示电容量。电容器图形符号：C为电容量，单位：F（微法）n电容量：表征电
7、容器容纳电荷的能力的物理量。在可以忽略其他因素影响时，电容量等于电容器的一个电极上贮积的电荷量与两电极之间的电压的比值。+q-q+q-q介质介质 CNTXC - 14 -并联电容器的基本概念并联电容器的基本概念 电容器的元件和内部熔丝电容器的元件和内部熔丝n元件和内部熔丝n元件：由电介质和被它隔开的电极所构成的部件。元件元件铝箔铝箔铝箔铝箔介质材料介质材料内熔丝内熔丝n内部熔丝：在电容器单元内部，元件间相串联的熔丝，简称内熔丝。 CNTXC - 15 -并联电容器的基本概念并联电容器的基本概念 电容器单元电容器单元n单元n由一个或多个电容器元件组装于单个外壳中并有引出端子的组装体。内熔丝内熔丝
8、元件元件 打包打包装箱装箱 CNTXC - 16 -并联电容器的基本概念并联电容器的基本概念 电容器模块电容器模块n电容器模块n将电容器单元根据电容量配平表组装在钢支架上形成的部件。 CNTXC - 17 -并联电容器的基本概念并联电容器的基本概念 放电线圈模块放电线圈模块n放电线圈模块n将放电线圈组装在钢支架上形成的部件。 CNTXC - 18 -并联电容器的基本概念并联电容器的基本概念 电容器组电容器组n电容器组n电气上连接在一起的一组电容器单元；或由电容器模块和放电线图模块组装置在一起的部件。 CNTXC - 19 -并联电容器的基本概念并联电容器的基本概念 电容器（成套）装置电容器（成
9、套）装置n电容器（成套）装置n电容器组及附件（如电抗器等）。 CNTXC - 20 -n三 并联电容器的补偿作用并联电容器的补偿作用并联电容器的补偿作用 CNTXC - 21 -并联电容器的补偿作用并联电容器的补偿作用 功率因数功率因数 1.1.电路的功率因数电路的功率因数 功率因数是用电设备的一个重要技术指标。电路的功功率因数是用电设备的一个重要技术指标。电路的功率因数由负载中包含的电阻与电抗的相对大小决定。纯电率因数由负载中包含的电阻与电抗的相对大小决定。纯电阻负载阻负载coscos1 1；纯电抗负载纯电抗负载coscos0 0；一般负载的；一般负载的coscos在在0 01 1之间，而且
10、多为感性负载。之间，而且多为感性负载。 例如常用的交流例如常用的交流电动机便是一个感性负载，满载时功率因数为电动机便是一个感性负载，满载时功率因数为0.70.70.90.9，而空载或轻载时功率因数较低。而空载或轻载时功率因数较低。 功率因数过低，会使供电设备的利用率降低，输电线功率因数过低，会使供电设备的利用率降低，输电线路上的功率损失与电压损失增加。路上的功率损失与电压损失增加。下面通过实例来说明这下面通过实例来说明这个问。个问。 SQPj j CNTXC - 22 - 例例 1 1 某供电变压器额定电压某供电变压器额定电压U Ue e=220V=220V，额定电流额定电流I Ie e=10
11、0 A=100 A，视在功视在功率率S=22kVS=22kVA A。 现变压器对一批功率为现变压器对一批功率为P=4kW P=4kW coscos=0.6 =0.6 的电动机供电，的电动机供电，问变压器能对几台电动机供电？若问变压器能对几台电动机供电？若coscos 提高到提高到 0.90.9，问变压器又能对几，问变压器又能对几台电动机供电？台电动机供电？ 解 当cos=0.6 时，每台电动机取用的电流为AXXUPI306 . 0220104cos3 可供电动机的台数为 Ie/I=100/303.3，即可给 3 台电动机供电。 若 cos =0.9，每台电动机取用的电流为AXUPI209 .
