电力电容器的作用、结构和分类

• 2023/2/26 15:07:19

电力电容器是用于电力系统和电气设备的无源电子元件。它们由两块导电板组成，由一种称为电介质的绝缘材料隔开。多层介质提供了良好的温度稳定性和频率特性。单层电介质也可以使用。电容是衡量储能能力的指标，通常表示为C = KA/D，单位为千瓦时;其中a是电极的面积，D是它们的间距，K是电极之间电介质的函数。本文将介绍其功能、结构和分类。

1. 电力电容器作用：
1.1串联电容器
(1)增加线路末端的电压。线路中串联的电容器用其电容电抗xc补偿线路的感抗xl，使线路的压降减小，从而提高线路末端(接收端)的电压。一般情况下，线路末端的最大电压可提高10% ~ 20%。
(2)减小接收端电压波动。串联电容器可以在线路受到非常可变的冲击负载(如电弧炉、焊机、电气轨道等)时消除电压的急剧波动。这是因为串联电容器对线路中电压降的补偿作用是随着通过电容器的负载而改变的，具有随负载变化而瞬时调节的性能，能自动维持负载端(接收端)的电压值。
(3)提高线路传输能力。由于线路与电容器的补偿电抗xc连接，线路的压降和功率损耗减小，线路的传输容量相应增加。
(4)改善了系统的潮流分配。通过在封闭网络的一些线路上串联一些电容器，部分改变线路的电抗，使电流按规定线路流动，从而达到电力经济分配的目的。
(5)提高系统的稳定性。线路与电容器连接后，线路的传输容量提高，这本身就提高了系统的静稳定性。当线路故障部分切除时(如双回路切除一次，但电路单相接地切除一相)，系统等效电抗急剧增大。此时对串联电容器进行强制补偿，即短时间内强制改变电容器串并联数，临时增加容量xc电阻降低了系统的总等效电抗，提高了传输极限功率(Pmax=U1U2/xl-xc)，从而提高了系统的动态稳定性。
1.2并联电容器
并联电容器并联到系统的母线上，这类似于系统母线上的容性负载。它吸收系统的电容性无功功率，相当于分流电容器向系统发射感性无功功率。因此，并联电容器可以向系统提供感应无功功率，提高系统运行的功率因数，提高母线接收端的电压水平，同时，它降低了线路上的感应无功功率传输，降低了电压和功率损耗，从而提高了线路的传输能力。

2. 功率电容器的结构
电力电容器的基本结构包括:电容器元件、浸渍、紧固件、引线、外壳和外壳。
额定电压1kV以下的称为低压电容器，1kV以上的称为高压电容器，均由三相、三角形连接线组成，内部组件并联，每个并联组件有单独的保险丝;高压电容器一般由单相、内部组件并联组成。壳体采用密封钢板焊接而成，芯子由电容元件串并联组成。电容器元件采用铝箔作电极，复合薄膜作绝缘。电容器内衣绝缘油(矿物油或十二烷基苯等)为浸渍介质。

3. 功率电容器的分类
电源电容器按用途可分为8种:
①直流和滤波电容器。用于高压直流装置和高压整流滤波装置。
②标准电容。用于工频高压测量介损电路中，作为标准电容器或用作高压测量电容器的分压器。
③耦合电容器。它主要用于高频通信、测量、控制、高压电力线路保护以及作为电能提取装置中的一个部件。
④电热电容器。用于频率为40 ~ 24000 Hz的电加热设备系统，以改善功率因数和电路的电压或频率特性。
⑤脉冲电容器。主要起储能作用，用作冲击电压发生器、冲击电流发生器、断路器试验振荡电路等基本储能元件。⑥并联电容器。原名移相电容器。主要用于补偿电力系统感性负载的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，减少线损。
⑦串联电容器。串联在工频高压输配电线路上，补偿线路的分布电抗，提高系统的静、动态稳定性，改善线路的电压质量，延长输电距离，增加输电容量。
⑧断路器电容器。以前称为电压均衡电容器。并联操作可以使超高压断路器上的电压均衡，使断路器在分断过程中各断口之间的电压均匀，可以改善断路器的灭弧特性，增加分断能力。