導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電容器，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

鋰離子電容器的應(yīng)用

話說搞電子的工程技術(shù)人員一生在電子線路領(lǐng)域里中打滾，從L/R/C等基本被動組件玩到晶體、集成電路，經(jīng)歷了當(dāng)下之SiP與SoC，還有始終數(shù)不清楚封裝方式的集成電路。但最令人感到驚奇與興奮的被動組件，可能要首推“電容器”(Capacitor)了。日本慣用“Condenser”來稱呼。

況且，功率半導(dǎo)體業(yè)界，SiC(碳化硅)新材料當(dāng)前正夯呢!畢竟，所有的電源模塊，一定都需要用到電容器。尤其是蓄電用途的電容器，更是需要超高的電氣性能。

注：SiC(碳化硅)材料，覺醒了Converter、Inverter的功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用從汽車到太陽能發(fā)電領(lǐng)域，取代硅材料，是明日之星。

Xbox經(jīng)歷了一場電源線大回收的教訓(xùn)，在次世代Xbox 360設(shè)計的組件選擇上格外用心，特別是電容器，幾乎全是用知名大廠的零件。

喜歡把玩音響擴(kuò)大機(jī)、喇叭DIY的游戲者，還是圖謀個人計算機(jī)的音質(zhì)提升，改機(jī)升級往往就是先從“電容器”的替換來下手。而且，各種價格不斐的電容器，琳瑯滿目。知名的德國WIMA電容、瑞典的RIFA電容、日本的黑爵(Black gate)電容(Rubycon最高等級制品)等，都是常聽見看得到的好樣組件。

而最近有一種稱之為鋰離子電容器LIC(Li-ion Capacitor)像潛水艇般逐漸浮出水面上，有人認(rèn)為這是結(jié)合鋰離子電池以及一種稱為電氣二重層電容器，兩者優(yōu)生學(xué)混合之下的新組件，這個說法是有道理。一般，還是將它歸屬于超電容器(Ultra Capacitor)的領(lǐng)域。有一家專業(yè)于先端技術(shù)的信息研究與分析公司HIEDGE，依據(jù)其預(yù)測，2009年是鋰離子電容器的量產(chǎn)準(zhǔn)備期，市場可望在2011年開始慢慢向上昂飛。

注：鋰離子電容是一種正極與負(fù)極充放電原理不同的非對稱電容。采用鋰離子電池的負(fù)極材料與電氣二重層電容的正極材料之組合構(gòu)造。

先來舉一個絕佳的案例，可以用來闡明為何主張未來的電子爭霸，該是回歸物理基礎(chǔ)科學(xué)的觀點(diǎn)。尤其是材料科學(xué)。2008年底，東京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)透國結(jié)晶構(gòu)造的詳細(xì)解明清楚，發(fā)現(xiàn)Li2FeSiO4(Li-Fe-硅-氧)若是取代當(dāng)前手機(jī)、筆電鋰離子電池所使用的正極材料LiCoO2(因?yàn)殁扖o是稀有金屬)；那么，鋰離子電池低價制造之道就不遠(yuǎn)了。以后，諸如數(shù)字相機(jī)正廠所賣的電池，若是依然那么昂貴，也就太貪心了。

而此處所欲提及的“鋰離子電容器(Li-ion Capacitor)”也是另一個鮮明的案例，來解釋材料科學(xué)的重要性與創(chuàng)新威力。信息業(yè)就如拳擊賽，上了舞臺，不是輸就是贏。創(chuàng)新就是最佳的攻擊力。

節(jié)能減碳(整個世界二氧化碳CO2的排出量，發(fā)電就占了35%的最高比例)是物價高漲飛騰后的最夯民生話題，地球暖化、溫室效應(yīng)的氣體排出量削減，是全球關(guān)注的課題。除了火紅的太陽能之外，風(fēng)力發(fā)電的設(shè)施建設(shè)風(fēng)潮，在歐洲、美國、中國正積極展開導(dǎo)入。風(fēng)力發(fā)電公認(rèn)最具有潛力并且減少溫室效應(yīng)的自然能源。而“鋰離子電容器”則被視為家用、企業(yè)屋頂、公園路燈等小型發(fā)電最佳的蓄電組件，最佳拍文件組合。

鋰離子電容器于風(fēng)力發(fā)電的開端，是日本福島縣沖的海洋天然瓦斯挖掘設(shè)備導(dǎo)入21臺的小型風(fēng)力發(fā)電裝置以及使用鋰離子電容器的電容器模塊的設(shè)置。為了確保電力的維持，采用以小型風(fēng)力知名Zephyr的Airdolphin風(fēng)力發(fā)電裝置，電容器模塊采用了JM Energy的片狀鋰離子電容器單元(宣稱是世界最高峰的大容量電容器)。在風(fēng)車與Inverter之間，安置了電容器模塊，可以吸收風(fēng)力變動的發(fā)電量。也扮演著緩沖的腳色。通常，Inverter在損失以下的微風(fēng)時，微小的發(fā)電量也難以蓄電，有了電容器就可以蓄電。反之，發(fā)生超過Inverter定格容量(1kW)的強(qiáng)風(fēng)時，電容器的蓄電也不會浪費(fèi)掉。

經(jīng)過一年的試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)之后，于2008年6年正式啟用。并且，爾后還可進(jìn)行將二氧化碳CO2貯留在海中的試驗(yàn)。

而日本宮崎縣也開始導(dǎo)入組合LED照明與太陽能面板使用鋰離子電容器的試驗(yàn)。目前的試作品使用兩個1W的LED，平均驅(qū)動約0.6W的程度。于周圍沒有任何照明的場所，若是充滿電，可以應(yīng)付一整晚。此試驗(yàn)的原本考慮是檢討鎳氫電池的采用性，認(rèn)為對應(yīng)發(fā)電量變動的對應(yīng)控制模塊過于復(fù)雜，遂選用容易因應(yīng)發(fā)電變動，能量密度又高的鋰離子電容器。選用的組件是ACT(Advanced Capacitor Technology)所開發(fā)的“Premlis”單元，靜電容量為5000F。

注：ACT所開發(fā)的“Premlis”鋰離子電容器，正極采用獨(dú)自開發(fā)的奈米閘碳(Nano-gate Carbon)、負(fù)極采用黑鉛(石墨)系碳；目前專利申請中。

鋰離子電容器源起暨基礎(chǔ)原理

于茲，就是要來探討鋰離子電容器的實(shí)力，挖掘?yàn)楹螘艿綇S商的垂愛。因?yàn)椋囯x子電容器系由電氣二重層電容衍生而來；值是之故，當(dāng)然必須先從電氣二重層電容先來說起，并且說明為何原因鋰離子電容的體積能量密度會是電氣二重層電容的3~5倍之多。

“電氣二重層(Electric Double Layer Capacitor)”的電容器，先受到了最高度矚目的起因也許可以追溯到兩件關(guān)鍵要事。其一，日本電子所開發(fā)的“奈米閘(Nano-Gate)電容器”，其質(zhì)量密度是傳統(tǒng)技術(shù)的10倍之多。因此，獲得了2004年“日經(jīng)BP技術(shù)大獎”的光榮美譽(yù)。這類的電容器通常使用于環(huán)境奈米應(yīng)用、混合式汽車(Hybrid vehicle)，高負(fù)載級應(yīng)用(Load leveling)等。

另外，富士旭化成電子與FDK開發(fā)使用Lic在電解液的電容器，可是一直沒有正式量產(chǎn)化。而突破性的契機(jī)在于2005年8月，富士重工業(yè)采用了多并苯(Polyacene)系負(fù)極材料，使得Li離子大量粘稠于負(fù)極；正極依然采用活性碳。這種特征就高輸出、長壽命維持的秘方，是啟動廠商們開始采用的手段。

以2008年底的時間點(diǎn)來觀看，旭化成電子、ACT、NEC/Tokin、FDK、JM Energy、太陽誘電(昭榮電子)、日立Advanced Interconnecting Components/日立化成等公司，皆有在開發(fā)鋰離子電容器。

注：電氣二重層電容器(Electric Double-Layer Capacitor)，簡稱為EDLC。

電氣二重層電容器(Electric Double-Layer Capacitor)的對外稱呼可真多元，經(jīng)常可以見到的有“超電容器(Super Capacitor) ”、“終極電容器(Ultra Capacitor)”、“電氣化學(xué)電容器(Electrochemical capacitors)”等恭維式的稱呼，沒有很明確的定義。

為了慎重起見，就完全遵循“ECaSS(Energy Capacity System)組織論壇”的用語，以“電氣二重層電容器(Electric Double-Layer Capacitor)”的名稱來貫穿本文。

