电力电容器原理构成

电力电容器原理构成

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器元件，主要是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 原理

任意两块金属导体，中间用绝缘介质隔开，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，视在电流也就减少。线路上的视在电流减少以后，供电过程中的电压降也就减少，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1-1）。

图1-1 电容器柜图1-2 电力电容器

3 功率因数（力率）

在交流电路中，电压与电流之间的相位差（Φ）的余弦叫做功率因数，用符号表示。在数值上，功率因数是有功功率（P）和视在功率（S）的比值，即COSφ=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，供电企业要对用电的功率因数进行考核并根据达标的情况进行奖惩。

4 电力电容的构图（图1-2）

1.外壳──有马口铁冲压制成，外涂绝缘漆，要求耐压，密封，绝缘性能良好。

2.芯子──电力电容器的基本工作单元，有金属化聚丙烯薄膜绕制而成。两端的金属层通过喷金连接成电极。芯子的数量根据电容器的容量确定。低压并联电容器的内部通常都接成△型。

3.浸渍剂──用于解决芯子表面局部放电和提高电容器自愈性能，同时还能改善电容器的散热效果。

4.保险装置──一旦电容器内部的自愈功能失灵，聚丙烯薄膜就会因受热而产生气体，由于体积的膨胀保险装置就会切断电源，强迫电容器推出运行。

5.放电装置──保证电容器退出运行后，能够在三分钟内将电容器的电压降到50V以下。

5 电容器补偿柜的构成

1.柜体──一般排列在低压主进柜和低压出线柜之间。

2.母线──用于将电容并联在低压母线上。

3.隔离开关──在母线上明显断开点。

4.热继电器──保护电容器。

5.交流接触器──执行电力电容器的投入和退出。

6.避雷器──消除雷击过电压带来的冲击。

7.电容器──提供无功功率。

8.熔断器──阻止电容器因过电流产生损坏。

9.电抗器──用于约束电容器的投切涌流，减轻涌流对接触器触点的损

伤。如果柜内使用的是电容器专用交流接触器则可以不用电抗器。

10.功率因数自动补偿控制装置──用于判断电路上无功功率的需求、电压高低等，然后向接触器发出投入和退出的指令。

11.电流表，电压表，功率因数表──用于显示运行状态。

12.新型的电容柜上没有功率因数表，功率因数直接在控制器的液晶屏上显示。

13.导线、母排等等。