低压电容器培训

一、电容器的基本知识一、电容器的基本知识一、电容器的基本知识一、电容器的基本知识一、电容器的基本知识一、电容器的基本知识一、电容器的基本知识一、电容器的基本知识（二）、电容器的参数8、海拔：国标规定不超过2000米。随着海拔的升高，空气逐渐变的稀薄，耐压也逐渐降低，电气间隙和爬电距离也要相应增大，修正系数计算公式如下：9、结构，例如单相、三相、分补等。一、电容器的基本知识（三）、电容器的基本计算1、容量计算Q=2×π×f×C×U2/1000Q：容量，kvar；f：频率，50Hz；C：电容，μF；U：电压，kV。容量与电压的平方成正比。如果电容器的工作电压与额定电压不同，电容器输出的无功功率也与额定容量不同。工作电压高于额定电压，输出的无功功率就大，反之就小。见下表一、电容器的基本知识（三）、电容器的基本计算2、电容计算C=Q/（2×π×f×U2）×1000Q：容量，kvar；f：频率，50Hz；C：电容，μF；U：电压，kV。一、电容器的基本知识（三）、电容器的基本计算3、电流计算（1）、单相I=Q/U；（2）、三相I=Q/（√3U）；I：电流，A；Q：容量，kvar；U：电压，kV。一、电容器的基本知识（三）、电容器的基本计算4、补偿容量计算Q：补偿容量，kvar；P：系统或设备的有功功率，kW；COSφ1：补偿前的功率因数；COSφ2：补偿后要求达到的功率因数。二、电容器的设计三、电容器的质量（一）、电容器质量描述1、什么是质量？按照质量管理的定义，质量是产品的适用性。具体到电容器，我认为主要体现在以下几方面：（1）、适用性，适用的范围大小，例如温度、海拔、湿度、谐波含量、电压波动范围等；（2）、耐用性，也就是寿命；（3）、经济性，也就是价格；（4）、外观及实用性，使用是否简单方便；（5）、附加功能，例如智能电容器等；（6）、安全性，例如阻燃、防爆功能等。三、电容器的质量（二）、影响电容器质量的因素？按照质量管理的概念，影响产品质量的因素包含人、机、料、法、环等5个因素。在一定的条件下，例如设备、环境条件，一般是不会随意改变的，因此影响因素主要包括设计、材料、工艺等。产品的实用性、功能、外观主要由设计决定；产品的适用性、经济性主要由设计和材料决定；产品的耐用性、安全性由设计、材料、工艺决定。当然生产工人对产品质量起到至关重要的作用，特别是我们低压电容器，人为的因素特别重要。三、电容器的质量（三）、电容器的寿命电容器的寿命曲线三、电容器的质量（四）、影响电容器寿命的因素1.电应力:贯穿于电容器生产到使用的全过程,理论上电压与寿命的关系为：电压提高10%,寿命约减少一半。电容器使用过程中，很少是由于电压高被击穿的，大多是由于电压高，发热量增大，温度升高而损坏的。电压与寿命的计算公司如下：三、电容器的质量（四）、影响电容器寿命的因素2.热应力:贯穿于电容器生产到使用的全过程,理论计算,温度提高10度,寿命减半。生产过程中产生过温的原因：喷金工序、定型工序、浸渍工序、灌胶工序等。使用过程中产生过温的原因：环境温度高、谐波大、安装不合理（挨的太近、太多等）。环境温度对电容器寿命影响的计算公式如下：电容器的发热功率P=Q×tgδ，发热量与运行时的实际容量和损耗角正切成正比。三、电容器的质量（四）、影响电容器寿命的因素3.电热应力综合影响:计算公式Tn：预期寿命，T：试验时间,U：试验电压，Un：额定电压，α：系数，α=7～9，一般取7。t：试验时的环境温度，tn：工作时的环境温度。假设一个产品在520V、60℃下试验时间达到600小时，那么在400V、40℃下工作，预期寿命可达到15000小时，按每天平均工作16小时，预期寿命约2年半，这就是我们为什么把试验时间定为600小时作为最低要求的原因。三、电容器的质量（四）、影响电容器寿命的因素计算举例：三、电容器的质量（四）、影响电容器寿命的因素4.机械力：生产过程经常受到机械力的作用，例如挤压、撞击、冲击等，将使薄膜受到损伤，最主要的是使接触部位受到损伤，使接触电阻增大。使用过程中也可能受到振动力作用，使接触变松，从而导致发热增大。