注：ECaSS是Power System公司董事會長，岡村f夫于1992年發(fā)明的革新蓄電系統(tǒng)。

電氣二重層電容器，可以說擁有不少的特長：

可以急速大電流充放電。

充放電效率高。

反復(fù)充放電壽命長。

容易計測組件中的殘量。

不含有害的重金屬，是綠色組件。

沒有爆炸、起火的危險性，安全性高。

使用溫度范圍廣。溫度特性優(yōu)。

注：Ragone Chart，系一種用泡泡圖來展現(xiàn)各種能量儲存(蓄積)的性能比較圖。首先是應(yīng)用于電池上的比較。觀念上，縱軸的能量密度是指有多少能量可供應(yīng)用；橫軸的功率密度，意思是說能量的傳遞有多快。

篇2

關(guān)鍵詞：電力電容器；無功補(bǔ)償；熔絲

中圖分類號：TM53文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

前言:變電站高壓電力電容器是無功補(bǔ)償?shù)闹饕O(shè)備，相對于其它高壓設(shè)備，其絕緣較為薄弱，在運(yùn)行中容易發(fā)牛內(nèi)部故障，不僅影響電容器的可用率，而且增加維護(hù)工作量。變電站高壓電力電容器的運(yùn)行可靠性與電容器的質(zhì)量有關(guān)，同時也與電容器的選型、運(yùn)行狀態(tài)和裝置的設(shè)計方式密切相關(guān)。

1、電力電容器選用

當(dāng)前投入運(yùn)行的自動補(bǔ)償設(shè)備可按裝置阻抗特性分為兩大類：固定阻抗型和可變阻抗型。可變阻抗型：如SVC、STATCOM等技術(shù)先進(jìn)、響應(yīng)速度快、補(bǔ)償精度高，但因投資較大，用戶特別是電力系統(tǒng)外的一般企業(yè)用戶較少采用。固定阻抗型：如分組電容器自動補(bǔ)償裝置隨著自動控制技術(shù)的發(fā)展，裝置性能顯著提高，亦能夠較好地滿足系統(tǒng)電壓無功自動綜合控制的要求，并且簡單經(jīng)濟(jì)，得到了用戶的廣泛認(rèn)可，是目前變電站10kV無功自動補(bǔ)償?shù)闹饕绞剑?20kV、110kV變電站推薦優(yōu)先選用10kV電容器分組電容器自動補(bǔ)償裝置。

220kV、110kV變電站無功補(bǔ)償設(shè)備優(yōu)先選用框架式電容器組，不用集合式電容器。集合式電容器雖然有著占地空間小、帶電部位外露極少、外殼不帶電等優(yōu)點(diǎn)，但集合式電容器有可能會因內(nèi)部電容單元擊穿而造成三相電容量不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致跳閘，且一旦出現(xiàn)故障，整臺停運(yùn)，補(bǔ)償容量損失大，在現(xiàn)場不能更換大箱體內(nèi)的故障電容器，需返廠修理，引起的電容器組停運(yùn)時間較長，對系統(tǒng)電壓影響較大。集合式電容器采用的絕緣油品種繁多，給運(yùn)行維護(hù)帶來很大的不便，補(bǔ)充檢修或滲漏導(dǎo)致的缺油變得非常困難。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，運(yùn)行中的集合式電容器大油箱絕緣擊穿電壓的降低與目前油保護(hù)的方式有很大關(guān)系。集合式電容器普遍使用的是呼吸器，并且是高懸在油枕旁邊，運(yùn)行維護(hù)不方便。因此，從滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行的角度看，變電站無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用框架式電容器組。

2、電容器等容分組和不等容分組

自動跟蹤補(bǔ)償把一定容量的電容器分成多組，自動跟蹤負(fù)荷的變化投切電容器組數(shù)來調(diào)整投入電容的容量，盡可能的使無功隨時平衡。很顯然分組的多少，投入電容器的容量變化梯度大小影響跟蹤效果。分組越多，容量變化梯度越小跟蹤效果越好，補(bǔ)償精度越高。電容器的分組有等容分組和比容分組兩種。

等容分組就是把一定容量的電容器Q平均分成多組，每組的容量就是電容器的調(diào)整容量變化梯度，大小為Q/n，組數(shù)就是調(diào)整的級數(shù)。以等容分組5組為例，變化梯度為Q/5，調(diào)整級數(shù)共5級，連續(xù)投入和連續(xù)切除如圖（1）所示：

圖（1）

不等容分組是把一定容量的電容器按一定的比例分組，然后各比值容量組合，組合出多級等梯度可調(diào)變化容量。不等容分組分為等比分組和差比分組兩種。以差比分組3組為例，分組時比例通常為1:2:4，變化梯度為Q/7，調(diào)整級數(shù)共7級，連續(xù)投入和連續(xù)切除如圖（2）所示：投切有間斷。

圖（2）

等容分組和不等容分組的比較：

2.1等容分組的分組數(shù)就是電容器投切的級數(shù)；比容分組的分組數(shù)通過組合可以組合出較多的級數(shù)。

2.2等容分組投切電容器是連續(xù)遞增或連續(xù)遞減，對電網(wǎng)沖擊小；比容分組投切電容器是不連續(xù)的有間斷，對電網(wǎng)沖擊大，容易造成電壓波動。

2.3 等容分組投切電容器可以循環(huán)投切（先投先切）開關(guān)和電容器均衡使用；比容分組投切電容器只能按組合規(guī)律投切，開關(guān)和電容器不能均衡使用。

2.4 兩種分組方式相比較，同樣條件下等容分組投切電容器次數(shù)少，比容分組投切電容器次數(shù)多開關(guān)動較頻繁。

綜上所述，比容分組雖然能用較少的分組獲得較多的投切級數(shù)，但開關(guān)和電容器的故障率遠(yuǎn)高于等容分組的裝置，而且投切電容器時電壓波動大。因此，220kV、110kV變電站優(yōu)先選用電容器等容分組。

3、內(nèi)熔絲與外熔絲

內(nèi)熔絲是內(nèi)熔絲電容器的限流裝置。每一個電容器元件都串聯(lián)一個內(nèi)熔絲，當(dāng)任一元件發(fā)生故障引起短路時，與其串聯(lián)的熔絲動作，使此元件瞬間及時與線路脫離，電容器減少一只元件，其相應(yīng)的電容變化很小，只有1∼2%，可以忽略不計，并且其它電容器上的過電壓增量非常小，故不會對系統(tǒng)造成影響。同時也避免了經(jīng)常更換電容器之苦，降低運(yùn)行和維護(hù)成本。由于電容器內(nèi)部有內(nèi)熔絲隔離層，故不會發(fā)生內(nèi)熔絲群爆現(xiàn)象。采用內(nèi)熔絲技術(shù)可使電容器單臺容量做得很大，從而使電容器組更加緊湊，占地面積減小。

內(nèi)熔絲電容器 外熔絲電容器

外熔絲是單臺電容器內(nèi)部元件短路故障（包括引線對外殼的短路故障）的保護(hù)器件。一只元件損壞短路整個并聯(lián)段。由公式I=UωC可知，當(dāng)電容量(C)增大時，電流(I)隨之增大，直到外熔絲斷開，一旦外熔絲斷開，電容量損失大。電容器組裝設(shè)外熔絲，從運(yùn)行情況的統(tǒng)計，外熔絲非常容易被腐蝕，并且很容易誤動，質(zhì)量和性能存在不穩(wěn)定的問題；新安裝的熔斷器安裝角度和熔絲拉緊度不易控制，受施工質(zhì)量影響較大。而且當(dāng)電容器組每相（臂）的串聯(lián)段數(shù)等于或大于3時，外熔絲不能可靠保護(hù)內(nèi)部元件故障（包括極對殼故障）。

綜上所述，220kV、110kV變電站電容器優(yōu)先選用內(nèi)熔絲作為電容器的保護(hù)器件。

4、電容器額定電壓的選擇和運(yùn)行電壓控制

在并聯(lián)電容器裝置設(shè)計中，正確地選擇電容器的額定電壓十分重要。并聯(lián)電容器額定電壓的安全裕度若取值過大，就會出現(xiàn)過大的容量虧損；額定電壓取值過小，則容易發(fā)生故障。為達(dá)到經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行的目的，選擇并聯(lián)電容器額定電壓應(yīng)考慮下列因素：

a)并聯(lián)電容接入電網(wǎng)處的實(shí)際運(yùn)行電壓，盡可能使電容器的額定容量得到充分利用，不應(yīng)過載運(yùn)行；

b)并聯(lián)電容器在運(yùn)行中承受的長期工頻過電壓應(yīng)不大于電容器額定電壓的1.1倍，持續(xù)運(yùn)行電壓不大于電容器額定電壓的1.05倍；

c)接入串聯(lián)電抗器后會引起并聯(lián)電容器運(yùn)行電壓升高，但不造成對電容器絕緣的危害。接入串聯(lián)電抗器后，并聯(lián)電容器運(yùn)行電壓按下式計算：

(1)

