并联电容器

并 联 电 容 器

一、并联电容器在电网中的作用

并容电容器是一种无功补偿设备，通常采用高压集中补偿变电所低压母线电源侧所有线路及变压器上的无功功率，使用中往往与有载调压变压器配合，以提高电力系统的电能质量。其作用分别为：

1）补偿无功功率，提高负荷的功率因素。

2）减少线路输送的无功功率，降低功率损耗和电能损耗。

3）提高用电设备的出力。

4）改善电压质量。

二、并联电容器结构、放电装置与串联电抗器

并联电容器结构：

箱式：由油箱、膨胀器、器身、芯子（电容元件）、出线套管等组成；

集合式（密集型）：分单相和三相两种。分别有：器身、油枕、油箱、出线套管等组成。

器身：由一定数量的全密封电容单元固定在框架上，根据容量、电压等级等不同要求作适当的电气连接，出线端子通过导线从箱盖的套管引出，电容单元内部全部并联。

油箱：由箱盖、散热器箱壁等组成，内部充满十二烷基苯绝缘油。绝缘油作用：a. 提高器身对地绝缘；b. 散发由器身在运行中产生的热量。

柜式：类似于柜子安装，整个结构分为串联电抗器、电容器组二个部分。

放电装置：

并联电容器从电源断开时，二极板间储存的电荷能量是很大的，因而电容器极间残留有一定的剩余电压，其初始值为电容器的额定电压。电容器组在带电的情况下，如果再次合闸投入运行，就可能产生很大的冲击合闸涌流和很高的过电压。如果检修人员触及电容器就有可能被电击或电灼伤。为防止带电荷合闸及防止人身触电伤亡事故，故电容器组必须加装放电装置。

放电装置的放电特性就满足下列要求：

手动的投、切后的电容器组三相及中性点的残余电压在5分钟内自额定电压（峰值）降至50V以下。

自动的投、切后的电容器组三相及中性点的残余电压在5秒钟内自额定电压（峰值）降至0.1倍电容器组额定电压及以下。

采用电压互感器或配电变压器的一次绕组作高压电容器组的放电线圈，一般能满足上述要求。通常采用单相三角形接线或开口三角形接线的电压互感器作为放电线圈与电容器组直接连接，不能采用一次侧中性点接地的三相五柱电磁式电压互感器绕组作为放电线圈使用（防止发生绕组电感与主电容和对地电容间构成振荡回路，产生电容器组电压最大值

的5倍）。

电容器组串联电抗

电容器组投运合闸可分为二种情况：一是单独一组电容器投入运行；二是已有一组或多组电容器组运行，再投入一组电容器。这二种情况都将产生很大的合闸涌流，因而产生操作过电压。实验证实：单独一组电容器的合闸涌流为电容器组额定电流的5—15倍，其振荡频率为250—4000Hz，过电压幅值为相电压的2—3倍；电容器多组并联运行时，追加投入其合闸涌流可达电容器组额定电流的20--250倍，其振荡频率为15000Hz，但产生的过电压幅值较低接近于相电压。电容器的合闸涌流持续时间短，约在几毫秒内即可降低到无损害程度。

