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电力电容器的选型经验分享，学会不走弯路资料下载
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2021-04-27
张龙祥
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工程师在选择电力电容器时，应针对用途、环境、电压、电流等条件，购买相应的专用电力电容器，这样既能延长电容器的使用寿命，为设备运行与人身安全提供保证，又能节省资金、提供经济效益。在本文分享电力电容器的选型经验，供大家参考。
1、根据电力电容器用途选择电容器的类型
电力电容器有移相电容器(并联电容器)、串联电容器、耦合电容器、断路器电容器(均压电容器)、电热电容器、脉冲电容器、直流和滤波电容器、标准电容器等几种类型。大家可根据电力电容器用途选择电容器的类型。
①移相电容器(并联电容器)主要用于补偿电力系统感性负载的无功功率，以提高功率因素，改善电压质量，减低线路损耗。
②串联电容器用于工频高压输、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、保护及在抽取电能的装置中作部件用。
④断路器电容器(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40-24000Hz的电热设备系统中，以提高功率因素，改善回路的电压或频率特性。
⑥脉冲电容器主要起储能作用，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储能元件。
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。
2、根据电力电容器的用途选择电容器的型号
①电热电容器用于频率为40-24000Hz的电热设备系统中，以提高功率因素，改善回路的电压或频率特性。
②脉冲电容器主要起储能作用，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储能元件。
③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。
④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。
3、电力电容器额定电压的正确选择
电力电容器对电压十分敏感，因电容器的损耗与电压平方成正比，过压会使电容器发热严重，电容器绝缘会加速老化，寿命缩短，甚至电击穿。电网电压一般应低于电容器本身的额定电压，最高不得超过其额定电压的10%，这样可延长电容器的使用寿命。必须注意，最高工作电压和最高工作温度不可同时出现。因此，当工作电压为1.1倍额定电压时，必须采取降温措施。
电容器的额定电压至少等于所接入电网的运行电压，并且还应考虑电容器本身的影响。注意，电网的运行电压有时与电网的标称电压相差较大。另外，当电容器接入，将造成电源到电容器安装处的电压升高，谐波存在电压也有所升高。考虑以上因素，电容器额定电压等级的确定至少比电路标称电压高5%。例如，380V电路至少用400V的电容器。其次，用户应根据实际使用场合的较长时间最高持续电压来选择。尤其当电容器回路串联电抗器时，会由于串联电抗器使电容器端子上的电压升高，超过电网的运行电压。串联电抗器后的电容器额定电压=系统电压/(1-K(电抗率))。
例如，串联12%电抗率的电容器，电容器本来选400V的电容器额定电压，现在就要选400V/(1-0.12)=455V电容器额定电压。
对于380V网路，已习惯选用400V的电容器；对于660V、1.14kV网路也应该选用690V及1200V电容器。根据网路标称电压选用电容器的最低额定电压列于下表：
使用场合电路标称电压(kV) 0.22 0.38 0.6 1 1.14(限于井下使用)
电容器至少选用额定电压(kV) 0.23 0.4 0.69 1.05 1.2(限于井下使用)
下列情况应选用额定电压较高的电力电容器。
①电网的实际电压高于其标准电压，在安装前最好先实际测量网络的电压再选用。
②为了降低谐波及其他影响，而在电容器回路中串联电抗器，此时电容器端子上的电压将高于网路的运行电压，建议选用比网路电压等级高的电容器。如网路电压为400V，则应选用450V等级电容器。
③安装处通风散热差，同时又不能改善其冷却条件时，建议选用额定电压等级为450V以上的电容器。
④有整流装置、电弧炉、变频调速等设备时，因其产生的谐波电流叠加在基波电流上，使电流有效值增大，温升增高，使电容过热损坏，建议选用额定电压等级为450V以上的电容器。
⑤有间歇性大功率设备，因其投切频繁，负载变化大，建议选用额定电压等级为450V以上的电容器。
4、移相电容器容量的选定
电容器容量选配对电源的影响较大，这就要求设计人员在使用电力电容器补偿时，既不能过大，也不能过小。过大的标称电容会使电路的电压升高太大，容易烧坏用电设备。安装双向无功电度表进行试验，可以帮助我们发现电容容量过补或欠补的问题。为保证电网运行及供电质量，应选配多少容量的电容器就显得非常重要。
电力电容器容量的选配应按照以下要求。
①对于就地补偿来讲，电动机的空载电流乘以额定电压就是所需要补偿的容量。
②根喝负载的总容量或根据变压器容量的60%，计算电容器选配的所需容量。
③根据实际负载高峰值的80%，计算电容器选配的所需容量。
第②、③点要根据实际情况，用户控制柜的情况不同会有不同的对待处理。经济效益好，是否是三班24小时不停运行，或两班、一班运行， 这些都有不同用电状态，需不同的处理补偿方式。
电力电容器容量按照公式：Qc=S(sinθ1-cosθ1×tanθ)进行计算。
例：某设备总功率为100kW，求功率因数从0.7提高到0.95时所需多大电容补偿量？
总功率为100kW，视在功率：S=P/cosθ=100/0.7≈143kVA
查函数表得：cosθ1=0.7时，sinθ1=0.71；cosθ2=0.95时，sinθ2=0.32，tanθ=0.35。
Qc=S(sinθ1-cosθ1×tanθ）=143×(0.71-0.7×0.35)≈67kVA
选用电力电容器补偿时，还应考虑变压器的损耗，因为变压器运行时也消耗无功。一般在变压器补偿方面最大补偿到25kVar，最小补偿到1kVar。这要根据变压器的容量大小、是否是节能型而定。
电流不稳定会对电容器存在致命危害。因此对一些有如行车、起吊设备或启动频繁的设备的企业，必须选用抗冲击的专用电力电容器。
5、根据工作电压选择使用油浸电容器还是自愈式电容器
自愈式电容器具有工作场强、介质损耗低、体积小、重量轻、容量大及自愈性能和元件在发生永久性击穿时不引起爆炸等优点，因而在电气控制设备中得到广泛应用。自愈式低压并联电容器适用于工频额定电压为1.05kV及以下的交流控制系统中，作为无功功率补偿。
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