式中：為單臺電容器的運(yùn)行電壓；為并聯(lián)電容器裝置的母線運(yùn)行電壓； S為電容器組每相的串聯(lián)段數(shù)；K為電抗率。

根據(jù)220kV、110kV變電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，10kV母線的運(yùn)行電壓的平均值約為10.5kV，故并聯(lián)電容器裝置的母線運(yùn)行電壓為10.5kV，本工程中電抗率選5%，電容器組每相的串聯(lián)段數(shù)為1，根據(jù)公式(1)，單臺電容器的運(yùn)行電壓為6.38kV,具體計算如下：

5、結(jié)語

提高電力電容器運(yùn)行可靠性需要選用品質(zhì)良好的電容器產(chǎn)品，同時還應(yīng)注意電容器的選型、設(shè)計、運(yùn)行電壓控制等影響電力電容器安全運(yùn)行的因素，采取有效的預(yù)防措施和方法，以保障電力系統(tǒng)設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1]於益軍，陸杏全．電容器調(diào)節(jié)配電系統(tǒng)電壓[J]．電力系統(tǒng)自動化，

2000．24(4)：64―66．

[2]房金蘭．全膜介質(zhì)高壓并聯(lián)電容器在我國的發(fā)展[J]．電力電容器，2000，(1)．

[3]林俊陸．電力電容器的維護(hù)與運(yùn)行管理 廣東科技2008(22)．

篇3

【關(guān)鍵詞】超級電容器；恒流充電

0.引論

超級電容器集高能量密度、高功率密度、長壽命等特性于一身，具有工作溫度寬、可靠性高、可快速循環(huán)充放電和長時間放電等特點(diǎn)，廣泛用作微機(jī)的備用電源、太陽能充電器、報警裝置、家用電器、照相機(jī)閃光燈和飛機(jī)的點(diǎn)火裝置等，尤其是在電動汽車領(lǐng)域中的開發(fā)應(yīng)用已引起舉世的廣泛重視。

1.等效串聯(lián)電阻對充電過程影響分析

超級電容器單體的基本結(jié)構(gòu)主要包括集電板、電極、電解質(zhì)和隔離膜。其等效模型如圖1所示。其中，EPR為等效并聯(lián)內(nèi)阻，ESR為等效串聯(lián)內(nèi)阻，C為等效容抗，L為電容感抗。EPR主要影響超級電容器的漏電流，從而影響電容的長期儲能性能，EPR通常很大，可以達(dá)到幾萬歐姆，所以漏電流很小。L代表電容器的感性成分，它是與工作頻率有關(guān)的分量。

圖1 超級電容器的等效模型

限制超級電容器應(yīng)用的主要因素是電容器的等效串聯(lián)電阻ESR過大，限制了其大電流輸出能力。雙電層電容器ESR是反映其性能的一個重要指標(biāo)。電容器的等效電阻主要由電極物質(zhì)內(nèi)阻、溶液內(nèi)阻、接觸電阻等構(gòu)成。等效串聯(lián)電阻的外在表現(xiàn)為：當(dāng)電極充電到某一恒定電位足夠長時間，電容開始放電時電極電位會有一個突降U。該現(xiàn)象影響超級電容器的有效儲能量，并隨充電電流的增加，端電壓的突變幅度增加，有效儲能量降低。

由于超級電容器在恒電流充放電過程中，電流的大小或方向在充電過程結(jié)束和放電過程結(jié)束時發(fā)生改變，所以可以通過電流階越方法測定電容器等效串聯(lián)電阻。具體方法是精確記錄改變電流大小及方向時電容器電壓的改變，利用關(guān)系式ESR=U/I計算電容器的等效串聯(lián)電阻。室溫下，將額定容量為2700F的超級電容器單體的額定電壓Umax=2.7V確定為工作電壓上限，Umin=1.35V確定為工作電壓下限，分別利用恒流I=20A，50A，100A對超級電容器進(jìn)行充電測試。

圖2 超級電容器恒流充電端電壓變化

圖2表示了充電過程中超級電容器電壓的變化情況。超級電容器充電電壓基本呈線性變化：在充電初始階段，超級電容器電壓上升很快，中間變化相對平緩，之后上升幅度再次加快，在充電初始和充電末階段有明顯的電壓波動；充電電流越大，滿充時間越短，驗(yàn)證了超級電容器大電流快速充電的特點(diǎn)。具體分析超級電容器端電壓波動原因，端電壓變化幅度ΔU（ΔU1

2.容量特性分析

根據(jù)電容原理有：

等效串聯(lián)電阻部分引起的電壓降：

變換可得所需超級電容器的容量C：

對于多孔碳材料做極化電極的超級電容器，其存儲電荷的電容C與碳材料的表面性質(zhì)緊密相關(guān)，其中多孔碳電極的比表面積和微觀孔徑尺寸分布是影響超級電容器雙電層容量的重要因素。

試驗(yàn)中，分別利用電流為10A、20A、30A、50A、70A、90A、100A對同一超級電容器進(jìn)行恒流充電，并測量電容器的電容。

在動態(tài)工作情況下，用線性函數(shù)擬合來預(yù)測超級電容器在任意工作電流水平點(diǎn)對應(yīng)的超級電容器靜電容量C值。利用Matlab對獲取的電容值進(jìn)行3階擬合，對應(yīng)函數(shù)為f（x）=0.2x3-143.x2+2749.5。超級電容器的容量隨充電電流的增加而下降。結(jié)合超級電容器的內(nèi)部構(gòu)成分析，超級電容器的轉(zhuǎn)換效率和有效容量，受其有效內(nèi)阻和充放電電流的影響，要使其貯能量最大化，就要使容量最大化，即要求電極表面積最大化和雙電層厚度的最小化。在充電過程中，充電電流密度影響著電極極化反應(yīng)的比表面積和微孔傳輸反應(yīng)粒子、離子電荷的速度，并因充電電流增大，碳電極的有效反應(yīng)表面和微孔利用率減小而導(dǎo)致容量降低。

3.儲能量變化分析：

若采用恒流充電，電容C不隨超級電容器的端電壓變化，則任意t時刻的儲能量可表示為：

式中：Qt—充電任意時刻的電荷量；Vt—恒流充電條件下任意時刻的電壓值；V0—電容充電下限值；I—充電電流。

4.充電效率分析

篇4

【關(guān)鍵詞】 電容器組 保護(hù)配置 防誤聯(lián)鎖 注意事項(xiàng) 常見故障 運(yùn)行維護(hù)

在電網(wǎng)中，影響系統(tǒng)電壓質(zhì)量的主要因素是無功功率，無功功率的不足會影響系統(tǒng)電壓以及功率因數(shù)，嚴(yán)重時甚至?xí)斐呻妷罕罎ⅲ瓜到y(tǒng)瓦解，并會導(dǎo)致?lián)p壞電氣設(shè)備。因此，電網(wǎng)運(yùn)行需要配置無功補(bǔ)償設(shè)備即電容器組。而電容器組就是一種常見的無功功率補(bǔ)償設(shè)備，基本上每個110kV變電站都配置有電容器組。

1 電容器組的接線方式

在110kV變電站中電容器組的接線方式主要有兩種，一種是單星形接線，另一種是雙星形接線。這兩種接線方式僅在安裝方式及保護(hù)配置上有所區(qū)別。

（1）單星形接線方式。單星形接線方式目前應(yīng)用比較廣泛，應(yīng)用這種配置的110kV變電站比較常見，在采用單星形接線方式的110kV變電站中，電容器組的組成也不盡相同。（2）雙星形接線方式。雙星形接線方式在110kV變電站現(xiàn)場采用較多的另外一種接線方式。與單星形接線方式不同，采用雙星形接線方式的電容器組一般由兩組相同容量的電容器組并聯(lián)而成，在兩組電容器組的中性點(diǎn)的連接線上安裝一個零序電流互感器。

2 并聯(lián)電容器組的保護(hù)配置

110kV變電站電容器保護(hù)一般包括限時速斷、定時過流、低電壓、過電壓、不平衡電流（或不平衡電壓、開口3U0保護(hù)）。

（1）限時速斷保護(hù)按3-5Ie（Ie指電容器額定電流）整定，動作于跳閘并給出中央信號，時間用0.2s左右。（2）過流保護(hù)按1.5-2Ie整定，動作于跳閘并給出中央信號，時間用0.5s左右。（3）低電壓保護(hù)：在所接母線失壓后可靠動作于跳閘并給出中央信號，一般整定50%Ue左右，時間與出線后備保護(hù)配合，并與上級線路重合閘時間配合。電流閉鎖定值按固定電容器組的50-80%Ie整定。（4）過電壓保護(hù)一般整定在120%Ue，動作后延時發(fā)訊（或跳閘）。（5）不平衡電流（或不平衡電壓、開口3U0保護(hù)）保護(hù)作電容器內(nèi)部故障的主保護(hù)：雙星形接線配置中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)，單星形接線一般采用差壓保護(hù)或開口三角保護(hù)。動作值根據(jù)電容器內(nèi)部接線方式進(jìn)行具體計算，原則是按部分單臺電容器（或單臺電容器內(nèi)部小電容器）擊穿或切除后，其它電容器承受電壓不超過1.1-1.2Ue（Ue指電容器額定電壓）來整定；動作時間一般為0.2s左右。

