电力电容器基本概念
电力电容器的原理及实际应用
电力电容器的原理及实际应用电容器与无功补偿一、电容器的原理1.概念顾名思义,电容器是“装电的容器”,是一种容纳电荷的器件,英文名称:capacitor。
电容器通常简称为电容,用字母C标示。
2.单位电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值,叫做电容器的电容,用C表示。
C=Q U⁄式中,电荷量Q是用于度量电荷多少的物理量,简称电量,单位为库仑,简称库,符号为C。
库仑的定义是,若导线中载有1安培的稳恒电流,则在1秒内通过导线横截面积的电量为1库仑。
电压U的单位为伏特,简称伏,符号为V。
电容器的单位在数值上等于两极板间的电势差为1V时电容器需带的电荷量。
电容的物理意义是,表征电容器容纳(储存)电荷本领的物理量。
在国际单位制中电容的单位是法拉(F),这是一个非常大的物理量,我们在电力系统中常用的低压并联电容器,电容一般不到一法拉的千分之一。
所以,常用单位还有微法(μF)和皮法(pF)。
1F=106μF=1012pF。
对于一个确定的电容器而言,电容是不变的,C与Q、U无关。
3.构造任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。
在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘介质,就组成一个最简单的电容器,叫做平行板电容器。
(见图1)4.电容器的大小平行板电容器的电容C跟介电常数ε成正比,跟正对面积S正比,跟极板间的距离d成反比:图1 平行板电容εr SC=式中,k为静电力常量,其值为9.0×109Nm2/C2。
静电力常量表示真空中两个电荷量均为1C的点电荷,它们相距1m时,它们之间作用力的大小为9.0×109N。
ε为两平行板之间的绝缘介质的r相对介电常数,其值为绝缘介质的介电常数和真空介电常数的比值。
S为两平行板相对部分的面积,单位为m2,d为两平行板之间的距离,单位为m。
图2 相对介电常数εr5.电容器的工作状态(1)充电:使电容器带电的过程,叫做充电,见图3。
(2)放电:使电容器两极板上的电荷中和的过程,叫做放电,见图4。
电力电容器课件
电力电容器课件什么是电力电容器?电容器是一种能够存储电荷的电子元件,也被称为电容。
电容器具有被动元件的特性,表示它无法通过电流源直接获取或放置能量。
在电力系统中,电容器主要用于在电路中储存电荷,并产生补偿电流,以实现电路功率因数的改善。
电容器通常是由两个平行的导体板之间隔开一定距离、填充了绝缘材料的容器。
根据电容器的结构和使用场合不同,电力电容器又可以分为以下几种:1.填充式电容器:由绝缘材料和电极构成,通常用作中高压电力系統的电容器。
2.阻尼式电容器:由绝缘材料和电极组成。
利用低阻抗的导体材料和涂料来降低电容器的固有阻尼,保证电容器的高阻抗有效储存电荷。
3.柳宗理电容器:由一对平行金属板和一层珍珠岩层组成,可用于储存电荷并减少电路的谐波。
4.真空电容器:是一种结构单纯,各项性能都较好的电容器。
由于它的介质是真空,所以有着高的电容值和优异的特性,但成本较高。
电力电容器的基本参数电力电容器具有许多的参数,包括电容值、电容器的极板面积、介质厚度等,这里主要介绍电力电容器中四个基本的参数。
电容值电容值(C)是电容器的主要参数之一,它表示电容器可以存储的电荷量大小,通常用法拉(F)表示,定义为在1伏特电势差下,储存的电荷量。
电容值越大,电容器所能储存的电荷量越多。
电压等级电压等级(V)是电容器所能承受的最高电压,通常用伏特(V)表示。
电容器的电压等级应当等于或者大于所接电路的电源电压,以确保不会发生电容器烧毁或者损坏等事故。
极板表面积极板表面积(A)是电容器极板面积的总计,通常用平方米(㎡)表示。
极板表面积越大,电容器的电容值就越大,由此可推知电容值和极板表面积之间是成正比的关系。
介质厚度介质厚度(d)是电容器两个极板之间的距离,通常用米(m)表示。
较小的间隔距离能够使电容器的电场强度增强,从而提高电容器的电容值。
电力电容器的应用电力电容器的主要应用是改善和稳定电路的电力因数,使系统更加稳定可靠。
以下介绍电力电容器在不同领域的应用情况。
电力电容器课件 (一)
电力电容器课件 (一)电力电容器课件介绍电力电容器是电力系统中重要的设备之一,用于改善电力系统的功率因数和电压稳定性。
电力电容器课件作为电气工程领域的教学资料,能够全面深入地介绍电力电容器的概念、原理、种类、应用、维护等方面的知识,对于电气工程专业的学生和从事电力行业的工程师都有重要的意义。
一、电力电容器的概念和原理电力电容器是具有一定电容值的电容器,能够存储电荷并产生电场,根据正弦电压的变化情况,电容器可以吸收或释放电能。
电容器的原理是以两个带有电荷的平行板之间的电场能量为基础,其电容值取决于电容器的颗粒数、板距和介质等因素。
二、电力电容器的种类和应用电力电容器根据其特殊的应用要求,可以分为直流电容器和时变电容器。
直流电容器用于直流电路的滤波和稳压,时变电容器运用于交流电路的功率因数补偿和电压调节。