生产过程中产品受到的机械应力无处不在，致使产品局部受到损伤，例如端面喷金层有裂纹、喷金层脱落、芯子变形等等，这些都将导致局部接触电阻增大，产品运行时局部过热，导致产品局部损坏，导致整个产品损坏。这就是为什么总有些产品会很快损坏的主要原因。因此加强生产过程的管理是杜绝产品早期损坏的最重要措施。还有端面薄膜受到的作用力，见下图。三、电容器的质量（四）、影响电容器寿命的因素三、电容器的质量（四）、影响电容器寿命的因素5.物理作用：例如热胀冷缩等，主要影响各个接触部位，由于各种材料的膨胀系数不同，在热胀冷缩的作用下，接触部位的电阻会变大，特别是端面，金属与薄膜的接触，是两种不同材料的接触。例如喷金、焊接时烧伤薄膜，虚焊、螺丝没拧紧、引线过细等都会引起产品运行时发热增大，温度过高从而加速产品损坏。三、电容器的质量（四）、影响电容器寿命的因素6.化学作用：酸、碱、有机溶剂、水分等都会对电容器造成伤害，有些是腐蚀金属部分，有些对薄膜有溶胀作用，材料被腐蚀后都会造成接触不良或开路等，导致产品发热增大而损坏。我们对此有深刻的教训。因为我们主要材料金属化膜的金属层很薄，不能单独存在，而只能附着在塑料薄膜上，当薄膜溶胀或受伤后金属层也无法存在，从而导致产品损坏。三、电容器的质量（四）、影响电容器寿命的因素7.生物作用：老鼠等害虫的破坏。总而言之，电容器的损坏尽管有各种原因，但大多都会表现为过热、温度过高而损坏，因此避免电容器过热是设计的主要工作。四、电容器应用（一）、无功补偿1、什么是无功功率：电网中电力设备大多是根据电磁感应原理工作的，他们在能量转换过程中建立交变的磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等。电源能量在通过纯电感或纯电容电路时并没有能量消耗，仅在负荷与电源之间往复交换，在三相之间流动，由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。从物理概念来解释感性无功功率：由于电感线圈是贮藏磁场能量的元件，当线圈加上交流电压后，电压交变时，相应的磁场能量也随着变化。当电压增大，电流及磁场能量也就相应加强，此时线圈的磁场能量就将外电源供给的能量以磁场能量形式贮藏起来；当电流减小和磁场能量减弱时，线圈把磁场能量释放并输回到外面电路中。交流电感电路不消耗功率，电路中仅是电源能量与磁场能量之间的往复转换。四、电容器应用2、无功分类：感性无功：电流矢量滞后于电压矢量90°如电动机、变压器、晶闸管变流设备等容性无功：电流矢量超前于电压矢量90°如电容器、电缆输配电线路等基波无功：与电源频率相等的无功（50HZ）谐波无功：与电源频率不相等的无功四、电容器应用3、什么是功率因数实际供用电系统中的电力负荷并不是纯感性或纯容性的，是既有电感或电容、又有电阻的负载。这种负载的电压和电流的相量之间存在着一定的相位差，相位角的余弦cosφ称为功率因数，又称力率。它是有功功率与视在功率之比。三相功率因数的计算公式为：22cosQPPSP四、电容器应用式中：cosφ—功率因数P—有功功率，KWQ—无功功率，KvarS—视在功率，KVA功率因数通常分为自然功率因数、瞬时功率因数和加权平均功率因数三种。在三相对称电路中，各相电压、电流为对称，功率因数也相同。那么三相电路总的功率因数就等于各相的功率因数。四、电容器应用非正弦电路的功率因数：P=UI1cosφ1Q=UI1sinφ1S=UI此时非正弦电路功率因数为：式中：cosφ1—基波功率因数I1—基波电流I—总电流由上式可以看出：功率因数是由基波电流相移和电流波形畸变两个因素决定的。总电流可以看成由三个分量，基波有功电流、基波无功电流和谐波电流组成。11cosIIUIP四、电容器应用3、什么是无功补偿、电力系统中，不但有功功率要平衡，无功功率也要平衡。有功功率、无功功率、视在功率之间的相量关系如图一由式cosφ=P/S可知，在一定的有功功率下，功率因数cosφ越小，所需的无功功率越大。为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量就需要增加。