結(jié)合110kV變電站電容器組的一次接線方式，電容器組所配置的不 平衡保護(hù)也相應(yīng)的有所差別。當(dāng)電容器組一次接線方式采用單星形接法時，一般配置不平衡電壓保護(hù)或差壓保護(hù)。當(dāng)電容器組采用雙星形接線方式時，一般配置不平衡電流保護(hù)。

3 電力電容器的常見故障及處理

3.1 滲、漏油的處理

（1）安裝電容器時，每臺電容器的接線最好采用單獨(dú)的軟線與母線相連，不要采用硬母線連接，以裝配應(yīng)力造成電容器套管損壞，破壞密封而引起漏油。（2）搬運(yùn)電容器時應(yīng)直立放置，嚴(yán)禁搬拿套管，并做到輕拿輕放，防止撞擊；接線時，應(yīng)注意導(dǎo)線松緊程度，擰螺絲不能用力過大并要保護(hù)好套管。（3）電容器箱殼和套管焊縫處滲油，可對滲、漏處進(jìn)行除銹，然后用錫釬焊料修補(bǔ)。滲、漏油嚴(yán)重的要更換電容器。

3.2 外殼變形及處理

由于電容器內(nèi)部介質(zhì)在高壓電場作用下發(fā)生游離，使介質(zhì)分解而析出氣體，或者由于部分元件擊穿，電容器極對外殼接地放電等原因均會使介質(zhì)析出氣體。密封的外殼中這些氣體將引起內(nèi)部壓力增大，因而將引起外殼膨脹變形。所以，電容器外殼變形是電容器發(fā)生故障或故障前的征兆。對運(yùn)行中的電容器組進(jìn)行外觀檢查，如發(fā)現(xiàn)電容器外殼膨脹變形應(yīng)及時采取措施，膨脹嚴(yán)重者應(yīng)立即停止使用，并查明原因，更換電容器。外殼膨脹不嚴(yán)重的要采取通風(fēng)措施，加強(qiáng)運(yùn)行檢查工作。

3.3 電容器爆炸及處理

運(yùn)行中電容器爆炸是一種惡性事故，一般在內(nèi)部元件發(fā)生極間或?qū)ν鈿そ^緣擊穿時與之并聯(lián)的其他電容器將對該電容器釋放很大的能量，可能會使電容器爆炸以致引起火災(zāi)，其原因如下：（1）電容器內(nèi)部元件擊穿。（2）電容器外殼絕緣的損壞。（3）密封不良和漏油。 （4）鼓肚和內(nèi)部游離。（5）帶電合閘引起電容器爆炸。

電容器投運(yùn)時，為了防止電容器發(fā)生爆炸事故，除要求加強(qiáng)運(yùn)行中的巡視檢查外，最主要的是安裝電容器的保護(hù)裝置，將電容器釀成爆裂事故前及時切除。

3.4 電容器溫度升高及異常處理

主要原因是電容器長時間過電壓運(yùn)行，附近的整流裝置產(chǎn)生的高次諧波流入使電容器過電流。電容器溫度升高將影響電容器的壽命并導(dǎo)致電容器絕緣擊穿而損壞。

運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)視和控制電容器室的環(huán)境溫度，為了便于監(jiān)視運(yùn)行中的環(huán)境溫度，應(yīng)選擇散熱條件最差處（電容器高度的三分之二處）裝設(shè)溫度計，并使溫度計的裝設(shè)位置要便于觀察。為了監(jiān)視電容器的外殼溫度，可在電容器外殼上（銘牌附近）粘貼示溫蠟片。

3.5 熔絲熔斷處理

電容器外觀檢測后沒有明顯的故障時，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測，看是否存在熔絲熔斷的現(xiàn)象。一般情況下，外觀沒有明顯的故障而電容器出現(xiàn)故障時，熔絲熔斷就可能是其發(fā)生故障的原因。

篇5

開關(guān)式電源，微處理器和數(shù)字電路應(yīng)用的一個共同趨勢是降低高頻工作時的噪聲。為了做到這一點(diǎn)，元器件必須具備低ESR(電阻率)、高電容和高可靠性。

鉭電容器陽極的總體表面積，特別是其表面積與體積比，是確定其ESR值的關(guān)鍵參數(shù)之一，總表面積越大，ESR值越大。使用多陽極是大幅降低鉭電容器ESR值的其中一種方法，其做法是在一個電容體中使用多個相同的電極材料。傳統(tǒng)的做法

在高壽命和高可靠性應(yīng)用中，二氧化錳電板極常規(guī)鉭電容器仍然是一個普遍的選擇。二氧化錳技術(shù)能提供極好的場性能和環(huán)境穩(wěn)定性以及在很寬的電壓范圍如2.5～50V內(nèi)提供高電阻率和熱阻率，器件設(shè)計的運(yùn)行溫度在125℃以上。然而，與聚合物鉭電容器相比，二氧化錳電極系統(tǒng)較高的ESR是一個缺點(diǎn)。

陽極選擇

單一陽極技術(shù)成為標(biāo)準(zhǔn)通用型選擇是由于其出色的性價比。多陽極設(shè)計可提供更低的ESR值，但其缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本要高于單陽極解決方案。

使用標(biāo)準(zhǔn)的芯片集成工藝的槽式陽極設(shè)計是低ESR與低成本折中的一種結(jié)果。因此，槽式設(shè)計通常用于價格敏感同時要求低ESR的設(shè)計，而多陽極技術(shù)適合用于既要求低ESR更要求高可靠性的應(yīng)用中，如電信基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器和軍事/航空航天等應(yīng)用。

除了上述差異，多陽極的概念有另兩處優(yōu)勢。

(1)多陽極設(shè)計具有更好的散熱性能，這意味著多陽極電容可以承載更高的持續(xù)電流；同理，多陽極電容對抗電流浪涌危害的能力也更強(qiáng)。

(2)相較于單一的陽極，多陽極電容的單位容積效率較低，這導(dǎo)致了一種假設(shè)，認(rèn)為多陽極不能達(dá)到與單一陽極一樣的CV(定電壓因素)。事實(shí)上，薄的陽極實(shí)現(xiàn)起來更容易，并且更易被第二個二氧化錳電極系統(tǒng)穿透，使更高的CV得以利用，因此，多陽極電容器能達(dá)到同樣甚至更高的CV水平。

常見多陽極類型

當(dāng)今市場上常用的鉭多陽極通常采用縱向排列3～5個陽極于一個電容體內(nèi)的方法實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。這實(shí)際是從制造的角度來看的，如果從ESR的角度，此解決辦法則不如橫向布局，橫向布局中更薄的平板陽極有望進(jìn)一步減小ESR。

新的多陽極裝置多陽極設(shè)計的費(fèi)用隨其陽極個數(shù)增長而成倍增長。目前大多數(shù)設(shè)計中使用的三陽極設(shè)計已接近成本與ESR的最佳優(yōu)化比。

縱向設(shè)計的結(jié)構(gòu)中，一個陽極通過電極銀膠環(huán)氧樹脂連接到第二個，再到另一個電極引線框。同樣的做法被使用于標(biāo)準(zhǔn)的單陽極電容中，因此其制造技術(shù)與舊有的類似，無須為多陽極設(shè)計的新技術(shù)環(huán)節(jié)追加很多額外投資。

另一方面，橫向設(shè)計需要為陽極之間的連接產(chǎn)生新的解決方法，這直接導(dǎo)致了代價高昂的技術(shù)修改。因此，迄今為止這種設(shè)計并沒有被用于單一多陽極電容的批量生產(chǎn)。橫向的設(shè)計更經(jīng)常使用于一些特殊應(yīng)用中，方式是通過焊接或跳汰系統(tǒng)，將兩個或兩個以上完整的電容器疊加到陣列或模塊中。

橫向和縱向結(jié)構(gòu)兩者ESR性能之間的差異如圖2所示。這個例子是基于對D類電容器的理論計算，圖2表明，兩陽極橫向結(jié)構(gòu)與三陽極系統(tǒng)的縱向結(jié)構(gòu)的ESR值相似。然而，相對而言橫向結(jié)構(gòu)在ESR上性價比優(yōu)勢更顯著。

相比橫向結(jié)構(gòu)，縱向設(shè)計在縮減高度上受限制更大，目前的電容器高度一般在3.5～4.5mm。今天，這一因素更顯重要，甚至在有如電信基礎(chǔ)設(shè)施、軍事等應(yīng)用中，電子產(chǎn)品的小型化也正成為一個考驗(yàn)，這在過去是不曾有的。

利用兩個陽極橫向“鏡像”結(jié)構(gòu)，研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種新型的多陽極結(jié)構(gòu)。鏡像結(jié)構(gòu)使用改良的引線框形狀，引線框定位于兩陽極中間。這種結(jié)構(gòu)解決了電極橫向排列的連接問題，并使工藝改裝費(fèi)用下降到了可接受的水平。