在电力系统中,电容器能改善线路功率因数并降低交流电路的损耗,保证系统的安全、稳定、高效运行。
三、电力电容器的维护和检修电力电容器的维护和检修是确保电力系统正常运行和涵盖电力经济成本的关键之一。
定期的维护和检修能够检验电容器的性质、失效、渗漏、绝缘和安全,及时发现维护问题和异常状况。
该方面的注意事项及维护要求应在课件中详细阐述。
四、电力电容器课件的创新与使用对于电气工程专业的学生和从事电力行业的工程师,电力电容器课件的编制应该更加注重创新和实用性,以满足新的维护要求和电力设备的发展趋势。
在使用方面,更加注重应用现代教学手段和多媒体素材,深入浅出,为学生提供直观且易于理解的教育效果。
结论:电力电容器课件是电气工程专业教学脉络的重要组成部分,它的素材、内容及创新应更加跟上当代电力技术和发展潮流。
同时,强调其应用性,为学生创造更好的学习环境和自主学习体验,为电力工程技术人才培育奠定坚实基础。
电力电容器的原理及实际应用
电力电容器的原理及实际应用电力电容器是一种能够将电能储存起来并在需要时释放的电子元器件,在电力系统中起到重要的作用。
它主要由两块导体电极(如金属箔)之间的绝缘介质(如聚乙烯薄膜)组成。
当电容器两电极上的电压差发生变化时,导体电极上的电荷也会发生变化,电容器就会储存电能。
电容器的储能量可以通过以下公式表示:E=0.5*C*V^2其中,E表示储存的电能,C表示电容器的电容量,V表示电容器上的电压。
电容器的原理可以用电场理论解释。
当电容器两电极上存在电压差时,介质内部会形成一个均匀的电场。
这个电场会将正负电荷分别较集在两个电极上,形成电荷分布不均匀。
当电容器进行充电时,电荷从一个极板流向另一个极板,导致电容器储存了电能。
当电容器进行放电时,储存的电荷回流回原来的电极1.电压调节器:电容器可以用作电压调节器,帮助维持电网的恒定电压。
当电网电压下降时,电容器会放出储存的电能以平衡电网的电压。
这一功能对于维持电力系统的稳定性和可靠性非常重要。
2.无功补偿:电容器可以用于消除电力系统中的功率因数补偿,即提高综合功率因数,减少无功功率的流动。
当电力负荷中存在大量的感性负载时,使用电容器可以补偿感性无功功率,提高电力系统的效率。
3.电力因数校正:电容器可以用于校正电力因数,改善用电质量。
电容器与感性负载并联使用,通过调节电容器的容量和电压来校正电流的相位,提高电力因数,减少电网中的谐波和电损耗。
4.瞬态稳定性改善:当电力系统中存在大功率负载突然增加或者突然减少时,可能会导致电压波动。
使用电容器可以增加电力系统的瞬态稳定性,减少电压波动。
5.示波器校准:电容器可以用作示波器和其他仪器的校准标准。
在示波器的校准过程中,电容器可以提供一个稳定的交流电压源。
总结起来,电力电容器的原理在电力系统中起到重要的作用,包括调节电压、补偿功率因数、校正电力因数、改善瞬态稳定性和作为仪器校准的标准。
这些应用使得电力系统能够更加稳定、高效地运行。
电力电容器理论ppt课件
确保电容器在正常工作条件下,其温 度不超过允许值,同时考虑成本、体 积和重量等因素。
电容器热性能的测试与评估
测试方法
通过测量电容器在工作状态下的温度,评估其热性能。
评估标准
根据电容器的工作环境和要求,制定相应的评估标准,如最大允许温升、工作温度范围等。
04
CATALOGUE
电力电容器的应用与选型
电力电容器理论 PPT课件
目 录
• 电力电容器概述 • 电力电容器的电气特性 • 电力电容器的热性能 • 电力电容器的应用与选型 • 电力电容器的故障诊断与处理
01
CATALOGUE
电力电容器概述
定义与工作原理
定义
电力电容器是一种用于储存电能 的电子元件,通常由两个相对的 金属电极和绝缘介质组成。
03
CATALOGUE
电力电容器的热性能
电容器温度与散热
温度对电容器性能的影响
随着温度的升高,电容器内部的介质性 能会发生变化,影响其电气性能和使用 寿命。
VS
电容器散热方式
自然散热、强制散热、热管散热等,不同 的散热方式适用于不同的电容器应用场景 。
电容器温升与散热设计
电容器温升计算
根据电容器的工作电流、电压和散热 条件,计算电容器内部的温升。
02
CATALOGUE
电力电容器的电气特性
电容与电容量
电容定义
电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量,其大小由电容器两极板间的电场分布 和介质特性决定。
电容量
电容量是指电容器在额定电压下所能容纳的最大电荷量,通常用法拉(F)作为 单位,1F=1000000μF。
绝缘电阻与漏电流
绝缘电阻
绝缘电阻是指电容器两极板之间绝缘材料的电阻,是衡量电容器绝缘性能的重 要参数。绝缘电阻越大,电容器性能越稳定。
电力电容器的原理规格和选用
电力电容器的原理规格和选用一、电力电容器的原理电力电容器是利用电场储存电能的装置。
其工作原理基于电容器的基本原理,即电容器由两个相互绝缘的导体板组成,两个导体板之间填充绝缘介质,形成电场。
电场的大小与电容器的电容值成正比,电容器的电能储存量也与其电容值成正比。
当电容器所接受的电压增加时,电容器的带电量增加,电容器储存的电能增加;当电压减小时,电容器的带电量减小,电容器释放的电能增加。