这样，不仅要增加供电投资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为了提高电网的经济运行效率，根据电网中的无功类型，人为的补偿容性无功或感性无功来抵消线路的无功功率。四、电容器应用无功补偿的作用无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功功率在电网中的传输，相应减少了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。四、电容器应用无功补偿的作用1．提高电压质量把线路中电流分为有功电流Ia和无功电流Ir，则线路中的电压损失:式中：P—有功功率，KWQ—无功功率，KvarU—额定电压，KVR—线路总电阻，ΩXl—线路感抗，Ω因此，提高功率因数后可减少线路上传输的无功功率Q，若保持有功功率不变，而R、Xl均为定值，无功功率Q越小，电压损失越小，从而提高了电压质量。UQXPRXIRIUllra33四、电容器应用无功补偿的作用2．提高变压器的利用率，减少投资功率因数由cosφ1提高到cosφ2提高变压器利用率为：由此可见，补偿后变压器的利用率比补偿前提高ΔS%，可以带更多的负荷，减少了输变电设备的投资。%100coscos1%100%21121SSSS四、电容器应用无功补偿的作用3．减少用户电费支出（1）可避免因功率因数低于规定值而受罚。（2）可减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗，电费可相应降低。四、电容器应用无功补偿的作用4提高电力网传输能力有功功率与视在功率的关系式为：P=Scosφ可见，在传输一定有功功率的条件下，功率因数越高，需要电网传输的功率越小。四、电容器应用无功补偿的安排方式1．集中补偿：装设在企业或地方总变电所6~35KV母线上，可减少高压线路的无功损耗，而且能提高本变电所的供电电压质量。2．分散补偿：装设在功率因数较低的车间或村镇终端变、配电所的高压或低压母线上。这种方式与集中补偿有相同的优点，但无功容量较小，效果较明显。四、电容器应用无功补偿的安排方式3．就地补偿：装设在异步电动机或电感性用电设备附近，就地进行补偿。这种方式既能提高用电设备供电回路的功率因数，又能改变用电设备的电压质量。*无功补偿的节能只是降低了补偿点至发电机之间的供电损耗，所以高压侧的无功补偿不能减少低压网侧的损耗，也不能使低压供电变压器的利用率提高。根据最佳补偿理论，就地补偿的节能效果最为显著。四、电容器应用补偿方式的选择集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；调节补偿与固定补偿相结合，以固定补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主。四、电容器应用电能损耗线损是电流在输变电设备和线路中流动产生的，因而它由线路损耗和变压器损耗两部分组成。按损耗的变化情况可划分为可变损耗和固定损耗。前者指当电流通过导体和变压器所产生的损耗，包括变压器的铜损和电力线路上的铜损，它与负荷率、电网电压等因素有关，约占电网总损耗的80%~85%。后者指只要接通电源电力网就存在的损耗，包括变压器的铁损，电缆线路、电容器及其他电器上的介质损耗及各种计量仪表、互感器线圈上的铁损，它与电网运行电压和频率有关，占总损耗15%~20%。四、电容器应用电能损耗我国与发达国家相比，线损较大。发达国家的线损约为2%~3%，而我国在2006年的线损统计为7.1%，所以线损的解决显得越来越重要。从前面的论述可知，线损与电力用户的功率因数的平方成反比，故提高功率因数是降低损耗的有效措施。装设并联补偿电容器可减少电网无功输出量。在用户或靠近用户的变电站装设自动投入的并联电容器，以平衡无功功率，限制无功功率在电网中传送，可减少电网的无功损耗，同时还可提高有功功率的输送量。四、电容器应用功率因数指标我国对功率因数的要求：对供电公司