兩陽極鏡像設(shè)計的ESR性能稍遜色于三陽極縱向結(jié)構(gòu)的效果，但它制造起來更便宜。鏡像設(shè)計的主要好處在于，它使多陽極電容器的高度減小，最低下降到3.1mm。

利用鏡像設(shè)計的其他優(yōu)點(diǎn)是，其對稱的布局有助于減少自感(ESL)。對稱的結(jié)構(gòu)對電感回路作了部分補(bǔ)償，有利于將ESL降低至采用經(jīng)典引線框設(shè)計的方案之下。

一個D類單陽極設(shè)計的ESL值為2.4nH，典型值為2.1nH左右。鏡像設(shè)計的ESL值約lnH為常規(guī)設(shè)計的一半。這會將鏡像多陽極的共振頻率升至更高值，如圖3所示。

鏡像結(jié)構(gòu)如果使用更薄的陽極，電容將隨頻率下降至更低。鏡像設(shè)計的共振頻率改變，其原因是目前一般的DC/DC轉(zhuǎn)換器其開關(guān)頻率的工作范圍(250～500kH)會因降低ESL而顯著升高。

篇6

【關(guān)鍵詞】平行板電容器；圓柱形電容器；球形電容器；電介質(zhì)；電容

電容器電容的計算是大學(xué)物理課程中最基本的內(nèi)容之一，而各向同性電介質(zhì)電容器電容的計算方法也是多樣的，大學(xué)物理教材中主要從定義公式來介紹電容器的電容，學(xué)生在做課后習(xí)題時，不能舉一反三，很少考慮到用其他方法來求解電容器的電容，本文介紹了用三種方法求解大學(xué)物理學(xué)中常見的電容器的電容，并對三種方法進(jìn)行了討論分析。

1 利用定義公式來計算各向同性電介質(zhì)電容器的電容

這種方法是大學(xué)物理書上介紹的較多的也是學(xué)生比較熟悉的的一種求解方法，具體的解題步驟可歸納如下：

（1）運(yùn)用高斯定律求解電容器極板之間的電位移矢量D的大小。

（2）根據(jù)各向同性電介質(zhì)中電位移D與電場強(qiáng)度E的關(guān)系E=■，求出兩極板之間的電場強(qiáng)度E的大小。

（3）再利用電位差U與場強(qiáng)E的關(guān)系式U=■■.d■，求解兩板之間電位差U。

（4）應(yīng)用定義C=■，求解電容器的電容，其中公式中的Q表示一塊極板所帶的電量的大小。

[例1]平行板電容器兩板之間的距離為d，極板面積為s，兩板之間的電勢差為 U，左右兩部分空間分別充滿介電常數(shù)為ε1和ε2的電介質(zhì)，ε1充滿的空間的極板面積為s1，求電容器的電容C。

圖1 平行板電容器示意圖

[解]：直接應(yīng)用定義[1] C=■=■+■這種方法比較容易，不做詳細(xì)解答。

球形電容器和圓柱形電容器也能夠采用此方法來求解電容器的電容，這種方法比較簡單，本文不再具體討論。

2 利用疊加法來計算各向同性電容器的電容

這種方法在大學(xué)物理書上介紹的很少，學(xué)生做課后習(xí)題時往往忽略了這種方法，也很少有學(xué)生想到這種方法，用疊加法來求解電容器的電容，具體步驟可歸納如下：

（1）把電容器看成是由兩個或者多個電容器的串聯(lián)或者并聯(lián)而成，先求各個電容器的電容 ，C1，C2…Cn。

（2）根據(jù)疊加原理[2]，利用電容器串聯(lián)公式■=■+■+…■或者電容器的并聯(lián)公式C=C1+C2+…Cn來求解電容器的電容C。

[例2] 如圖所示，圓柱形電容器由兩個同軸的圓柱面構(gòu)成，長度均為l，半徑分別為R2和R1（R2>R1），且l>>R2-R1兩柱面之間充有介電常數(shù)ε的均勻電介質(zhì)，當(dāng)兩圓柱面分別帶等量異號電荷+Q和-Q時，求：圓柱形電容器的電容。

圖2 圓柱形電容器串聯(lián)示意圖

[解]：把整個圓柱形電容器看成由很多個半徑為r，厚度為dr，高度為l的圓柱體微元電容器構(gòu)成，整個圓柱形電容器可看成是由這些圓柱體電容器串聯(lián)而成，微元電容器的電容：

dC=■（2.1）

因?yàn)閞>>dr微元電容器的電容為：

dC=■（2.2）

電容器的串聯(lián)方法得出電容器的總電容滿足：

■=■■（2.3）

圓柱形電容器的總電容為

C=■（2.4）

平行板電容器、球形電容器的電容的計算也可以采用此方法來求解，[例1]就可以看成左右兩個電容器的并聯(lián)，利用并聯(lián)公式求解C，本文不再討論。

3 利用能量法來求解各向同性電介質(zhì)中電容器的電容

用這種方法來求解電容器的電容要求學(xué)生熟悉能量與電容的關(guān)系式，很多時候是能量已經(jīng)在前一步驟已經(jīng)計算出來了或者題目中已提供能量的大小，這個時候可以直接運(yùn)用公式C=■來求解電容器的電容，具體求解步驟可歸納如下：

（1）運(yùn)用高斯定律求解電容器極板之間的電位移矢量D的大小。

（2）在各向同性電介質(zhì)中，電位移D與電場強(qiáng)度E的關(guān)系為E=■，利用這個式子求出兩極板之間的電場強(qiáng)度E的大小。

（3）利用電位差U與場強(qiáng)E的關(guān)系式U=■■.d■，求出兩板之間電位差U的大小。

（4）利用公式W=■QU求出整個電容器的能量W。

（5）利用公式C=■求出電容器的電容C。

[例3] 如圖所示，兩個同軸球面半徑分別為R2和R1（R2>>R1），帶有等量異號電荷+Q和-Q，兩球面之間充滿介電常數(shù)為ε的電介質(zhì)，求球形電容器的電容。（下轉(zhuǎn)第34頁）

圖3 球形電容器示意圖

[解]：根據(jù)介質(zhì)中的高斯定律兩球面之間的電位移大小為：

D=■（3.1）

由電位移與電場強(qiáng)度的關(guān)系求出電場強(qiáng)度E的大小為：

E=■=■（3.2）

利用電勢與場強(qiáng)的關(guān)系U=■Edr，求出兩板之間的電位差為：

U=■（3.3）

整個電容器的能量為：

W=■QU=■（3.4）

整個電容器的電容為：

C=■=■（3.5）

電容器的能量除了用上述方法來求，通常采用W=■ωdV來求能量，或者把電容器分割成一系列小的電容器，把每部分的能量疊加起來求出電容器的總能量，然后再求電容器的電容C，這里不再一一介紹。這種方法也可以用來求平行板電容器和圓柱形電容器的電容。

總之，上面用了三種方法來講述電容器電容的計算，三種方法各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，具體采用哪種方法要視情況而定，用定義公式和用疊加法較簡單計算各向同性電介質(zhì)的電容過程比較簡單，但定義直接計算非線性的各向異性電介質(zhì)比較復(fù)雜，能量法一般是題中已經(jīng)提供了能量或者前一步驟已經(jīng)計算出能量才運(yùn)用能量法求解，要不反倒會使問題變得復(fù)雜。學(xué)生在做課后練習(xí)時，要做到舉一反三，能夠運(yùn)用不同的方法來解決同一個問題。

【參考文獻(xiàn)】

篇7

2、為了接觸電容器，請將覆蓋在設(shè)備后部（或設(shè)備前部、箱門下面）的維修面板拆下。電容器位于馬達(dá)／壓縮機(jī)裝置上方的殼體中，看起來就像一塊大號的干電池。

3、若要給電容器放電，請使用一只20,000歐姆、2瓦特的電阻器，這種接線部件可以在大多數(shù)電子用品商店買到，價格很便宜。

4、將電阻器的探針與電容器的接線端連在一起，為電容器放電。

5、如果電容器有三個接線柱，請將電阻器與某個靠外的接線柱和中央接線柱連接，然后與剩下的那個靠外的接線柱和中央接線柱連接。

篇8

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 電力電容器 安裝維護(hù)

中圖分類號： F407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

Abstract: in the power system, electric motors and other coil device used a lot, this kind of equipment except from the line made a part of the current work, but also from the line consumed part of inactive inductor current, which makes the line current to the extra increase the number.