电力电容器的主要作用是储存电能及改善电力质量。
在电力系统中,电容器可以吸收电网电压波动的能量,并在需要时释放出来,从而稳定电网电压,提高电力系统的可靠性。
此外,电力电容器还可以改善电力系统的功率因数,减少无功功率的损耗,提高电力系统的能效。
二、电力电容器的规格1. 容量:电容器的容量是指电容器所储存的电能大小,通常以“千瓦巴容量”(Kvar)或“微法容量”(uF)来表示。
容量的选择要根据电力系统的需求来确定,一般来说,容量越大,所储存的电能越多,功率因数的改善效果也越好。
2.电压等级:电容器的电压等级是指电容器所能承受的最大工作电压。
在选择电容器时,要确保其电压等级能够适应电力系统的工作电压范围,以确保安全可靠的运行。
另外,还需要考虑电容器的耐受电压,即电容器能够承受的瞬时过电压的能力。
3.频率响应:电容器的频率响应是指电容器对电网频率变化的适应能力。
电容器的频率响应可以通过谐振频率和散射电阻来衡量。
选择电容器时,要选择与电网频率匹配的电容器,以确保其频率响应良好。
4.损耗:电容器的损耗主要包括活性损耗和绝缘损耗。
活性损耗是指电容器在工作中由于内部电导率引起的功率损耗;绝缘损耗是指电容器的绝缘耗损导致的功率损耗。
选择电容器时,要选用损耗低、效率高的电容器。
三、电力电容器的选用在选择电力电容器时,应根据电力系统的需求和环境特点进行评估和选择。
1.功率因数改善:如果电力系统存在功率因数低的问题,需要选择容量适当的电容器来提高功率因数。
电力系统电容器设计
电力系统电容器设计电力系统是现代社会生产和生活中不可或缺的基础设施,而电容器作为电力系统中重要的组成部分,具有储能、补偿、滤波等功能,在电力系统设计中起到至关重要的作用。
本文将围绕电力系统电容器的设计进行讨论,以帮助读者更好地理解和应用电容器技术。
一、电容器的基本原理电容器是一种能够储存和释放电荷的电子设备,其基本结构由两个导体板和介质电介质组成。
当电容器两极施加电压时,正极板上积聚正电荷,负极板上积聚负电荷,导致两极板之间形成电场。
电容器的容量取决于导体板的面积、导体板之间的距离以及介质的介电常数等因素。
二、电容器在电力系统中的应用1. 电容补偿电容器可以通过补偿无功功率来提高电力系统的功率因数,减少无效功率的损耗,提高电网的稳定性和输电效率。
它们常被安装在负载侧,以减少电力系统中的无功功率需求。
2. 电容滤波电容器可以滤除电力系统中的高频噪声和谐波,提高电力质量和稳定性。
它们经常被用于交流电源、变频器和电动机等设备中,以减少电磁干扰和提高工作效率。
3. 电容功率贮存电容器可以储存和释放电能,并在瞬时负载需求增加时提供额外的电力支持。
在电力系统调峰调频和电网峰值负荷需求高峰时段,电容器能够平衡电网供需,提高供电可靠性和稳定性。
三、电容器设计要考虑的因素在电力系统中设计电容器时,需要综合考虑以下因素:1. 额定电压电容器的额定电压应能满足系统的工作电压范围,并具有一定的安全裕度。
选择合适的额定电压可以确保电容器在长时间运行中不损坏。
2. 容量和功率电容器的容量和功率应根据电力系统的负载需求和功率因数来确定。
过小的容量和功率可能无法满足系统的需求,过大的容量和功率可能造成能耗浪费和系统过载。
3. 介质材料电容器的介质材料应具有良好的绝缘性能、低损耗和高耐电压能力。
常见的介质材料包括聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜等。
4. 温度和湿度电容器在运行中需要承受一定的温度和湿度环境。
因此,设计中应考虑电容器的耐温和防潮性能,以确保其稳定运行和延长寿命。
电力电容器知识
电力电容器知识一、电力电容器简介电力电容器主要应用在电力系统,但在工业生产设备及高电压试验方面也有广泛地应用。
按使用电压的高低可分为高压电力电容器和低压电力电容器,以额定电压1000V为界。
高压电力电容器一般为油浸电容器,而低压电力电容器多为自愈式电容器(在金属化电容器问世前也生产油浸低压电容器),自愈式电容器也称金属化电容器。
1.名词解释电容:电容器的电容是表征电容器储存电荷能力的参数。
电容值称为电容量,计量单位为法拉(F),常用派生单位为微法(μF)、微微法(μμF或pF)。
①对于平板电容式中—真空介电常数;—相对介电系数(也称相对电容率,相对于真空的相对介电常数);—电容极板间的距离();—电容器极板面积()。
通常所说的介电常数都是指相对介电常数。
②对于卷绕电容器(极板两面起作用)式中—极板宽度();—极板长度();—极间介质厚度()。
(2)电容器的储能电容器的储能是指电容器充电后在极板间储存的能量。
即式中—电容器的电容();—电容器极板间的电压())。
(3)电容器的容量在交流电压作用下,电容器的容量(或无功功率)为式中—电容器的电容电流();—对电容器施加的电压(kV);—施加电压的频率();—电容器的电容()。
2. 电力电容器的分类和用途(1)并联电容器并联电容器是并联补偿电容器的简称,与需补偿设备并联连接于50Hz或60Hz交流电力系统中,用于补偿感性无功功率,改善功率因数和电压质量,降低线路损耗,提高系统或变压器的输出功率。
