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第九章 电力电容器和电抗器,第一章 电力电容器,教学要求,教学目标: 掌握电力电容器的种类和作用; 了解电力电容器的基本组成、型号含义; 掌握电力电容器的无功补偿方式、补偿容量的选择、运行维护知识。,首页,教学内容,本课教学内容 一、电力电容器的种类和作用 二、电力电容器的基本结构 三、电力电容器的型号 四、电力电容器的无功补偿 五、电力电容器的使用知识,首页,一、电力电容器的种类和作用,(1)并联电容器 (2)串联电容器 (3)耦合电容器 (4)均压电容器 (5)脉冲电容器,并联在电网上用来补偿电力系统感性负载的无功功率,以提高系统的功率因数,改善电能质量,降低线路损耗;还可以直接与异步电机的定子统组并联,构成自激运行的异步发电装置。,用来补偿线路的感抗,提高线路末端电压水平,提高系统的动、静态稳定性,改善线路的电压质量,增长输电距离和增大电力输送能力。,用于高压及超高压输电线路的载波通信系统,同时也可作为测量、控制、保护装置中的部件。,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。,用于冲击分压、振荡回路、整流滤波等。,二、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。,1出线瓷套管 2出线连接片 3连接片 4电容元件 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 12接线端子,二、电力电容器的基本结构,(1)电容元件 (2)浸渍剂 (3)外壳、套管,固体介质与铝箔电极卷制而成。固体介质可采用电容器纸、膜纸复合或纯薄膜作为介质。,1薄膜;2铝箔;3电容器纸;4引线片,R放电电阻;F熔丝;C元件电容,在电压为10kV及以下的高压电容器内,每个电容元件上都串有一熔丝,作为电容器的内部短路保护。,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。,外壳一般采用薄钢板焊接而成。目前在我国低压系统中采用自愈式电容器。,1心轴;2喷合金层;3金属化层;4薄膜,特点:具有优良的自愈性能、介质损耗小、温升低、寿命长、体积小、重量轻。,结构:采用聚丙烯薄膜作为固体介质,表面蒸镀了一层很薄的金属作为导电电极。,三、电力电容器的型号,(1)BFM 122001W,B表示并联电容器;F表示浸渍剂为二芳基乙烷;M表示全膜介质;12表示额定电压(kV);200表示额定容量(kvar);1表示相数(单相);W尾注号(户外使用)。,字母部分: 第一位字母是系列代号; 第二/三位字母是介质代号; 第四位字母表示极板特性,额定电压(kV),额定容量(kvar),相数,使用场所,尾注号,表示补充特性,(2)BCMJ 0.4153,B表示并联电容器;C表示浸渍剂为篦麻油;M表示全膜介质;J表示金属化产品;0.4表示额定电压(kV);15表示额定容量(kvar);3表示三相。,四、电力电容器的无功补偿,1.补偿容量的配置原则全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡 2补偿方式 (1)集中补偿 (2)分组补偿 (3)个别补偿,电容器组集中于变电所一/二次侧母线,装设自动控制设备,随负荷的变化而自动投切。接变压器一次侧:线路损耗降低,一次母线电压升高,对变压器及二次侧无补偿作用,安装费用高接变压器二次侧:变压器增加出力,二次侧电压升高,补偿范围扩大,安装、运行、维护费用低,分组补偿降损节电效益显著,补偿的无功不再通过主干线以上线路输送,从而降低配电变压器和主干线路上的无功损耗。特点:补偿范围更大,效果好,但投资大,利用率不高,一般适用于补偿容量小、用电设备多而分散和部分补偿容量相当大的场所。,把电容器直接装设在用电设备的同一电气回路中,与用电设备同时投切。一般适用于容量较大的高、低压电动机等用电设备的补偿。,五、电力电容器的使用知识,1.检查和维护 2.电容器组的投入和退出,(1)投运前:交接试验;合理布置,连接可靠,符合要求;接线正确,电压等级相符;放电装置符合规程并试验合格;电容器组的控制、保护和监视回路完善,温度计试验合格,整定值正确;电缆、断路器、熔断器等电气设备试验合格;三相容量保持平衡,误差不超过一相总容量的5%;外观良好,无渗漏油现象;电容器室的建筑结构和通风措施均应符合规程要求。 (2)运行中:外壳无膨胀、漏油痕迹;无异常声响和火花;熔断器正常;放电指示灯正常;记录有关电压表、电流表、温度表的读数。 (3)短时停电检查:各螺丝接点的松紧和接触情况;放电回路是否完好;风道有无积尘,并清扫电容器的外壳、绝缘子和支架等处的灰尘;检查外壳的保护接地线是否完好;继电保护、熔断器等保护装置是否完整可靠,断路器、馈电线等是否良好,(1)电容器组的投入/退出根据系统无功负荷潮流和负荷功率因数以及电压情况来决定,电压偏低时可投入电容器组。 (2)停电时,除自动放电外,应进行人工充分放电,否则不得触及电容器。 (3)在电容器组自网络断开后不得立即重新接入,若要立即接入,应使其端子上的电压不高于额定电压的10%。 (4)当变电站进行全部停电的操作时,应先拉开电容器组开关,后拉开各路出线开关;当变电所全部恢复送电时,应先合上各路出线开关,后合上电容器组开关。,(5)发生下列异常情况之一时,应立即拉开电容器组开关,使其退出运行: 电容器组母线电压超过电容器组额定电压1.1倍;通过电容器组的电流超过额定电流的1.3倍;电容器周围环境温度或电容器外壳最热点温度超出允许范围;电容器接点严重过热或熔化;电容器内部或放电装置有严重异常声响;电容器外壳有明显的异形膨胀;电容器瓷套管发生严重放电、闪络;电容器喷油、起火或爆炸。,思考练习,思考练习 1.电力电容器有哪些用途?并联电容器可以采用哪些补偿方式? 2.某工厂最大负荷月的平均有功功率为300kW,功率因数cos1=0.7,现在要将功率因数提高到cos2=0.9,需要装设电容器组的总容量是多少? 3.某企业三班制工作,最大负荷月的平均有功负荷Wp为80万kWh,无功负荷WQ为60万kvar,按照国家标准规定功率因数应达到0.9,该企业是否达到标准?若未达到,需要装设多少台容量为15kvar的低压并联电容器才能满足要求?,本节结束!,第九章 电力电容器和电抗器,第二章 电抗器,教学要求,教学目标:了解各种电抗器的作用、基本组成、型号含义。,首页,教学内容,本课教学内容 一、电抗器的分类和作用 二、并联电抗器 三、限流电抗器 四、串联电抗器 五、电抗器的使用知识,首页,一、电抗器的分类和作用,(1)按相数分 (2)按冷却装置种类分 (3)按结构特征分 (4)按安装地点分 (5)按用途分,单相 三相,干式 油浸,空心式 铁心式,户内型 户外型,1)并联,无功补偿作用,2)限流,限制短路电流的数值,3)滤波,限制高次谐波,4)消弧,消除过电压,5)通信,阻挡载波信号,完成通信,6)电炉,限制变压器的短路电流,7)起动,限制电动机的起动电流,二、并联电抗器,1.并联电抗器型号 2.并联电抗器的作用 3.并联电抗器的结构,产品型号字母,额定容量(kvar),电压等级(kV),(1)中压并联电抗器一般并联接于大型发电厂或110500kV变电站的663kV母线上,用来吸收电缆线路的充电容性无功。通过调整并联电抗器的数量,向电网提供可阶梯调节的感性无功,补偿电网剩余容性无功,调整运行电压,保证电压稳定在允许范围内。,(2)一般并联接于330kV及以上的超高压线路上,主要作用: 1)降低工频过电压 2)降低操作过电压 3)避免出现自励磁谐振 4)有利于单相自动重合闸,(1)空心式电抗器 空心式电抗器只有绕组,没有铁芯。,(2)芯式电抗器芯柱由铁芯饼和气隙垫块组成。,(3)干式半芯电抗器绕组选用小截面圆导线多股平行绕制,铁芯结构为多层绕组并联的筒形结构。,三、限流电抗器,1.限流电抗器的作用限制短路电流 (1)线路电抗器 (2)母线电抗器 (3)变压器回路电抗器 2.限流电抗器的结构类型 (1)混凝土柱式限流电抗器,串接在线路或电缆馈线上,使出线能选用轻型断路器以及减小馈线电缆的截面。,串接在发电机电压母线的分段处或主变压器的低压侧,用来限制厂内、外短路时的短路电流,也称为母线分段电抗器。当线路上或一段母线上发生短路时,它能限制另一段母线提供的短路电流。,安装在变压器回路中,用于限制短路电流,以便变压器回路能选用轻型断路器。,构成:绕组、水泥支柱及支持绝缘子。,三、限流电抗器,(2)分裂电抗器 (3)干式空心限流电抗器 3.限流电抗器型号,分裂电抗器每相线圈有中间抽头,一般中间抽头接电源侧,两端头接负荷侧,现被广泛应用。,能承受户外恶劣的气象条件,可在户内、户外使用。,1:结构特点:N水泥柱式;F分裂式,K:电抗器,2:线圈材料:L铝线;铜线不表示,3:额定电压(kV) 4:额定电流(A) 5:电抗百分数(%),四、串联电抗器,(1)降低涌流倍数和频率。 (2)吸收谐波,降低谐波电压值,减少畸变,提高质量。 (3)限制谐波电流流入电容器组,保护电容器组。 (4)内部短路时,减少短路电流;外部短路时,减少对短路电流的助增作用。 (5)减少放电电流值。 (6)电容器组的断路器在分闸过程中,降低操作过电压。,串联电抗器与并联电容补偿装置或交流滤波装置(也属补偿装置)回路中的电容器串联,作用:,五、电抗器的使用知识,1.电抗器的布置和安装线路电抗器通常都作垂直布置。各电抗器及与地之间用支柱绝缘子绝缘;中间一相电抗器的绕线方向与上下两边相反。母线电抗器作水平布置或品字形布置。 2.电抗器的运行维护正常运行中:接头应接触良好无发热;周围应整洁无杂物;支持绝缘子应清洁并安装牢固,水泥支柱无破碎;垂直布置的电抗器应无倾斜;电抗器绕组应无变形;无放电声及焦臭味。,思考练习,思考练习 1.电抗器有哪些种类?各有何用途? 2.在电容器组中串联电抗器有何作用? 3.限流电抗器有何用途?什么是线路电抗器和母线电抗器,各有何作用? 4.电抗器的布置有何规定?,本节结束!,
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