Key words: power capacitor installation and maintenance

一、電力系統(tǒng)安裝電力電容器原因

電力系統(tǒng)中，電動機(jī)及其他有線圈的設(shè)備用的很多，這類設(shè)備除從線路中取得一部分電流作功外，還要從線路上消耗一部分不作功的電感電流，這就使得線路上的電流要額外的加大一些。功率因數(shù)就是衡量這一部分不作功的電感電流的，當(dāng)電感電流為零時，功率因數(shù)等于1；當(dāng)電感電流所占比例逐漸增大時，功率因數(shù)逐漸下降。顯然，功率因數(shù)越低，線路額外負(fù)擔(dān)越大，發(fā)電機(jī)、電力變壓器及配電裝置的額外負(fù)擔(dān)也較大，這除了降低線路及電力設(shè)備的利用率外，還會增加線路上的功率損耗、增大電壓損失、降低供電質(zhì)量。為此應(yīng)當(dāng)提高功率因數(shù)。提高功率因數(shù)最方便的方法是并聯(lián)電容器，產(chǎn)生電容電流抵消電感電流，將不作功的所謂無功電流減小到一定的范圍以內(nèi)，補(bǔ)償電力系統(tǒng)感性負(fù)荷無功功率,以提高功率因數(shù),改善電壓質(zhì)量,降低線路損耗。安裝電力電容器組來進(jìn)行無功功率補(bǔ)償,這是一種實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的方法。而采用無功補(bǔ)償,具有減少設(shè)計容量;減少投資;增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例,降低線損,改善電壓質(zhì)量,穩(wěn)定設(shè)備運(yùn)行;可提高低壓電網(wǎng)和用電設(shè)備的功率因素,降低電能損耗和節(jié)能;減少用戶電費(fèi)支出;可滿足電力系統(tǒng)對無功補(bǔ)償?shù)臋z測要求,消除因?yàn)楣β室蛩剡^低而產(chǎn)生的被處罰等優(yōu)點(diǎn)。

二、電容補(bǔ)償裝置安裝

1、電容補(bǔ)償裝置安裝地點(diǎn)的選擇，電容器室技術(shù)要求的確定及整個補(bǔ)償裝置安裝質(zhì)量的優(yōu)劣，對安全運(yùn)行與使用壽命影響很大，因其絕緣介質(zhì)為液體，要求安裝地點(diǎn)無腐蝕氣體，保持良好通風(fēng)的地點(diǎn)，相對濕度不大于80%，溫度不低于-35度，無爆炸或易燃的危險。

2、額定電壓在1千伏以上應(yīng)單獨(dú)設(shè)置電容器室，1千伏以下的電容器可設(shè)置在低壓室內(nèi)，補(bǔ)償用電力電容器或者安裝在高壓邊，或者安裝在低壓邊；可集中安裝，也可以分散安裝。從效果來說，低壓補(bǔ)償比高壓補(bǔ)償好，分散補(bǔ)償比集中補(bǔ)償好；從安裝成本及管理來說，高壓補(bǔ)償比低壓補(bǔ)償好，集中補(bǔ)償比分散補(bǔ)償好。低壓集中補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓開關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè),以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置,根據(jù)低壓母線上的無功符合而直接控制電容器的投切。電容器的投切是整組進(jìn)行,做不到平滑的調(diào)節(jié)。低壓補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn):接線簡單、運(yùn)行維護(hù)工作量小,使無功就地平衡,從而提高配變利用率,降低網(wǎng)損,具有較高的經(jīng)濟(jì)性,是目前無功補(bǔ)償中常用的手段之一。

3、電容器也可裝設(shè)于用戶總配電室低壓母線,適用于負(fù)荷較集中、離配電母線較近、補(bǔ)償容量較大的場所,用戶本身又有一定的高壓負(fù)荷時,可減少對電力系統(tǒng)無功的消耗并起到一定的補(bǔ)償作用。其優(yōu)點(diǎn)是易于實(shí)行自動投切,可合理地提高用戶的功率因素,利用率高,投資較少,便于維護(hù),調(diào)節(jié)方便可避免過補(bǔ),改善電壓質(zhì)量。

4、電容器室應(yīng)符合防火要求，不用易燃材料，耐火等級不應(yīng)低于二級。油量300kg以上的高壓電容器應(yīng)安裝在獨(dú)立防爆室內(nèi)，油量300kg以下高低壓電容器根據(jù)油量多少安裝在有防爆墻的間隔內(nèi)或有隔板的間隔內(nèi)。

5、高壓電容器組和總?cè)萘?0kvar及以上的低壓電容器組，每相應(yīng)裝電流表，總?cè)萘?0kvar及以上的低壓電容器組，每相應(yīng)裝電壓表，電容器外殼和鋼架均采取接地。

三、電容器投退

1、根據(jù)線路上功率因數(shù)的高低和電壓的高低投入或退出，當(dāng)功率因數(shù)低于0.9、電壓偏低時應(yīng)投入電容器組，當(dāng)功率因數(shù)趨近于1且有超前趨勢、電壓偏高時應(yīng)退出電容器組。

2、發(fā)生故障時，電容器組應(yīng)緊急退出運(yùn)行，如：外殼變形嚴(yán)重或爆炸、起火冒煙，有放電點(diǎn)，異常噪音大，連接部位嚴(yán)重過熱溶化等。

3、正常情況下全站停電操作時，先斷電容器的開關(guān)，后斷各路出線的開關(guān)，送電時先合各路出線的開關(guān)，后合電容器的開關(guān)，

4、全站事故停電后，先斷開電容器的開關(guān)。

5、電容器斷路器跳閘后不應(yīng)立即送電、保險熔斷，應(yīng)查明原因處理完畢后送電，并監(jiān)視運(yùn)行。

6、無論高、低壓電容器，不準(zhǔn)帶有電荷合閘，因?yàn)槿绻祥l瞬間電壓極性正好和電容器上殘留電荷的極性相反，那么兩電壓相加將在回路上產(chǎn)生很大的沖擊電流，易引起爆炸。所以為防止產(chǎn)生大電流沖擊造成事故，重新合閘以前至少放電三分鐘。

7、檢修電容器時，斷開電源后，本身有放電裝置的，檢修工作人員工作前，應(yīng)該人工放電。確保安全。

四、電力電容器運(yùn)行及監(jiān)護(hù)

1、電容器的正常運(yùn)行狀態(tài)是指在額定條件下，在額定參數(shù)允許的范圍內(nèi)，電容器能連續(xù)運(yùn)行，且無任何異常現(xiàn)象。

2、并聯(lián)電容器裝置應(yīng)在額定電壓下運(yùn)行，一般不宜超過額定電壓的1.05倍，最高運(yùn)行電壓不用超過額定電壓的1.1倍。母線超過1.1倍額定電壓時，電容器應(yīng)停用。

3、正常運(yùn)行的電容器應(yīng)在額定電流下運(yùn)行，最大運(yùn)行電流不得超過額定電流的1.3倍，三相電流差不超過5%

4、電容器正常運(yùn)行時，其周圍額定環(huán)境溫度為＋40℃～－25℃，電容器周圍的環(huán)境溫度不可太高，也不可太低。如果環(huán)境溫度太高，電容器工作時所產(chǎn)生的熱量就散不出去；而如果環(huán)境溫度太低，電容器內(nèi)的油就可能會凍結(jié)，容易電擊穿。電容器工作時，其內(nèi)部介質(zhì)的溫度應(yīng)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(xiàn)象。電容器的工作環(huán)境溫度一般以40℃為上限，電容器外殼的溫度是在介質(zhì)溫度與環(huán)境溫度之間，一般為50～60℃。如果室溫上升到40℃以上，這時候就應(yīng)采取通風(fēng)降溫措施，現(xiàn)在很多大型工廠有安裝空調(diào)進(jìn)行降溫，否則應(yīng)立即切除電容器。

五、電容器保護(hù)

1、電容器裝置內(nèi)部或引出線路短路，根據(jù)容量采用熔斷器保護(hù)。

2、內(nèi)部未裝熔絲高壓10KV電力電容器應(yīng)按臺裝熔絲保護(hù)，其熔斷電流按電容器額定電流的1.5-2倍選擇，高壓電容器宜采用平衡電流保護(hù)或瞬動的過電流保護(hù)。

3、低壓采用熔斷器保護(hù)，單臺按電容器額定電流的1.5-2.5倍選擇熔斷器額定電流，多臺按電容器額定電流之和的1.3-1.8倍選擇熔斷器額定電流。

4、高壓電容器組總?cè)萘?00kvar以上時，應(yīng)采用真空斷路器或其他斷路器保護(hù)和控制。

5、低壓電容器組總?cè)萘坎怀^100kvar時，可用交流接觸器、刀開關(guān)、熔斷器或刀熔開關(guān)保護(hù)和控制，總?cè)萘?00kvar以上時，應(yīng)采用低壓斷路器保護(hù)和控制。