并联电容器又由可分为:(a) 高压并联电容器,其额定电压在1.0kV以上,大多为油浸电容器;(b) 低压并联电容器,其额定电压在1.0kV及下,大多为自愈式电容器,以前曾生过油浸低压电容器。
现在已经不多见了;(c) 自愈式低压并联电容器,其额定电压在1.0kV及下;(d) 集合式并联电容器(也称密集型电容器),准确地说应该称作并联电容器组,额定电压在3.5~66kV;(e) 箱式电容器,其额定电压多在3.5~35kV,与集合式电容器的区别是:集合式电容器是由电容器单元(单台电容器有时也叫电容器单元)串并联组成,放置于金属箱内。
电力电容器课件
6.电容器的保护
电力电容器的保护分为短路保护、过载保护、过压保护 (考点见书P364~365) (1)配备完善的保护装置:
高压并联电容器内部电气连接示意图 R-放电电阻;F-熔丝;C-元件电容
(2)浸渍剂
电容器芯子一般放于浸渍剂中,以提高电容元件的介质 耐压强度,改善局部放电特性和散热条件。浸渍剂一般 有矿物油、氯化联苯、SF6气体等。
(3)外壳、套管
外壳一般采用薄钢板焊接而成,表面涂阻燃漆,壳盖 上焊有出线套管,箱壁侧面焊有吊攀、接地螺栓等。 大容量集合式电容器的箱盖上还装有油枕或金属膨胀 器及压力释放阀,箱壁侧面装有片状散热器、压力式 温控装置等。接线端子从出线瓷套管中引出。
二、无功补偿的基本原理
无论是工业负荷还是民用负荷,大多数均为感性。 所有电感负载均需要补偿大量的无功功率,提供 这些无功功率有两条途径:一是输电系统提供; 二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供,则 设计输电系统时,既要考虑有功功率,也要考虑 无功功率。由输电系统传输无功功率,将造成输 电线路及变压器损耗的增加,降低系统的经济效 益。而由补偿电容器就地提供无功功率,就可以 避免由输电系统传输无功功率,从而降低无功损 耗,提高系统的传输功率。这也是当今电气自动 化技术及电力系统研究领域所面临发展的一个重 大课题,且正在受到越来越多的关注。
电力电容器的基本结构
基本结构:电容元件、浸渍剂、紧固件、引线、外壳和套管。
高压并联电容器外观图
一、结构和型号
电力电容器[精品]
电容器:‘装电的容器’,是一种容纳电荷的器件。
电力电容器:用于电力系统和电工设备的电容器。
电力电容器按用途可分为8种:①并联电容器。
原称移相电容器。
主要用于补偿电力系统感性负荷的无功功率,以提高功率因数,改善电压质量,降低线路损耗。
②串联电容器。
串联于工频高压输、配电线路中,用以补偿线路的分布感抗,提高系统的静、动态稳定性,改善线路的电压质量,加长送电距离和增大输送能力。
③耦合电容器。
主要用于高压电力线路的高频通信、测量、控制、保护以及在抽取电能的装置中作部件用。
④断路器电容器。
原称均压电容器。
并联在超高压断路器断口上起均压作用,使各断口间的电压在分断过程中和断开时均匀,并可改善断路器的灭弧特性,提高分断能力。
⑤电热电容器。
用于频率为40~24000赫的电热设备系统中,以提高功率因数,改善回路的电压或频率等特性。
⑥脉冲电容器。
主要起贮能作用,用作冲击电压发生器、冲击电流发生器、断路器试验用振荡回路等基本贮能元件。
⑦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中。
⑧标准电容器。
用于工频高压测量介质损耗回路中,作为标准电容或用作测量高压的电容分压装置.电容器的基本功能——充电和放电■概述高电压并联电容器主要用于工频(50Hz或60Hz)1kV及以上的交流电力系统中,提高功率因数,改善电网质量。
■技术性能及要求1、电容偏差:-5%~+10%,三相中在任何两个线路端子之间测得的最大电容与最小电容之比应不超过1.06。
<高压并联电容器> 2、介质损耗角正切值tanδ在额定电压Un下,20℃时:A. 对膜纸复合介质:tanδ≤0.0012。
B. 对全膜介质:tanδ≤0.0005。
3、连续运行电压1.0Un,长期过电压最高值不超过1.1Un。
4、稳态过电流(包括谐波电流)不超过1.43In。
5、最大允许容量不超过1.35Qn。
6、安装运行地区的海拔高度不超过1000m。
7、安装运行地区环境空气温度范围-50~+55℃。
电力电容器
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。
五、电力电容器的质量
(三)电容器的寿命
电容器寿命曲线
四、电力电容器的质量
(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式如下:
送500kW的功率。当cosφ=0.6 时,问输电线上的功率损失是多大?若将功率因数
提高到0.9, 每年可节约多少电? 当cosφ =0.6时,输电线上的电流为
输电线上的功率损失为
2 2 P 损 I r 83 5 34.5kW
当cosφ =0.9时,输电线上的电流为
I P 500103 55.6 A U cos 104 0.9
三、电力电容器的用途
并联电容器
主要用途:补偿电力系统感性无功功率,以提高功率因数,改善电压质量,
