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    教你學會電力電容器選型

    2020/9/20 0:43:30 人評論 次瀏覽 分類:電工基礎  文章地址:http://m.xzycr.cn/tech/3346.html

    工程師在選擇電力電容器時,應針對用途、環境、電壓、電流等條件,購買相應的專用電力電容器,這樣既能延長電容器的使用壽命,為設備運行與人身安全提供保證,又能節省資金、提供經濟效益。昌暉儀表在本文分享電力電容器的選型經驗,供大家參考。

    電力電容器

    1、根據電力電容器用途選擇電容器的類型

    電力電容器有移相電容器(并聯電容器)、串聯電容器、耦合電容器、斷路器電容器(均壓電容器)、電熱電容器、脈沖電容器、直流和濾波電容器、標準電容器等幾種類型。大家可根據電力電容器用途選擇電容器的類型。
    ①移相電容器(并聯電容器)主要用于補償電力系統感性負載的無功功率,以提高功率因素,改善電壓質量,減低線路損耗。
    ②串聯電容器用于工頻高壓輸、配電線路中,用以補償線路的分布感抗,提高系統的靜、動態穩定性,改善線路的電壓質量,加長送電距離和增大輸送能力。
    ③耦合電容器主要用于高壓電力線路的高頻通信、測量、控制、保護及在抽取電能的裝置中作部件用。
    ④斷路器電容器(均壓電容器)并聯在超高壓斷路器斷口上起均壓作用,使各斷口間的電壓在分斷過程中和斷開時均勻,并可改善斷路器的滅弧特性,提高分斷能力。
    ⑤電熱電容器用于頻率為40-24000Hz的電熱設備系統中,以提高功率因素,改善回路的電壓或頻率特性。
    ⑥脈沖電容器主要起儲能作用,用作沖擊電壓發生器、沖擊電流發生器、斷路器試驗用振蕩回路等基本儲能元件。
    ⑦直流和濾波電容器用于高壓直流裝置和高壓整流濾波裝置中。
    ⑧標準電容器用于工頻高壓測量介質損耗回路中,作為標準電容或用作測量高壓的電容分壓裝置。

    2、根據電力電容器的用途選擇電容器的型號

    ①電熱電容器用于頻率為40-24000Hz的電熱設備系統中,以提高功率因素,改善回路的電壓或頻率特性。
    ②脈沖電容器主要起儲能作用,用作沖擊電壓發生器、沖擊電流發生器、斷路器試驗用振蕩回路等基本儲能元件。
    ③直流和濾波電容器用于高壓直流裝置和高壓整流濾波裝置中。
    ④標準電容器用于工頻高壓測量介質損耗回路中,作為標準電容或用作測量高壓的電容分壓裝置。

    3、電力電容器額定電壓的正確選擇

    電力電容器對電壓十分敏感,因電容器的損耗與電壓平方成正比,過壓會使電容器發熱嚴重,電容器絕緣會加速老化,壽命縮短,甚至電擊穿。電網電壓一般應低于電容器本身的額定電壓,最高不得超過其額定電壓的10%,這樣可延長電容器的使用壽命。必須注意,最高工作電壓和最高工作溫度不可同時出現。因此,當工作電壓為1.1倍額定電壓時,必須采取降溫措施。

    電容器的額定電壓至少等于所接入電網的運行電壓,并且還應考慮電容器本身的影響。注意,電網的運行電壓有時與電網的標稱電壓相差較大。另外,當電容器接入,將造成電源到電容器安裝處的電壓升高,諧波存在電壓也有所升高。考慮以上因素,電容器額定電壓等級的確定至少比電路標稱電壓高5%。例如,380V電路至少用400V的電容器。其次,用戶應根據實際使用場合的較長時間最高持續電壓來選擇。尤其當電容器回路串聯電抗器時,會由于串聯電抗器使電容器端子上的電壓升高,超過電網的運行電壓。串聯電抗器后的電容器額定電壓=系統電壓/(1-K(電抗率))。