12、0104cos3 则可供电动机的台数为Ie/I=100/20=5 台。 可见, 当功率因数提高后，每台电动机取用的电流变小，变压器可供当功率因数提高后，每台电动机取用的电流变小，变压器可供电的电机台数增加，使变压器的容量得到充分的利用。电的电机台数增加，使变压器的容量得到充分的利用。 CNTXC - 23 - 例 2 某厂供电变压器至发电厂之间输电线的电阻是5，发电厂以10kV的电压输送500kW的功率。当cos=0.6 时，问输电线上的功率损失是多大？若将功率因数提高到0.9, 每年可节约多少电？ AUPI836 . 01010500cos43输电线上的功率损失为kWrIP5 .345832
13、2损 当cos =0.9时，输电线上的电流为AUPI6 .559 . 01010500cos43 输电线上的功率损失为kWrIP5 .1556 .5522损 CNTXC - 24 - 从以上两例可见，提高功率因数，可以充分利用供电设备的容量，而提高功率因数，可以充分利用供电设备的容量，而且可以减少输电线路上的损失。且可以减少输电线路上的损失。 注意：我国有关规程规定，高压供电的工厂，最大负荷时的功率因注意：我国有关规程规定，高压供电的工厂，最大负荷时的功率因数不得低于数不得低于0.90.9，其它工厂不得低于其它工厂不得低于0.850.85。当功率因数低于。当功率因数低于0.70.7时，电业时，
14、电业局不予供电。局不予供电。并联电容器的补偿作用并联电容器的补偿作用 提高功率因提高功率因数数 一年共有一年共有 36536524=8760 24=8760 小时，当小时，当coscos从从0.60.6提高到提高到0.90.9后，节约的电能为后，节约的电能为 W W(P(P损损PP损损) )87608760(34.5-15.5)(34.5-15.5)8760166 8760166 440kW440kWh h即每年可节约用电即每年可节约用电16.616.6万度。万度。 CNTXC - 25 -并联电容器的补偿作用并联电容器的补偿作用 补偿功率因数计算补偿功率因数计算利用公式计算： 12()QP
15、tgtgjj式中： 补偿前的功率因数角； 补偿后的功率因数角； 21111coscostgjjj22221 coscostgjjj CNTXC - 26 -并联电容器的安装并联电容器的安装n 1)补偿电容器的搬运。n若将电容器搬运到较远的地方，应装箱后再运。装箱时电容器的套管应向上直立放置。电容器之间及电容器与木箱之间应垫松软物。n搬运电容器时，应用外壳两侧壁上所焊的吊环，严禁用双手抓电容器的套管搬运。n在仓库及安装现场，不允许将一台电容器置于另一台电容器的外壳上。 CNTXC - 27 -n 2)安装补偿电容器的环境要求。n电容器应安装在无腐蚀性气体及无蒸汽、没有剧烈震动、冲击、爆炸、易燃等
16、危险场所。电容器室的防火等级不低于二级。n装于户外的电容器应防止日光直接照射。受阳光直射的窗玻璃应涂以白色。n电容器室的环境温度应满足制造厂家规定的要求,一般规定为40 。n电容器室装设通风机时，进风口要开向本地区夏季的主要风向，出风口应安装在电容器组的上端。进、排风机宜在对角线位置安装。n电容器室可采用天然采光，也可用人工照明，不需要装设采暖装置。n高压电容器室的门应向外开。并联电容器的安装并联电容器的安装 CNTXC - 28 -n 3)安装补偿电容器的技术要求。n 为了节省安装面积，高压电容器可以分层安装于铁架上，但垂直放置层数应不多于三层，层与层之间不得装设水平层间隔板，以保证散热良好
17、。上、中、下三层电容器的安装位置要一致，铭牌向外。n 安装高压电容器的铁架成一排或两排布置，排与排之间应留有巡视检查的走道，走道宽应不小于1.5m。n 高压电容器组的铁架必须设置铁丝网遮栏，遮栏的网孔以34cm2为宜。 并联电容器的安装并联电容器的安装 CNTXC - 29 -n高压电容器外壳之间的距离，一般应不小于50mm；n 高压电容器室内，上下层之间的净距不应小于0.2m；下层电容器底部与地面的距离应不小于0.3m。n 每台电容器与母线相连的接线应采用单独的软线，不要采用硬母线连接的方式，以免安装或运行过程中对瓷套管产生应力造成漏油或损坏。n 安装时，电气回路和接地部分的接触面要良好。因
18、为电容器回路中的任何不良接触，均可能产生高频振荡电弧，造成电容器的工作电场强度增高和发热损坏。 并联电容器的安装并联电容器的安装 CNTXC - 30 -n电容器的放电装置 电容器组与电网断开后，由于极板上仍然存在电荷，两端存在一定的残余电压。而且，由于电容器极间绝缘电阻很高，自行放电的速度很慢，残余电压要延续较长的时间，为了尽快消除电容器极板上的电荷，对电容器组要加装与之并联的放电装置，使其停电后能自动放电。不论电容器额定电压是多少，在电容器从电网上断开30s后，其端电压应不超过65V。一方面能防止电容器带电荷再次合闸；另一方面可以防止运行值班人员或检修人员工作时，触及有剩余电荷的电容器而发
