电容器培训课件

变电站无功补偿设备

电力系统中有许多根据电磁感应原理工作的设备，如变压器、电机、电感性负载等，他们依靠磁场传送和转换能量。这些设备在运行过程中不仅消耗有功功率，而且消耗一定数量的无功功率，这些无功功率将由发电机供给，这势必会影响发电机的出力，尤其对于电源不足或长距离输电的电网，直接影响到电网电压水平、频率质量等问题。为此需采取其他无功功率的补偿措施，例如集中或就地安装无功补偿设备或装置。

变电站常见的无功补偿措施是利用并联高压电容器产生无功功率，利用高压并联电抗器从系统吸收无功功率。

⏹1电力电容器概述

⏹ 1.1电力电容器工作原理

电力系统中的负荷大部分是感性，总电流滞后于电压一个角度，可以分为有功电流和无功电流两个分量。将一电容器连接在电网上时，在外加正弦交变电压的作用下电容器回路将同时产生一按正弦交变的容性电流。当把电容器并接在感性负荷回路中时，容性电流与感性电流恰好相反，从而可以抵消一部分感性电流，或者说补偿一部分无功电流。

⏹ 1.2电力电容器的基础知识

电力电容器最常见的是串联电容器和并联电容器，两者

都可用于改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输电能力，是无功补偿设备之一。

并联电容器在系统母线上，类似一个容性负载，用来补偿电力系统感性无功功率，以提高系统的功率因数及母线电压水平，同时减少了线路上的感性无功功率的输送，因而减少了电压和功率的损失，提高线路输电能力。

串联电容主要是利用其容抗补偿线路感抗，使线路电压降减少，从而提高线路末端电压，同时可以增长输电距离、增大电力输送能力和提高系统动、静稳定性。

在电力系统中应用最为广泛、数量最为众多的是并联电容器。

⏹2并联电容器组概述

⏹ 2.1并联电容器组结构

并联电容器组主要由真空接触器、串联电抗器、电容器、避雷器、放电装置等配套设备组成。

（1）真空接触器。用于投切电容器组，应能承受开端正常工作电流、关合涌流以及工频短路电流和电容器高频涌流的联合作用，应具备频繁操作性能。

（2）串联电抗器。串联电抗器宜安装于电容器组的中性点侧。串联电抗器主要用于限制合闸涌流（电容器组投入电网时的过度过电流）和抑制谐波。

（3）电容器。电容器用于系统无功补偿，调节系

统母线电压。电容器有两极，一端接电源侧，一端接中性点侧，熔断器一般装设在电源侧。

（4）放电装置。用于在电容器组失电退出运行时进行电容器组放电，在电容器组带电运行时用于检测电容器组各相电压值。放电装置的放电性能应满足电容器组脱开电源后，在5s内将电容器组上的剩余电压（单台电容器或电容器组脱开电源后，电容器端子间或电容器组端子间残存电压）降至50V以下。放电装置采用与电容器组各相直接并联的连接方式，当采用星形接线时，钱其中性点不应接地。

（5）避雷器。用于限制并联电容器装置操作过电压。

2.2放电装置在运行中的作用

并联电容器组脱离电源时，应在短时间内将电容上的电荷放掉，以防止再次合闸时产生大电流和过电压。

放电线圈可作为放电装置，当并联电容器组脱离电网时，利用放电线圈的一次绕组同电容器原件并联，抵消电容

器极板间的电压，实现放电，而在并联电容器运行时，

放电线圈二次绕组可供监测或保护用。由于放电装置对

电容器放电的不彻底性，一般电容器停电检修应通过专

用放电杆进行相间及对地充分放电，才可从事电容器检

修或其他工作。

⏹3电容器柜原理图

以补偿量3000KVAR，系统电压6KV（上进线）为例，一次原理图如下

（图中：QS-高压隔离开关，TA-电流互感器，FU1-高压熔断器，TV-电压互感器，F-电容器专用避雷器，KM-真空接触器，FU-喷逐式熔断器，C-电容器，FZ-放电线圈，L-串联电抗器，K-高压无功补偿控制器，T-带电显示器）

⏹ 3.1制器功能

1大屏幕液晶显示，包括包括显示功率因数、运行电压、线电流、无功电流的查询，谐波测量等；

2无功自动补偿：根据电压优先的原则，依无功大小自动投切电容器组，使系统始终处于不过压不过补、无功损耗最小的状态；

3综合保护功能齐全：过压保护功能、电容投切指示功能、过补和欠补指示功能、电压上限、电压下限保护功能等综合保护功能；

4用户可选择手动投切与自动投切；

5接触器投切次数记录功能；

8.10 控制器背部端子接线图

4高压并联电容器成套装置图片实例

柜体外形图

进线柜外形图

真空接触器

放电线圈

电抗器

电容器

⏹5电力电容器异常及故障处理

若电力电容器发生故障，应及时准确判断并报调度申请退出运行。在故障掉闸后，断路器不应试发，在该组电容器所在母线停电时，其断路器能自动断开。

⏹ 5.1电力电容器常见异常及故障

（1）渗漏油。电容器渗漏油是一种普通的异常现象，其原因可能是：设备质量问题或在安装过程中

瓷套管与外壳交接处碰伤，造成裂纹；运行维护不当；

长期缺乏维修以致外皮生锈腐蚀，造成电容器漏油。

（2）电容器外壳膨胀。高电场作用下使得电容器内部的绝缘物质游离而分解出气体或内部分原件

击穿电极对外壳放电等原因，使得电容器的密封外壳内

部压力增大，导致电容器的外壳膨胀变形，此时应及时

处理，避免事故的蔓延扩大。

（3）电容器温升过高。主要原因是电容器过电流和通风条件较差。此外，电容器内部元件故障，介

质老化介质损耗增大都可能造成电容器温升过高。电容

器温升过高影响电容器的寿命，也有导致绝缘击穿，使

电容器短路的可能，因此运行中应严格监视和控制电容

器短路的可能，严格监视和控制电容器室的温度。如果

采取措施后仍然超过允许温度，应立即停止运行。

（4）电容器绝缘子表面闪络放电。运行中的