降低线路损耗。
性能特点:能长期在工频交流额定电压下运行,且能承受一定的过电压。
三、电力电容器的用途
串联电容器
主要用途:串联接于工频高压输配电线路中,用以补偿线路的分布感抗,
提高系统的静、动态稳定性、改善线路的电压质量、加长送电距离和增大输送
T Tn ( Un a ) U
Un:额定电压,Tn:额定电压下寿命,
U:实际工作电压,T:实际工作电压下寿命 a=7~9
五、电力电容器的质量
(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℃,寿命减半。
电容器基础知识解析
电容器基础知识解析引言:电容器作为一种重要的电子元件,在各个领域起着重要的作用。
它的基础知识对于理解电路原理和应用具有重要意义。
本文将对电容器的基础知识进行解析,包括电容器的概念、分类、工作原理以及在电路中的应用等方面进行详细介绍。
一、电容器的概念和分类1.1 电容器的概念电容器是一种能够储存电荷的电子元件,由两个导体(通常为金属板)之间隔着一层绝缘介质构成。
当电压施加在电容器上时,正负电荷会在两个导体板之间积累,形成电场。
电场的强度与电容器的电容量有关,单位为法拉(F)。
1.2 电容器的分类根据电容器的结构和使用领域,电容器可以分为以下几类:(1)电解电容器:由两个金属板之间的电解质构成,具有较大的电容量和体积。
(2)陶瓷电容器:利用陶瓷介质隔离两个金属板,具有较小的体积和较高的工作频率。
(3)塑料电容器:利用塑料介质隔离,体积较小且具有较高的绝缘阻抗。
(4)超级电容器:利用电化学原理,具有较大的电容量和瞬时储能特性。
(5)变压器电容器:用于电力系统中,具有较高的电容量和耐高电压特性。
二、电容器的工作原理电容器的工作原理基于电场的产生和储存。
当电压施加在电容器上时,两个导体板之间的电场被激发出来,在导体板上积聚正、负电荷。
这种电荷的分布会造成电流的流动,直到电容器充电满或放电完毕。
当电容器充电或放电时,储存在电容器中的能量会相应地增加或减少。
三、电容器在电路中的应用3.1 直流电路中的电容器应用(1)滤波电容器:在直流电源电路中,使用滤波电容器去除直流电源中的纹波信号,使其更加稳定。
(2)耦合电容器:用于耦合两个不同的电路,传递信号。
(3)绕组电容器:在变压器等电感元件中加入电容器,能够增加电感元件的谐振频率和电力因数。
3.2 交流电路中的电容器应用(1)相位移电容器:在交流电路中,通过改变电容器的电路连接方式和数值,能够实现对电流或电压的相位移动,用于电路的调整和补偿。
(2)共模抑制电容器:用于抑制共模信号,减少电路中的干扰。
电容器基础必学知识点
电容器基础必学知识点
以下是电容器基础必学的知识点:
1. 电容器的定义:电容器是由两个导体之间夹着一层绝缘介质而形成
的电气装置,能够存储电荷并产生电场。
2. 电容器的符号和单位:电容器的电路图符号是两个平行的平行线,
之间有一个字母C表示。
电容的单位是法拉(F)。
3. 电容器的原理:电容器由两个导体板和之间的绝缘介质组成。
当电
压施加在电容器的两个导体板上时,会在两个导体板之间产生电场,
导致电荷在两个导体板上积聚。
4. 电容量:电容器的电容量是指在给定电压下,电容器可以存储的电
荷量,用单位电压下存储的电荷量(库仑/Coulomb)表示。
电容器的
电容量与电容器的尺寸、导体板的面积和导体板之间的距离有关。
5. 电容器的充放电:当电容器与电源连接时,电容器会逐渐充电。
充
电过程是指电荷从电源流向电容器的导体板,直到达到电容器的电压。
当电容器断开与电源的连接时,电容器会逐渐放电,即电荷从电容器
的导体板流向外部电路。
6. 电容器的串并联:电容器可以串联连接和并联连接。
串联连接时,
电容器的电容量等效为求和;并联连接时,电容器的电容量等效为求和。
7. 电容器的能量:电容器存储的能量与电容量和电压的平方成正比。
电容器的能量可以通过以下公式计算:能量(Joule)= 0.5 x 电容量
(法拉)x 电压(伏特)的平方。
以上是电容器基础必学的知识点,这些知识点对于理解电容器的原理和应用非常重要。
电力电容器概要课件ppt
电力电容器 安全培训讲义
第一节
电容器的基础知识 003
2021年6月6日星期日7时54分8秒
电力电容器 主讲:李建义
36
第二节 电力电容器概况
二、电力电容器的种类和作用
4、均压电容器:又叫断路器电容器,一般并联于 断路器的断口上,使各断口间的电压在开断时分布均 匀。
5、脉冲电容器:主要起贮能作用,用作冲击电压 发生器、冲击电流发生器、断路器试验用振荡回路等 基本贮能元件。
32
第二节 电力电容器概况
一、电力电容器的概念
电力电容器是指并联在电 力网中,用来补偿感性负载的 无功功率,以提高和改善功率 因数的电容器。
额定电压在lkV以下的称为 低压电容器,lkV以上的称为高 压电容器。
高压有:6.3KV和10.5KV 低压有:0.23KV和0.4KV
2021年6月6日星期日7时54分8秒
电力电容器 主讲:李建义
12
第一节 电容器的基础知识
2. 物理意义 C Q U
电容 C 反映了电容器存储电荷本领的物理量
与带不带电,带多少电量无关.