解决方法：一般在开关加装并联电阻和安装串联电抗器的办法限制合闸涌流。

三、电力电容器的巡视检查

1、新安装的电容器在投入运行前的检查项目

1）电容器外部检查完好，试验合格。

2）电容器组接线正确，安装正确。

3）各部分连接牢固可靠，不与地绝缘的每个电容器外壳及架构均已可靠接地。

4）放电变压器容量符合要求，试验合格，各部件完好。

5）电容器保护及监视回路完整并经传动试验良好。

6）电抗器、避雷器完好，试验合格。

7）电容器符合要求，并经投切试验合格，并且投入前应在断开位置。

8）接地隔离开关均在断开位置。

9）室内通风良好，电缆沟有防小动物措施。

10）电容器设有贮油池和灭火装置。

11）五防联锁安装齐全、可靠。

2、正常巡视检查项目：

1) 三相电流指示是否正常；

2）套管及本体有无渗漏油现象，内部有无异声；

3) 套管及支持瓷瓶有无裂纹及放电痕迹；

4) 各连接头及母线有无松动和发热变色现象；

5) 电容器外壳有无变形及鼓胀现象，示温片是否熔化脱落；

6) 单台保护熔丝是否完好，有无熔断现象；

7) 放电压变及其三相指示灯是否正常；

8）检查放电变压器、串联电抗是否完好；

9）检查接地线是否牢固。

10）检查电容器运行条件、环境均应符合制造厂家的规定。

四、电力电容器的运行

1、对室内电容器的安装要求

1）应安装在通风良好，无腐蚀性气体以及没有剧烈振动，冲击，易燃，易爆物品的室内。

2）安装电容器根据容量的大小合理布置，并应考虑安全巡视信道。

3）电容器室应为耐火材料的建筑，门向外开，要有消防措施。

2、电容器组投入或退出运行的规定

正常情况下，电容器组投入或退出运行应根据系统无功潮流和负荷功率因素以及电压情况来决定。

当电容器母线电压超过电容器额定电压的1.1倍，或者电流超过额定电流的1.3倍以及电容器室的环境温度超过＋40℃时，均应将其退出运行。

电容器分闸后，又需投入系统运行时，其间隔时间应大于3分钟。

3、当电容器发生下列情况之一时, 应立即退出运行

1）电容器爆炸；

2）电容器喷油或起火；

3）瓷套管发生严重放电闪络；

4）接点严重过热或熔化；

5）电容器内部或放电设备有严重异常响声；

6）电容器外壳有异形膨胀。

五、有关并联电容器的几个问题与故障处理

1、并联电容器为什么能提高功率因数？

电力系统的负载一般都是感性的，其电流可以分解为有功分量IR和无功分量IL两部分，其中IR和电压向量同相，IL向相滞后电压90度。并联电容后，可增加一个超前于电压90度的Ic电流分量。这个分量和IL方向相反，可抵消一部分IL，从而使负载中消耗的

无功减少，功率因数得到提高。

2、电力系统中的无功电源有几种?

电力系统中的无功电源有：① 同步发电机；② 调相机；③ 并联补偿电容器；④ 串联补偿电容器；⑤ 静止补偿器。

3、为什么要在电力电容器与其断路器之间装设一组ZnO避雷器?

装设ZnO避雷器可以防止电力电容器在拉、合操作时可能出现的操作过电压，保证电气设备的安全运行。

4、并联电抗器和串联电抗器各有什么作用？

线路并联电抗器可以补偿线路的容性充电电流，限制系统电压升高和操作过电压的产生，保证线路的可靠运行。

母线串联电抗器可以限制短路电流，维持母线有较高的残压。而电容器组串联电抗器可以限制高次谐波，降低电抗。

5、电容器发生哪些情况时应立即退出运行？

发生下列情况之一时应立即将电容器退出运行：

1）套管闪络或严重放电。2）接头过热或熔化。3）外壳膨胀变形。4）内部有放电声及放电设备有异响。

6、电容器差动保护动作后应如何处理？

电容器差动保护动作后，处理办法为：

1）应首先检查电容器外壳是否膨胀、喷油。

2）分组熔断器是否熔断

3）继电器、二次回路、电流互感器等设备有无异常。如无异常，应对电容器试送一次，试送不成，应对电容器进行绝缘、容量平衡试验。

7、处理故障电容器时，应注意哪些安全事项？

在处理故障电容器前，应先拉开断路器及断路器两侧的隔离开关，然后验电、装设接地线。

由于故障电容器可能发生引线接触不良、内部断线或熔丝熔断等，因此有一部分电荷可能未放出来，所以在接触故障电容器前，还应戴上绝缘手套，用短路线将故障电容器的两极短接并接地，方可动手拆卸。对双星形接线电容器组的中性线及多个电容器的串联线，还应单独放电。

8、电容器开关跳闸如何处理？查不出故障怎么办？

电容器开关跳闸不准强行试送，值班员须检查保护动作情况，根据保护动作情况进行分析判断跳闸原因，顺序检查电容器开关，电流互感器，电力电缆，检查电容器有无爆炸，严重发热，鼓肚或喷油，接头是否过热和熔化，套管有无放电痕迹。若无以上情况，电容

器开关跳闸系外部故障造成母线电压波动所至，经检查后可以试送。否则应进一步对保护作全面通电试验，以及对电流互感器做特性试验，如果仍检查不出原因，就需拆开电容器，逐台进行试验，未查明原因之前不得试送。

9、如何使用摇表摇测电容器的绝缘？

摇测电容器两极对外壳和两极间的绝缘电阻时，1 千伏以下使用1000伏摇表，1千伏以上应使用2500伏摇表。由于电容器的极间及两极对地电容的存在，故摇测绝缘电阻时，方法应正确，否则而损坏摇表。摇测时应由两人进行，首先用短路线将电容器短路放电，再将摇表的摇地极和被测电容器的一极(或一极与外壳)连在一起，然后有一人将摇表摇至规定转速，待指针稳定后，再有另一人将摇表的试验端线路搭接到被测电容器的另一极上，此时摇摇表的一人继续使摇表保持转速，不得停转摇表。由于对电容器充电，指针开始下降，然后重新上升，待稳定后指针所示之读数，即为被测的电容器绝缘电阻值。读完表后，先把搭接在被测电容器一极上的摇表试验端线撤离后才能停转摇表，否则电容器会对停转的摇表放电，损坏表头。摇测完毕应将电容器上的电荷放尽，防止人身触电。