六、電容器故障判斷及處理

1、電容器輕微滲油時，將此處打磨除銹、補(bǔ)焊刷漆修復(fù)，嚴(yán)重應(yīng)更換。

2、由于套管臟污或本身缺陷造成閃絡(luò)放電，應(yīng)停電清掃，套管本身損壞要更換。

3、電容器內(nèi)部異常聲響嚴(yán)重時，立即停電更換合格電容器。

4、當(dāng)電容器熔絲熔斷，查明原因，更換相應(yīng)熔絲后投運(yùn)。

5、如發(fā)生電容器爆炸事故，將會造成巨大損失，因此要加強(qiáng)對電容器定期清掃、巡檢，注意使電壓、電流和環(huán)境溫度不得超過廠家規(guī)定范圍，發(fā)現(xiàn)故障及時處理。

從以上可以看出，電力電容器具有無功補(bǔ)償原理簡單、安裝方便、投資小,有功損耗小,運(yùn)行維護(hù)簡便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。因此,在當(dāng)前,隨著電力負(fù)荷的增加,要想提高電網(wǎng)系統(tǒng)的利用率,無功補(bǔ)償技術(shù)是提高電網(wǎng)供電能力、減少電壓損失和降低網(wǎng)損的一種有效措施，通過采用補(bǔ)償電容器進(jìn)行合理的補(bǔ)償,是能夠提高供電質(zhì)量并取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益的。

參考文獻(xiàn)：

青島勞動局編《電工安全作業(yè)技術(shù)》

篇9

關(guān)鍵詞：電力電容器維護(hù)

電力電容器是一種靜止的無功補(bǔ)償設(shè)備。它的主要作用是向電力系統(tǒng)提供無功功率，提高功率因數(shù)。采用就地?zé)o功補(bǔ)償，可以減少輸電線路輸送電流，起到減少線路能量損耗和壓降，改善電能質(zhì)量和提高設(shè)備利用率的重要作用。現(xiàn)將電力電容器的維護(hù)和運(yùn)行管理中一些問題，作一簡介，供參考。

1電力電容器的保護(hù)

(1)電容器組應(yīng)采用適當(dāng)保護(hù)措施，如采用平衡或差動繼電保護(hù)或采用瞬時作用過電流繼電保護(hù)，對于3.15kV及以上的電容器，必須在每個電容器上裝置單獨(dú)的熔斷器，熔斷器的額定電流應(yīng)按熔絲的特性和接通時的涌流來選定，一般為1.5倍電容器的額定電流為宜，以防止電容器油箱爆炸。

(2)除上述指出的保護(hù)形式外，在必要時還可以作下面的幾種保護(hù)：

①如果電壓升高是經(jīng)常及長時間的，需采取措施使電壓升高不超過1.1倍額定電壓。

②用合適的電流自動開關(guān)進(jìn)行保護(hù)，使電流升高不超過1.3倍額定電流。

③如果電容器同架空線聯(lián)接時，可用合適的避雷器來進(jìn)行大氣過電壓保護(hù)。

④在高壓網(wǎng)絡(luò)中，短路電流超過20A時，并且短路電流的保護(hù)裝置或熔絲不能可靠地保護(hù)對地短路時，則應(yīng)采用單相短路保護(hù)裝置。

(3)正確選擇電容器組的保護(hù)方式，是確保電容器安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，但無論采用哪種保護(hù)方式，均應(yīng)符合以下幾項(xiàng)要求：

①保護(hù)裝置應(yīng)有足夠的靈敏度，不論電容器組中單臺電容器內(nèi)部發(fā)生故障，還是部分元件損壞，保護(hù)裝置都能可靠地動作。

②能夠有選擇地切除故障電容器，或在電容器組電源全部斷開后，便于檢查出已損壞的電容器。

③在電容器停送電過程中及電力系統(tǒng)發(fā)生接地或其它故障時，保護(hù)裝置不能有誤動作。

④保護(hù)裝置應(yīng)便于進(jìn)行安裝、調(diào)整、試驗(yàn)和運(yùn)行維護(hù)。

⑤消耗電量要少，運(yùn)行費(fèi)用要低。

(4)電容器不允許裝設(shè)自動重合閘裝置，相反應(yīng)裝設(shè)無壓釋放自動跳閘裝置。主要是因電容器放電需要一定時間，當(dāng)電容器組的開關(guān)跳閘后，如果馬上重合閘，電容器是來不及放電的，在電容器中就可能殘存著與重合閘電壓極性相反的電荷，這將使合閘瞬間產(chǎn)生很大的沖擊電流，從而造成電容器外殼膨脹、噴油甚至爆炸。

2電力電容器的接通和斷開

(1)電力電容器組在接通前應(yīng)用兆歐表檢查放電網(wǎng)絡(luò)。

(2)接通和斷開電容器組時，必須考慮以下幾點(diǎn)：

①當(dāng)匯流排(母線)上的電壓超過1.1倍額定電壓最大允許值時，禁止將電容器組接入電網(wǎng)。

②在電容器組自電網(wǎng)斷開后1min內(nèi)不得重新接入，但自動重復(fù)接入情況除外。

③在接通和斷開電容器組時，要選用不能產(chǎn)生危險過電壓的斷路器，并且斷路器的額定電流不應(yīng)低于1.3倍電容器組的額定電流。

3電力電容器的放電

(1)電容器每次從電網(wǎng)中斷開后，應(yīng)該自動進(jìn)行放電。其端電壓迅速降低，不論電容器額定電壓是多少，在電容器從電網(wǎng)上斷開30s后，其端電壓應(yīng)不超過65V。

(2)為了保護(hù)電容器組，自動放電裝置應(yīng)裝在電容器斷路器的負(fù)荷側(cè)，并經(jīng)常與電容器直接并聯(lián)(中間不準(zhǔn)裝設(shè)斷路器、隔離開關(guān)和熔斷器等)。具有非專用放電裝置的電容器組，例如：對于高壓電容器用的電壓互感器，對于低壓電容器用的白熾燈泡，以及與電動機(jī)直接聯(lián)接的電容器組，可以不另裝放電裝置。使用燈泡時，為了延長燈泡的使用壽命，應(yīng)適當(dāng)?shù)卦黾訜襞荽?lián)數(shù)。

(3)在接觸自電網(wǎng)斷開的電容器的導(dǎo)電部分前，即使電容器已經(jīng)自動放電，還必須用絕緣的接地金屬桿，短接電容器的出線端，進(jìn)行單獨(dú)放電。

4運(yùn)行中的電容器的維護(hù)和保養(yǎng)

(1)電容器應(yīng)有值班人員，應(yīng)做好設(shè)備運(yùn)行情況記錄。

(2)對運(yùn)行的電容器組的外觀巡視檢查，應(yīng)按規(guī)程規(guī)定每天都要進(jìn)行，如發(fā)現(xiàn)箱殼膨脹應(yīng)停止使用，以免發(fā)生故障。

(3)檢查電容器組每相負(fù)荷可用安培表進(jìn)行。

(4)電容器組投入時環(huán)境溫度不能低于-40℃，運(yùn)行時環(huán)境溫度1小時，平均不超過+40℃，2小時平均不得超過+30℃，及一年平均不得超過+20℃。如超過時，應(yīng)采用人工冷卻(安裝風(fēng)扇)或?qū)㈦娙萜鹘M與電網(wǎng)斷開。

(5)安裝地點(diǎn)的溫度檢查和電容器外殼上最熱點(diǎn)溫度的檢查可以通過水銀溫度計等進(jìn)行，并且做好溫度記錄(特別是夏季)。

(6)電容器的工作電壓和電流，在使用時不得超過1.1倍額定電壓和1.3倍額定電流。

(7)接上電容器后，將引起電網(wǎng)電壓升高，特別是負(fù)荷較輕時，在此種情況下，應(yīng)將部分電容器或全部電容器從電網(wǎng)中斷開。

(8)電容器套管和支持絕緣子表面應(yīng)清潔、無破損、無放電痕跡，電容器外殼應(yīng)清潔、不變形、無滲油，電容器和鐵架子上面不應(yīng)積滿灰塵和其他臟東西。

(9)必須仔細(xì)地注意接有電容器組的電氣線路上所有接觸處(通電匯流排、接地線、斷路器、熔斷器、開關(guān)等)的可靠性。因?yàn)樵诰€路上一個接觸處出了故障，甚至螺母旋得不緊，都可能使電容器早期損壞和使整個設(shè)備發(fā)生事故。

(10)如果電容器在運(yùn)行一段時間后，需要進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，則應(yīng)按規(guī)定值進(jìn)行試驗(yàn)。

(11)對電容器電容和熔絲的檢查，每個月不得少于一次。在一年內(nèi)要測電容器的tg2～3次，目的是檢查電容器的可靠情況，每次測量都應(yīng)在額定電壓下或近于額定值的條件下進(jìn)行。

(12)由于繼電器動作而使電容器組的斷路器跳開，此時在未找出跳開的原因之前，不得重新合上。

(13)在運(yùn)行或運(yùn)輸過程中如發(fā)現(xiàn)電容器外殼漏油，可以用錫鉛焊料釬焊的方法修理。

5電力電容器組倒閘操作時必須注意的事項(xiàng)