电容的大小仅与导体的形状、相对位置、其间的 电介质有关.
2021年6月6日星期日7时54分7秒
电力电容器 主讲:李建义
13
第一节 电容器的基础知识
电容器的基础知识
C
Q U
0
S d
Q = P (tgφ1-tgφ2)
电力电容器保护介绍
一、电力电容器简介
➢ 电容器间隔主接线
串联电抗器作用 限制合闸涌流,降低合闸涌流倍 数 和频率。 抑制、滤出高次谐波的作用。
串联电 抗器
熔断器
放电 线圈
二、电容器组的故障类型
35kV及以下系统电容器组可能发生的故障情况:
1、电容器组与断路器之间连线的短路及电容器组内部连线上的相间短路 故障; 2、单台电容器内部极间故障; 3、电容器组中多台故障切除后引起的过电压; 4、电容器组过负荷; 5、电容器组的供电电压升高; 6、电容器组失压;
三、电容器组的保护配置
➢ :不平衡保护
反映电容器组内部故障
保护的原理是反应一组电容器中健全部分与故障部分之间的差异(电流 或电压)。电容器组的接线方式(三角形、星形和双星形)不同,构成 不平衡保护的方式也不同。常用的保护方式有:零序电压保护(开口三 角电压保护)、中性点不平衡电压或电流保护、电压差动保护、电桥差 电流保护。
并联补偿电容器的低电压保护一般整定为0.15-0.4倍额定电压,保护的 动作时间与本侧出线后备保护时间配合。
三、电容器组的保护配置
➢ :过负荷保护
反映电容器组过负荷
电容器组的过负荷是由系统过电压及高次谐波引起,按照国标规定,电 容器应能在有效值为1.3倍额定电流下长期运行,对于电容量具有最大偏 差的电容器,过电流值允许达到1.43倍额定电流。
三、电容器组的保护配置
➢短时限过电流保护 ➢过压保护 ➢低电压保护➢ :短时限过电流保护
反映断路器和电容器组之间的连线短路及电容器组内部连线上的相间短 路故障。 当电流大于整定值时,经过短时延时(0.1-0.3s), 保护动作于跳闸
三、电容器组的保护配置
电力电容器的原理及实际应用
电力电容器的原理及实际应用电力电容器(以下简称电容器)是一种用来存储电能并释放电能的电子器件。
其主要原理是通过存储电荷来储存电能,并在需要时释放电荷,实现电能的传输和调节。
电容器由两个导体板和介质组成,导体板之间的介质可以是空气、纸质、陶瓷、聚乙烯、聚丙烯等材料。
电容器的原理基于电场的存在,电场是由电荷产生的,电容器中的导体板具有电荷,并且由于两个导体板被隔离,电场也存在于这两个板之间的介质中。
当电容器装有电荷时,电荷会在两个导体板之间形成电场,导体板上的电荷量与电势差成正比,电势差越高,板上的电荷就越多。
因此,电容器储存的电能取决于电场的强度和导体板之间的电势差。
电容器实际应用广泛,其主要功能如下:1.能量存储和释放:电容器能够将电能储存起来,并在需要时快速释放电能。
这使得电容器成为一种重要的储能设备,用于平衡电能供需需求。
例如,在电力系统中,电容器可以存储剩余的电能,在高负荷时释放电能,以提高电网的稳定性和可靠性。
2.阻抗匹配:电容器可以用来匹配电路的输入和输出阻抗。
由于电容器具有特定的阻抗特性,可以将电容器连接到电路的输入和输出端口,以优化信号的传输和传导。
这在通信系统、音频设备和无线电链路中经常使用。
3.直流滤波:电容器在电源电路中经常用于直流滤波。
由于电容器的特性是通过存储电荷、释放电荷,并对电源中的电压进行平滑和调整,因此电容器可以滤除电源中的高频噪声,使电源输出的直流电信号更稳定。
4.直流耦合器:电容器还可用于将两个直流电路耦合在一起,以传输电流和电能。
例如,在放大器电路中,电容器可用于将信号输入与输出电路连接在一起,传输信号并阻隔直流电信号。
5.电动机启动和调速:电容器还可用于电动机的启动和调速。
在电机启动时,电容器可用于提供额外的电流,以快速加速电机转动。
在电机调速时,电容器可用于调节电机的功率,提供所需的扭矩和速度。
总之,电容器作为一种重要的电子元件,广泛应用于各个领域,包括电力系统、通信系统、音频设备、无线电设备和电机等。
电容器的基本概念与电量计算
电容器的基本概念与电量计算概念篇电容器是电路中常见的元件,它具有存储电荷的功能,用于稳定电压、滤波和储能等方面。
本文将介绍电容器的基本概念以及如何计算电容器的电量。
一、电容器的基本概念电容器由两个导体板和介质构成,介质可以是空气、塑料或氧化铝等。
导体板之间的介质阻挡了电荷的流动,但却能够存储电荷。
当电容器接入电源时,正负极之间形成电场,导致电荷在两板间堆积。
导体板的面积越大,板间距越小,电容器的电容量就越大。
二、电容器的电容量电容器的电容量用C表示,单位为法拉(F)。
电容量决定了电容器可以存储的电荷量。
在公式中,电容量与导体板的面积A和导体板之间的距离d成反比。
通过改变这两个参数,可以调节电容器的电容量。
公式如下:C = εA/d其中,C为电容量,ε为介电常数(介质的性质决定),A为导体板的面积,d为导体板之间的距离。
