电力电容器的作用
作者：本站 发布时间：2015-06-26 15:20:52 浏览：3415
一、高压电容柜中避雷器的作用
（1）电源供给负载的电流中含有：
①有功电流。
②无功电流(分感性无功和容性无功)
（2）都要流过二者之间的导线，并有一点损耗(被导线损耗掉的)有功电流，不断的被负载消耗掉，用于做功，比如机械装置的转动等其他能量形式。无功电流，不断的与电源交换能量，用于为有功的能量转换建立必要的磁场，但是建立的磁场所需只是和电源交换，理论上并没有消耗。现在通过电容器补偿，感性负载就可以和电容器相互交换这个能量了。就不用再向电源额外的索取了。这样导线上的电流就减少了，损耗减少了，导线所占的压降也减小了，电网末端的电压升高了，电源的负担也就减少了，有能力做其他需要做的事情了，相当于电源出力增加了，整体上看电容器和感性负载，等效为一个功率因数很高的负载。
二、电力电容器的作用及允许运行方式
电力电容器分为串联电容器和并联电容器，它们都改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输电能力，是电力系统的重要设备。
（1）串联电容器的作用：
①串联电容器串接在线路中，其作用如下：
提高线路末端电压。串接在线路中的电容器，利用其容抗xc补偿线路的感抗xl，使线路的电压降落减少，从而提高线路末端（受电端）的电压，一般可将线路末端电压最大可提高10%～20%。
②降低受电端电压波动。当线路受电端接有变化很大的冲击负荷（如电弧炉、电焊机、电气轨道等）时，串联电容器能消除电压的剧烈波动。这是因为串联电容器在线路中对电压降落的补偿作用是随通过电容器的负荷而变化的，具有随负荷的变化而瞬时调节的性能，能自动维持负荷端（受电端）的电压值。
③提高线路输电能力。由于线路串入了电容器的补偿电抗xc，线路的电压降落和功率损耗减少，相应地提高了线路的输送容量。
④改善了系统潮流分布。在闭合网络中的某些线路上串接一些电容器，部分地改变了线路电抗，使电流按指定的线路流动，以达到功率经济分布的目的。
⑤提高系统的稳定性。线路串入电容器后，提高了线路的输电能力，这本身就提高了系统的静稳定。当线路故障被部分切除时（如双回路被切除一回、但回路单相接地切除一相），系统等效电抗急剧增加，此时，将串联电容器进行强行补偿，即短时强行改变电容器串、并联数量，临时增加容抗xc，使系统总的等效电抗减少，提高了输送的极限功率（Pmax＝U1U2/xl－xc），从而提高系统的动稳定。
（2）并联电容器的作用：
①并联电容器并联在系统的母线上，类似于系统母线上的一个容性负荷，它吸收系统的容性无功功率，这就相当于并联电容器向系统发出感性无功。因此，并联电容器能向系统提供感性无功功率，系统运行的功率因数，提高受电端母线的电压水平，同时，它减少了线路上感性无功的输送，减少了电压和功率损耗，因而提高了线路的输电能力。
（3）电容器补偿装置的允许运行方式：
电容器的正常运行状态是指在额定条件下，在额定参数允许的范围内，电容器能连续运行，且无任何异常现象。
①电容器补偿装置运行的基本要求
a、三相电容器各相的容量应相等；
b、电容器应在额定电压和额定电流下运行，其变化应在允许范围内；
c、电容器室内应保持通风良好，运行温度不超过允许值；
d、电容器不可带残留电荷合闸，如在运行中发生掉闸，拉闸或合闸一次未成，必须经过充分放电后，方可合闸；对有放电电压互感器的电容器，可在断开5min后进行合闸。运行中投切电容器组的间隔时间为15min。
（3）允许运行方式
①允许运行电压
并联电容器装置应在额定电压下运行，一般不宜超过额定电压的1.05倍，最高运行电压不用超过额定电压的1.1倍。母线超过1.1倍额定电压时，电容器应停用。
②允许运行电流
正常运行时，电容器应在额定电流下运行，最大运行电流不得超过额定电流的1.3倍，三相电流差不超过5%。
③允许运行温度
正常运行时，其周围额定环境温度为＋40℃～－25℃，电容器的外壳温度应不超过55℃。
三、功率因数
电力系统中，电动机及其它带有线圈（绕组）的设备很多。这类设备除了从电源取得一部分电功率作有功用外，还将耗用一部分电功率用来建立线圈磁场。这就额外地加在了电源的负坦，功率因数cosΦ(也称力率）就是反映总电功率中有功功率所占的比例大小。