19、生危险。在接触自电网断开的电容器的导电部分前，即使电容器已经自动放电，还必须用绝缘的接地金属杆，短接电容器的出线端，进行逐只放电。 并联电容器的安装并联电容器的安装 CNTXC - 31 -n三相电容器内部多为三角形接线，补偿方式分为低压分散（或就地）补偿、低压集中补偿、高压补偿几种。右图为低压分散（或就地）补偿接线图。n图中的电动机同时又是电容器的放电装置。并联电容器的接线并联电容器的接线 CNTXC - 32 -并联电容器的接线并联电容器的接线 CNTXC - 33 -并联电容器的投入和退出并联电容器的投入和退出n当功率因数低于0.85或电压偏低时应投入；n当功率因数趋近于1(高于0.95
20、)且有超前趋势、电压偏高时应退出。n发生下列故障之一时，应紧急退出： 连接点严重过热甚至熔化； 瓷套管闪络放电； 外壳膨胀变形； 电容器组或放电装置声音异常； 电容器冒烟、起火或爆炸。 CNTXC - 34 -n注意事项：(1)电力电容器组在接通前应用兆欧表检查放电网络。 n(2)接通和断开电容器组时，必须考虑以下几点： n当汇流排(母线)上的电压超过1.1倍额定电压最大允许值时，禁止将电容器组接入电网。 n在电容器组自电网断开后3min内不得重新接入，但自动重复接入情况除外。 n在接通和断开电容器组时，要选用不能产生危险过电压的断路器，并且断路器的额定电流不应低于1.3倍电容器组的额定电流。
21、 并联电容器的投入和退出并联电容器的投入和退出 CNTXC - 35 -n电容器应在额定电压下运行。如暂时不可能，可允许在超过额定电压5的范围内运行；当超过额定电压1.1倍时，只允许短期运行。但长时间出现过电压情况时，应设法消除。n电容器应维持在三相平衡的额定电流下进行工作。如暂不可能，不允许在超过1.3倍额定电流下长期工作，以确保电容器的使用寿命。n装置电容器组地点的环境温度不得超过+40，24h内平均温度不得超过+30，一年内平均温度不得超过+20。电容器外壳温度不宜60。超过如发现超过上述要求时，应采用人工冷却，必要时将电容器组与网路断开。 电容器的安全运行电容器的安全运行 CNTXC
22、- 36 -电容器的操作电容器的操作n(1)在正常情况下，全所停电操作时，应先断开电容器组断路器后，再拉开各路出线断路器。恢复送电时应与此顺序相反。 n(2)事故情况下，全所无电后，必须将电容器组的断路器断开。 n(3)电容器组断路器跳闸后不准强送电。保护熔丝熔断后，未经查明原因之前，不准更换熔丝送电。 n(4)电容器组禁止带电荷合闸。电容器组再次合闸时，必须在断路器断开3min之后才可进行。 CNTXC - 37 -电容器运行中的故障处理 n(1)当电容器喷油、爆炸着火时，应立即断开电源，并用砂子或干式灭火器灭火。n(2)电容器的断路器跳闸，而熔丝未熔断。应对电容器放电3min后，再检查断路
23、器、电流互感器、电力电缆及电容器外部等情况。若未发现异常，则可能是由于外部故障或电压波动所致，可以试投，否则应进一步对保护做全面的通电试验。通过以上检查、试验，若仍找不出原因，则应拆开电容器组，并逐台进行检查试验。但在未查明原因之前，不得试投运。 n(3)当电容器的熔丝熔断时，应向值班调度员汇报，取得同意后，在切断电源并对电容器放电后，先进行外部检查，如套管的外部有无闪络痕迹、外壳是否变形、漏油及接地装置有无短路等，然后用摇表摇测极间及极对地的绝缘电阻值。如未发现故障迹象，可换熔丝继续投入运行。如经送电后熔丝仍熔断，则应退出故障电容器。 CNTXC - 38 -电容器运行中的故障处理n处理故障
24、电容器应注意的安全事项 n处理故障电容器应在断开电容器的断路器，拉开断路器两则的隔离开关，由于电容器组经放电电阻放电后，可能部分残存电荷一时放不尽，仍应进行一次人工放电。放电时先将接地线接地端接好，再用接地棒多次对电容器放电，直至无放电火花及放电声为止。尽管如此，在接触故障电容器之前，还应戴上绝缘手套，先用短路线将故障电容器两极短接，然后方动手拆卸和更换。 CNTXC - 39 -十二、十二、电力电容器的修理 n(1) 套管、箱壳上面的漏油，可用锡铅焊料修补，但应注意烙铁不能过热，以免银层脱焊。 n(2)电容器发生对地绝缘击穿，电容器的损失角、正切值增大，箱壳膨胀及开路等故障，需要在专用修理厂进行修理。