在电容器的电路符号中,用并联的两条线表示两个导体板,中间带有一条直线表示电容器的极性。
计算篇三、电荷与电容量的关系电容器的电量Q表示电容器存储的电荷量,单位为库仑(C)。
电量与电容量之间的关系由以下公式得到:Q = CV其中,Q为电量,C为电容量,V为电压。
当电容器接入电源时,电荷从电源流向导体板,导体板之间的电势差产生电场,使得电荷堆积在板上。
此时,电量等于电容量乘以电压。
四、如何计算电容器的电量1. 已知电容量和电压当已知电容量和电压时,可以通过以下公式计算电容器的电量:Q = CV例如,一个电容量为10微法的电容器接入电压为5伏的电源,则电量Q为:Q = 10 × 10^-6 × 5 = 50 × 10^-6 库仑2. 已知电容器的参数当已知电容器的参数(面积和板间距)时,可以通过以下步骤计算电容量和电量:- 确定导体板之间的距离d,单位为米。
- 确定导体板的面积A,单位为平方米。
- 选择或查找介电常数ε。
不同介质的介电常数不同。
- 计算电容量C:C = εA/d- 已知电压V后,计算电量Q:Q = CV例如,一个电容器的导体板间距为2毫米,面积为10平方厘米,介电常数为2.5,则电容量C为:C = 2.5 × 10^-8 × (10 × 10^-4) / 2 × 10^-3 = 0.0125 法拉如果电容器接入电压为12伏,可以通过以下公式计算电量Q:Q = 0.0125 × 12 = 0.15 库仑结论篇电容器作为电路中常用的元件,具有存储电荷的能力。
2.6电力电容器
2.6电力电容器2.6电力电容器2.6.1电力电容器概述电力电容器是低压配电系统中常见的电气元件,主要的功能是向电网提供无功功率,减少感性用电设备向电网索取的无功功率,降低供电过程中的无功损耗。
用于电力系统电容器被称之为电力电容器。
2.6.1.1原理任意两块金属导体,中问用绝缘介质隔开,即构成一个电容器。
电容器电容的大小,由其几何尺寸和两极板间绝缘介质的特性来决定。
当电容器在交流电压下使用时,常以其无功功率表示电容器的容量,单位为千乏(kvar)。
电力电容器按用途可分为8种,但建筑物内的低压电力系统中基本上都使用并联电容器(原称移相电容器)。
根据电容器的电流超前于电压和电感中的电流滞后于电压的基本特性,用电力电容器补偿电力系统感性负荷的无功功率,使感性负载的无功功率就近从电容器中获取,不再向电网索取,由此提高线路的功率因数。
由于经过补偿以后感性负荷向电网索取的无功功率大幅度减少,视在功率随之明显下降,视在电流也就减小。
线路上的视在电流减小以后,供电过程中的电压降也就减小,由此使供电线路末端的电压质量得到提高。
同时,由于视在电流减小,线路上的线损(包括变压器的损耗)也会随之下降。
从整个电力系统上看,适度地实施无功功率补偿能够有效地降低对发电厂的电力需求,节约电力投资。
同时可以减少输变电整个过程中的线路损耗。
因此,根据设计规范在低压主进柜的旁都设有电容补偿柜(图2-5)。
2.6.12 功率因数(力率)在交流电路中,电压与电流之间的相位差(中)的余弦叫做功率因数,用符号cos中表示。
在数值上,功率因数是有功功率(P)和视在功率(S)的比值,即COSp=P/S。
在电业企业也将功率因数称之为力率。
根据电力法,各地供电企业会根据用户的用电性质、变压器容量等情况,规定用户必须达到的功率因数的目标值。
每个月收取电费的时候,供电企业要对用户用电的功率因数进行考核并根据达标的情况进行奖惩。
2.6.2电力电容器的构成(图2-6)1.外壳——由马口铁冲压制成,外涂绝缘漆,要求耐压,密封,绝缘性能良好。
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国网湖南省电力公司电力科学研究院 赵世华
2014年8月
目录
1 基本概念 2 电力电容器在电力生产中的作用 3 电力电容器结构 4 电力电容器常见运行问题 5 电力电容器试验项目
一、基本概念
1.1 电容器 电容器由两块平行极板(铝箔)和极板间的绝缘材料所组成
。 作用:存储和释放电荷的器件(充电和放电)
500kV
220kV 35kV
无功补偿装置的基本结构
二、电力电容器在电力生产中的作用
2.2 串联电容器 用于输电线路无功补偿。输电线路存在一定的分布电
感,线路越长电感量越大,增加了线路的阻抗和电压降。 在输电线路中串联电容器后,电容上的压降与电感上的压 降互相抵消,从而减小了线路电压降,加长了输电距离和 输电能力,提高输电质量和系统的稳定性。
1.3.2 固体电介质 电力电容器常用的固体电介质如下: (1)电容器纸 优点:浸渍性好,成本低,效益高,可实现自动化生产。 缺点:线膨胀系数大,易变形,电容量稳定性差,容易老 化,耐热性低(小于80摄氏度),机械强度低。
一、基本概念