    例如,串聯12%電抗率的電容器,電容器本來選400V的電容器額定電壓,現在就要選400V/(1-0.12)=455V電容器額定電壓。


    對于380V網路,已習慣選用400V的電容器;對于660V、1.14kV網路也應該選用690V及1200V電容器。根據網路標稱電壓選用電容器的最低額定電壓列于下表:


    使用場合電路標稱電壓(kV)        0.22        0.38        0.6           1            1.14(限于井下使用)

    電容器至少選用額定電壓(kV)     0.23        0.4          0.69         1.05       1.2(限于井下使用)


    下列情況應選用額定電壓較高的電力電容器。

    ①電網的實際電壓高于其標準電壓,在安裝前最好先實際測量網絡的電壓再選用。
    ②為了降低諧波及其他影響,而在電容器回路中串聯電抗器,此時電容器端子上的電壓將高于網路的運行電壓,建議選用比網路電壓等級高的電容器。如網路電壓為400V,則應選用450V等級電容器。
    ③安裝處通風散熱差,同時又不能改善其冷卻條件時,建議選用額定電壓等級為450V以上的電容器。
    ④有整流裝置、電弧爐、變頻調速等設備時,因其產生的諧波電流疊加在基波電流上,使電流有效值增大,溫升增高,使電容過熱損壞,建議選用額定電壓等級為450V以上的電容器。
    ⑤有間歇性大功率設備,因其投切頻繁,負載變化大,建議選用額定電壓等級為450V以上的電容器。

    4、移相電容器容量的選定

    電容器容量選配對電源的影響較大,這就要求設計人員在使用電力電容器補償時,既不能過大,也不能過小。過大的標稱電容會使電路的電壓升高太大,容易燒壞用電設備。安裝雙向無功電度表進行試驗,可以幫助我們發現電容容量過補或欠補的問題。為保證電網運行及供電質量,應選配多少容量的電容器就顯得非常重要。

    電力電容器容量的選配應按照以下要求。

    ①對于就地補償來講,電動機的空載電流乘以額定電壓就是所需要補償的容量。
    ②根喝負載的總容量或根據變壓器容量的60%,計算電容器選配的所需容量。
    ③根據實際負載高峰值的80%,計算電容器選配的所需容量。
    第②、③點要根據實際情況,用戶控制柜的情況不同會有不同的對待處理。經濟效益好,是否是三班24小時不停運行,或兩班、一班運行, 這些都有不同用電狀態,需不同的處理補償方式。

    電力電容器容量按照公式:Qc=S(sinθ1-cosθ1×tanθ)進行計算。

    例:某設備總功率為100kW,求功率因數從0.7提高到0.95時所需多大電容補償量?
    總功率為100kW,視在功率:S=P/cosθ=100/0.7≈143kVA
    查函數表得:cosθ1=0.7時,sinθ1=0.71;cosθ2=0.95時,sinθ2=0.32,tanθ=0.35。
    Qc=S(sinθ1-cosθ1×tanθ)=143×(0.71-0.7×0.35)≈67kVA

    選用電力電容器補償時,還應考慮變壓器的損耗,因為變壓器運行時也消耗無功。一般在變壓器補償方面最大補償到25kVar,最小補償到1kVar。這要根據變壓器的容量大小、是否是節能型而定。


    電流不穩定會對電容器存在致命危害。因此對一些有如行車、起吊設備或啟動頻繁的設備的企業,必須選用抗沖擊的專用電力電容器。


    5、根據工作電壓選擇使用油浸電容器還是自愈式電容器

    自愈式電容器具有工作場強、介質損耗低、體積小、重量輕、容量大及自愈性能和元件在發生永久性擊穿時不引起爆炸等優點,因而在電氣控制設備中得到廣泛應用。自愈式低壓并聯電容器適用于工頻額定電壓為1.05kV及以下的交流控制系統中,作為無功功率補償。

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