(1)在正常情況下，全所停電操作時，應(yīng)先斷開電容器組斷路器后，再拉開各路出線斷路器。恢復(fù)送電時應(yīng)與此順序相反。

(2)事故情況下，全所無電后，必須將電容器組的斷路器斷開。

(3)電容器組斷路器跳閘后不準(zhǔn)強(qiáng)送電。保護(hù)熔絲熔斷后，未經(jīng)查明原因之前，不準(zhǔn)更換熔絲送電。

(4)電容器組禁止帶電荷合閘。電容器組再次合閘時，必須在斷路器斷開3min之后才可進(jìn)行。

6電容器在運(yùn)行中的故障處理

(1)當(dāng)電容器噴油、爆炸著火時，應(yīng)立即斷開電源，并用砂子或干式滅火器滅火。此類事故多是由于系統(tǒng)內(nèi)、外過電壓，電容器內(nèi)部嚴(yán)重故障所引起的。為了防止此類事故發(fā)生，要求單臺熔斷器熔絲規(guī)格必須匹配，熔斷器熔絲熔斷后要認(rèn)真查找原因，電容器組不得使用重合閘，跳閘后不得強(qiáng)送電，以免造成更大損壞的事故。

(2)電容器的斷路器跳閘，而分路熔斷器熔絲未熔斷。應(yīng)對電容器放電3min后，再檢查斷路器、電流互感器、電力電纜及電容器外部等情況。若未發(fā)現(xiàn)異常，則可能是由于外部故障或母線電壓波動所致，并經(jīng)檢查正常后，可以試投，否則應(yīng)進(jìn)一步對保護(hù)做全面的通電試驗(yàn)。通過以上的檢查、試驗(yàn)，若仍找不出原因，則應(yīng)拆開電容器組，并逐臺進(jìn)行檢查試驗(yàn)。但在未查明原因之前，不得試投運(yùn)。

(3)當(dāng)電容器的熔斷器熔絲熔斷時，應(yīng)向值班調(diào)度員匯報，待取得同意后，再斷開電容器的斷路器。在切斷電源并對電容器放電后，先進(jìn)行外部檢查，如套管的外部有無閃絡(luò)痕跡、外殼是否變形、漏油及接地裝置有無短路等，然后用絕緣搖表搖測極間及極對地的絕緣電阻值。如未發(fā)現(xiàn)故障跡象，可換好熔斷器熔絲后繼續(xù)投入運(yùn)行。如經(jīng)送電后熔斷器的熔絲仍熔斷，則應(yīng)退出故障電容器，并恢復(fù)對其余部分的送電運(yùn)行。

7處理故障電容器應(yīng)注意的安全事項(xiàng)

處理故障電容器應(yīng)在斷開電容器的斷路器，拉開斷路器兩則的隔離開關(guān)，并對電容器組經(jīng)放電電阻放電后進(jìn)行。電容器組經(jīng)放電電阻(放電變壓器或放電電壓互感器)放電以后，由于部分殘存電荷一時放不盡，仍應(yīng)進(jìn)行一次人工放電。放電時先將接地線接地端接好，再用接地棒多次對電容器放電，直至無放電火花及放電聲為止，然后將接地端固定好。由于故障電容器可能發(fā)生引線接觸不良、內(nèi)部斷線或熔絲熔斷等，因此有部分電荷可能未放盡，所以檢修人員在接觸故障電容器之前，還應(yīng)戴上絕緣手套，先用短路線將故障電容器兩極短接，然后方動手拆卸和更換。

對于雙星形接線的電容器組的中性線上，以及多個電容器的串接線上，還應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行放電。

電容器在變電所各種設(shè)備中屬于可靠性比較薄弱的電器，它比同級電壓的其他設(shè)備的絕緣較為薄弱，內(nèi)部元件發(fā)熱較多，而散熱情況又欠佳，內(nèi)部故障機(jī)會較多，制造電力電容器內(nèi)部材料的可燃物成分又大，所以運(yùn)行中極易著火。因此，對電力電容器的運(yùn)行應(yīng)盡可能地創(chuàng)造良好的低溫和通風(fēng)條件。

8電力電容器的修理

(1)下面幾種故障，可以在安裝地方自行修理：

①箱殼上面的漏油，可用錫鉛焊料修補(bǔ)。

篇10

關(guān)鍵詞：放電線圈 線圈接線 分析判斷

Analysis of Discharge Coil Explosion of Shunt Capacitor

MIAO Hai-tao LIU Tao LI Lei LIU Juan

（Herong electric Limited by Share Ltd，710200）

Abstract：with the example of discharge coil explosion， explosion analysis， reasons for not connected to ground， the wiring correct， and makes technical analysis.

Key words：discharge coil； coil wiring； analysis.

高壓并聯(lián)電容器裝置是電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)闹匾O(shè)備，是保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要技術(shù)手段。并聯(lián)電容器為了適應(yīng)電力系統(tǒng)無功功率和電壓的變化，需要進(jìn)行頻繁的操作。當(dāng)電容器合閘時，會產(chǎn)生很大的沖擊合閘涌流和很高的過電壓，其輔助設(shè)備放電線圈能夠使電容器組上的殘留電壓下降到初始值的10%以下，因此它擔(dān)負(fù)著放電的重要作用。但是由于放電線圈承受過電壓，或者接線不當(dāng)，都會留下安全隱患，造成設(shè)備爆炸和人員的傷亡。本文就放電線圈爆炸的實(shí)際案例進(jìn)行分析，希望大家對電容器用放電線圈同樣引起足夠的重視。

1.故障實(shí)例

7月15日，公司接到用戶反映，我公司生產(chǎn)的干式放電線圈出現(xiàn)問題：1.造成過流保護(hù)動作；2.放電線圈爆炸；3.變電站停電。用戶要求公司派技術(shù)人員現(xiàn)場分析問題。爆炸產(chǎn)品圖1如下：

--

圖1 產(chǎn)品爆炸圖片

經(jīng)現(xiàn)場檢查，干式放電線圈澆注體整體裂開松散，內(nèi)部線包擊穿短路、大部分被燒毀、線包外漏。檢查產(chǎn)品接線，發(fā)現(xiàn)沒按照安裝要求進(jìn)行接線。從事故的最終檢查分析為放電線圈的接線錯誤是造成產(chǎn)品爆炸的原因。

2.事故分析

在檢查放電線圈的接線時，發(fā)現(xiàn)爆炸產(chǎn)品明顯的鐵芯接地端子沒有進(jìn)行接地連接。

當(dāng)放電線圈鐵芯未接地，在合閘時，鐵芯就會產(chǎn)生高的感應(yīng)電壓，且為很高的懸浮電壓，導(dǎo)致鐵芯對二次繞組的電位超過產(chǎn)品絕緣耐受的電壓而擊穿（二次對地耐壓為3000V），繼而引起二次短路并帶高壓，致使一次繞組電壓遠(yuǎn)高于系統(tǒng)電壓，瞬間能量過大引起一次爆炸，電容器短路，造成過流保護(hù)動作，使整個變電站停電。

當(dāng)時在變電所運(yùn)行的有同樣型號的兩套設(shè)備，及兩組放電線圈，而另一組產(chǎn)品沒有問題，運(yùn)行正常。檢查這組產(chǎn)品的接線，全部按要求進(jìn)行接線，鐵芯接地端子連接牢固。由此，我們確定產(chǎn)品爆炸的原因?yàn)榻拥鼐€沒有連接，導(dǎo)致鐵芯很高的懸浮電壓擊穿線圈絕緣，造成線圈短路引起爆炸。

3.結(jié)語

（1）嚴(yán)格按照安裝要求正確接線。GB 50227-2008 并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范中的4.2.6項(xiàng)要求：“1.放電線圈與并聯(lián)電容器宜采用直接并聯(lián)接線。2.嚴(yán)禁放電線圈一次繞組中性點(diǎn)接地”。放電線圈首末端必須同電容器首末端相連（即：電容器與放電線圈線先并聯(lián)后接成星形接線），禁止使用放電線圈中性點(diǎn)接地方式。

放電線圈的正確接線如圖2所示，這兩種接線不論電容器的狀態(tài)如何，如三相對稱與否，三相電壓是否平衡都不影響放電效果。因?yàn)檫@樣的接線，其效果各相是可以互相獨(dú)立完成的，能保證任何條件下，電容器脫離電源后，可將電荷放干凈，并給出正確的指示和保護(hù)信號，達(dá)到保證人員和設(shè)備安全要求。

圖2 放電線圈正確接線

開口三角電壓保護(hù)接線

相電壓差動保護(hù)接線

（2）對于油浸式全密封放電線圈，因鐵芯放置在箱殼內(nèi)，鐵芯與外殼緊密連接，而產(chǎn)品整體又放置在支架上，支架上有可靠的接地。干式放電線圈，是環(huán)氧全澆注體，鐵芯被絕緣澆注體全部包圍，設(shè)計時專用的接地端子必須與地進(jìn)行可靠的連接。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50227-2008. 并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范。