(2)塑料薄膜 优点:耐电强度和机械强度高,体积电阻系数高,稳定性好。 缺点:难以浸渍,通过采取特殊的工艺,也可提高浸渍效果; 或者做成干式电容器。 常用的塑料薄膜有:聚丙烯薄膜、聚脂薄膜等。
C:电容器组 G1:旁路隔离开关 G2、G3:串联隔离开关 MOV:氧化锌避雷器 J:火花间隙 D:阻尼装置 DL:旁路断路器
G2
G1
G3
C
MOV DJ
DL
串联电容器补偿装置
二、电力电容器在电力生产中的作用
电容器组C:是串补装置基本元件,串补电容器容抗补偿线路部分感抗,使电气距 离缩短,提高线路输送能力。
氧化锌避雷器MOV:作为电容器的主保护,并联在电容器两端,防止线路故障或 不正常情况下的过电压直接作用在电容器上,以保护电容器免遭破坏。
火花间隙J:是MOV和串联电容器组的后备保护,当通过MOV的能量或电流超过 设定值时,间隙保护动作触发间隙。
阻尼装置D:是在间隙和旁路断路器动作时,限制并阻尼电容器放电电流,防止电 容器、火花间隙、旁路断路器等设备在放电过程中损坏。
用于高电压测量。 2.5 均压电容器
用于改善断路器开断时各断口电压的均匀性。
二、电力电容器在电力生产中的作用
2.6 滤波电容器 用于滤除电源中的高次谐波。
2.7 脉冲电容器 用于冲击电压试验中的脉冲发生装置。这种电容器在结
构上要求要有比较小的电感。
三、电力电容器结构
3.1 电力电容器常用的固体电介质 (1)纸介质 (2)膜纸复合介质 (3)纯膜介质
一、基本概念
二、电力电容器在电力生产中的作用
2.1 并联电容器 由于电力系统中大多数设备为感性,因此需要电容器
就地补偿系统中感性负荷所需要的无功,其作用如下: (1)降低线路损耗,节约电能; (2)减少线路压降,改善电压质量,提高系统稳定性; (3)提高输电线路的送电能力、释放变压器的剩余变电容 量; (4)与并联电抗器结合使用,既可作为无功电源,也可作 为无功负荷,起到双向调节无功功率和电压的作用。
电容器并联
三、电力电容器结构
出线套管
出线连接片
连接片
元件 出线连接片固定板
组间绝缘 包封件 夹板 紧箍 外壳
二、电力电容器在电力生产中的作用
并联电容无功补偿原理:
ICI1ICUIRIL1 2
IR
IL IC
I2
R
XL
XC
IL
I1
加了并联电容器之后,功率因数角由 1减少至 ,负荷
电流由 下降至 ,起到了改善电网功率因数、降低线路 损耗的作用。
二、电力电容器在电力生产中的作用
利用断路器来实现电容器的 投切,由于投切时的暂态过程 比较严重,为限制投入时产生 的涌流,一般在电容器前面串 联一个电抗值较小的电抗器, 同时此电抗器与电容器组成串 联谐振滤波器,以消除系统谐 波。
电容器结构
一、基本概念
1.2 电容器的电容量 电容器由下式决定: (1)平板式:
式中:A—级板面积,m2 d—极板间距,m
r—极板间介质的相对介电系数
一、基本概念
(2)卷绕式:采用卷绕式时,电容值近似等于该电容展开成
平面时的一倍,即:
C
r A 18d 109
卷绕式电容元件
一、基本概念
1.3 常用电介质的分类 1.3.1 气体电介质 (1)气体电介质的相对介电常数接近1; (2)电力电容器常用的气体电介质是SF6、氮气、空气等。
旁路断路器DL:是系统检修、调度的必要装置,同时为火花间隙灭弧及去游离提 供必要的条件。
隔离开关G:是投入或退出电容器的元件,为满足远方控制。
二、电力电容器在电力生产中的作用
2.3 耦合电容器 用于高频通讯。电容器对高频信号呈现较低的阻抗,所以
能将混合在工频电压中的通讯信号取出。 2.4 分压电容器
二、电力电容器在电力生产中的作用
在线路中增加串联电容后,由于串联电容上的负电压Uc 可以抵消感性电抗引起的压降UL,减少线路上的电压降落, 从而使得电源电压Us更加接近用户端电压UY。
US
US
UR
RL
UL
UC
UY
I
XL
XC
串联电容器补偿原理
UL UC UY UR
US I
二、电力电容器在电力生产中的作用
三、电力电容器结构
3.2 内部结构 (1)电容元件的连接
多元件串联:多元件串联的目的是能够承受较高的电压。例 如耦合电容器的芯子是由多个元件串联组成。
电容器串联
三、电力电容器结构
出线套管
包封件 元件 熔丝
连接片 引线片
衬垫 紧箍 外壳
串联电容器结构
三、电力电容器结构
多元件并联:其目的是获得较大的电容量。例如, 低压并联电容器内部元件全部并联;串补用的串联电容 器内部为多元件并联,而且每个并联元件都有熔丝,一 旦某个元件击穿,对应的熔丝熔断,以保证电容器继续 运行。
一、基本概念
1.3.3 液体电介质 (1)天然液体电介质 变压器油、电容器油、电缆油、蓖麻油等矿物油和植物油。 (2)合成化合物 有异丙基联苯、二芳基乙烷、爱迪索油、二异丙基萘、CPE等。 电击穿强度大于45 kV/2.5 mm
1.3.4氧化膜电介质 以金属(常见的是铝或钽)的氧化膜作为电介质,以电解质作 为另一电极。这类电解电容器的特点是电极有极性,应用中正、 负不能接反。