功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数，它是交流电路中有功功率和视在功率的比值：
功率因数＝有功功率／视在功率
功率因数低，说明电路中用于交变磁场吞吐转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加线路供电损失。因此，供电部门对用户的功率因数有着一定的标准要求。提高功率因时常用的方法就是在电感性电器两端并联静电电容器，这样将电感性电器所需的无功功率，大部分转交由电容器共给，把交变磁场与电源的吞吐转为磁场与电容电场之间的吞吐，从而使发电机电源能量得到充分利用，所以说提高功率因数具有很大经济意义。
四、高压电容器的主要作用
1、在输电线路中，利用高压电容器可以组成串补站，提高输电线路的输送能力；
2、在大型变电站中，利用高压电容器可以组成SVC，提高电能质量；
3、在配电线路末端，利用高压电容器可以提高线路末端的功率因数，保障线路末端的电压质量；
4、在变电站的中、低压各段母线，均会装有高压电容器，以补偿负荷消耗的无功，提高母线侧的功率因数；
5、在有非线性负荷的负荷终端站，也会装设高压电容器，作为滤波之用。
五、如何提高功率因数
由于线路上用电设备大都为感性负载，例如电动机\电焊机\电磁抱闸线圈，日光灯镇流器等等，这些感性负载都从电网吸取感性电流，致使总电流I比电压滞后的角度很大，无功功率很高所以功率因数cos很低，有功功率与电网视在功率的比值称为电网的功率因数。
功率因数低会造成很多不良的后果，1.降低电源的利用率.2.造成较大的线路压降和功率损耗。
提高功率因数的方法一般有：①改进用电设备自身的功率因数，避免空载或轻载下设备运行。②并联电容器，提高功率因数。
六、电压互感器接线中性点加装消谐器问题探讨
在讨论电压互感器一次绕组中性点加装消谐器的问题之前，我们不妨先探讨一下电力系统的中性点运行方式。在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的中性点，有三种运行方式：一种是电源中性点不接地；一种是电源中性点经消弧线圈接地；一种是电源中性点直接接地。前两种合称为中性点非有效接地，或小电流接地系统，后一种中性点直接接地称为中性点有效接地，或大电流接地。
（1）电源中性点不接地电力系统（3-63kV系统大多数采用电源中性点不接地运行方式）。电源中性点不接地系统发生单相接地时，如C相单相接地，那么完好的A、B两相对地电压都由原来的相电压升高到线电压，即升高为原对地电压的倍，C相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。当发生一相接地时，三相用电设备的正常工作未受到影响，因为线路的线电压无论相位和量值均未发生变化，因此三相用电设备仍然照常运行。但电力部门只允许运行2小时，因为一旦另一相又发生接地故障时，就形成两相接地短路，产生很大的短路电流，可能损坏线路设备。
（2）电源中性点经消弧线圈接地的电力系统。在中性点不接地的电力系统中，有一种情况比较危险，即在一相接地时，如果接地电流较大，将出现断续电弧，这可使线路发生电压谐振现象，在线路上形成一个R-L-C的串联谐振电路，从而使线路上出现危险的过电压（可达相电压的2.5-3倍），导致线路上绝缘薄弱地点的绝缘击穿。为防止一相接地时接地点出现断续电弧，引起过电压，规程规定，在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中（3-10kV电网中接地电容电流大于30A），电源中性点必须采用经消弧线圈接地的运行方式。经消弧线圈接地系统，发生一相接地故障时暂时允许运行2小时，在一相接地时，其它两相对地电压要升高到线电压，即升高为原对地电压的倍。
（3）电源中性点直接接地的电力系统，此系统一般适用于110kV及以上高压系统，在此暂不讨论。
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