并联电容器在电力网中使用的数量很大,大约相当于发电机安装容量的40%~50%,其主要优点是投资少、能耗低、运行维护方便,运行费用低,可以分散安装,就地补偿。缺点是无功出力不能平滑调节,当电网电压下跌时,其无功出力按电压平方的比例下降。
并联电容器
并联于电力网中,主要用来补偿感性无功功率以改善功率因数的电力电容器。
- 英文名称
- shunt capacitor
- 所属学科
- 电气工程
以箔电极并联电容器为例,主要由芯子、外壳和出线结构三部分组成(见图)。芯子主要由若干元件按一定的设计要求串、并联而成。元件由一定厚度及层数的固体介质和铝箔电极卷绕一定圈数后压扁而成。常用的固体介质有电容器纸、塑料薄膜或纸与膜搭配复合。铝箔有的采用激光裁切或边沿折边。元件间连接采用机械压接或锡焊而成。为了使元件浸渍良好,广为采用的技术是使用粗化膜和箔的压花,铝箔的折边是为了改善电极边缘电场强度。单台电容器为密封结构,出线套管也为密封式,在外壳法兰和端帽处,采用表面涂敷金属层,然后以钎焊焊接,或用耐油橡胶密封固定等办法进行密封。电容器元件经串、并联后组成芯子,经预烘、试验合格后装入外壳内装配好,再经高真空干燥处理、浸渍处理和封口等工序,即成电容器产品。
1 出线套管 2 出线连接片 3连接片 4 元件 5 出线连接片固定板 6 组间绝缘 7 包封件 8 夹板 9 紧箍 10 外壳 11 封口盖箔电极并联电容器结构
单台电容器容量在334千乏及以下时,外壳采用薄钢板焊接而成。内部浸渍剂由于温度的变化而引起体积的变化是通过薄钢板的膨胀和收缩来平衡的。当单台容量较大时,就需在电容器内部装设膨胀器,以调整在所有温度变化范围内浸渍剂体积的变化。
金属化电容器是将镀有锌或铝的膜卷绕成元件,元件的两端经喷涂锌,再焊上引线作为电容器的基本单元,可按实际要求的容量并联不同个数的元件,单个元件的外部用塑料封装,然后再组装于薄铁片的外壳中即成电容器。一般内部各相均有并联的放电电阻,有的元件还串接熔丝。
按电极型式不同,并联电容器可分为金属箔电容器和金属化电容器。
内部的固体介质有纸、纸膜复合和全膜3种。纯纸介质损耗大,可靠性差,已很少使用。广泛使用的是纸膜复合介质和全膜介质。金属箔电容器内部是用绝缘油浸渍的,应用最多的浸渍剂有十二烷基苯、硅油、偏苯、二芳基乙烷、异丙基联苯及其与二芳基乙烷混合液、单苄基甲苯和双苄基甲苯混合液。这些液体介质的主要特点是局部放电特性较好,特别是低温时的局部放电特性好。
在表面粗化的聚丙烯膜上蒸镀一层(5~10)×10-3微米厚的锌或铝作电极的电容器。其特点是当介质(膜)击穿时,击穿点周围的镀层会瞬间蒸发掉,绝缘立即恢复,仍可以继续使用,即所谓具有自愈能力,又称为自愈式电容器。金属化电容器介质的工作场强较高,大约在40~60千伏/毫米,所以比金属箔电容器特性好,体积小,质量轻。这种电容器以干式为主。
并联电容器是使用最多的一种无功补偿装置,主要用途有:①装设于用户负荷处、配电线路中或高中压变电站内,以改善功率因数及电压质量;②装设于枢纽变电站内,用负荷开关或六氟化硫断路器分组投切,以控制电网电压、提高电网稳定性;③用于超高压直流输电系统,以补偿换流站的无功功率;④与各种静止无功补偿装置配套使用,并兼作滤波器。