并联电容器和串联电容器的基础知识

并联电容器，原称移相电容器。主要用于补偿电力系统中感性负载的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线损。单相并联电容器主要由铁芯、外壳和出线结构组成。

而电容器的串联，等于增加了电容器介质的厚度，也就是增加了电容器两片之间的距离，因此总的电容量就会减小。串联的电容器越多，总的电容量越小，并小于其中最小的一个电容量。串联后，总的电容量倒数等于各个电容器电容量倒数之和。电容器在不同的电路里的作用会不同，串联，并联都可以改变电容的容量、充电和放电，常见的并联大电容并个小的一般是滤波。

? 01 并联电容器基础知识介绍

1、并联电容器的结构：

电容器的结构比较简单，主要由芯子、油箱和出线三部分组成。电容器的油箱一般采用1至2毫米的薄钢板制成，国外有的采用不锈钢板，在运行中，因温度变化将引起箱内压力变化，油箱也随着发生膨胀或收缩，起着调节温度变化的作用。电容器在变电站安装方式分为户内和户外两种。

2、电容器的安装：

现代制造的电容器，除非在热带地区，是允许装在露天，不怕日晒雨淋的，因此绝大部分的电容器都装在户外，只有厂矿环境污秽地区才装在户内。我国南方各省由于气候环境条件，在户内安装的较多，其他地区则多安装在户外。

3、并联电容器组的结线方式：

电容器组的接线通常分为三角形和星形两种方式。此外还有双三角形和双星形之分，星形接线又分为中性点接地和不接地两种。

（1）三角形接线的缺点：

过去由于制造厂生产的电容器额定电压所限，我国大多数电容器组都是采用三角形结线。三角形结线的电容器，任何一台电容器损坏就形成两相短路，故障电流很大，使油箱爆炸。两相短路引起的电弧还将产生高电压，可能引起临近电容器损坏。三角形结线的另一缺点是结线复杂，不如星形结线方便。三角形结线保护选择困难，没有适当的保护方式。因此这种结线方式已逐渐淘汰不再使用。

 

（2）星形结线的优点：

星形结线电容器的极间电压是电网的相电压，绝缘承受的电压较低。一台电容器故障击穿时，由其余两健全相的阻抗限制，故障电流小。星形结线简单，运行经济。星形结线可以有多种保护方式供选择。因此星形结线得到普遍采用。

4、并联电容器的保护：

（1）熔丝保护：

每台电容器都装有单独的熔丝保护，熔丝电流应大于1.43倍电容器的额定电流，通常按1.5至2倍选择。

（2）过电流保护：

为了避免合闸涌流引起开关的误动作，过流保护应留有一定的时限，通常将时限整定在0.5秒及以上就能躲过合闸涌流的影响。

（3）电容器不平衡电流保护：

双星形结线的电容器在星形结线的中性线上，安装一台电流互感器，在正常情况下，三相平衡，中性线没有电流流过。

（4）过压保护和低压保护：

过压保护取电容器额定电压的1.1至1.2倍。低压保护取母线额定电压的0.6倍左右。

5、并联电容器的分合闸问题：

（1）电容器组的合闸：

电容器合闸与短路状态相似，会产生很大的合闸涌流，限制合闸涌流主要方法是安装串联电抗器和开关加并联电阻及采用同期合闸开关。电容器合闸产生的过电压可达2至3倍相电压。

（2）电容器组的分闸：

如果开关分闸电弧重然一次，过电压为3倍相电压，重燃二次为5倍相电压，重燃三次为7倍相电压，依此类推。所以不能采用普通的开关来操作电容器。

6、并联电容器的运行

成组安装的电力电容器，应符合下列要求

①三相电容量的差值宜调配到最小，电容器组容许的电容偏差为0～5%；三相电容器组的任何两线路端子之间，其电容的最大值与最小值之比应不超过1.02；电容器组各串联段的最大与最小电容之比应不超过1.02。设计有要求时，应符合设计的规定；

②电容器构架应保持在水平及垂直位置，固定应牢靠，油漆应完整；

在电容器装置验收时，应进行以下检查：

①电容器组的布置与接线应正确，电容器组的保护回路应完整、传动试验正确；

②外壳应无凹凸或渗油现象，引出端子连接牢固，垫圈、螺母齐全；

③熔断器熔体的额定电流应符合设计规定；

④电容器外壳及构架的接地应可靠，其外部油漆应完整；

⑤电容器室内的通风装置应良好；

⑥电容器及其串联电抗器、放电线圈、电缆经试验合格、容量符合设计要求。闭锁装置完好。

 

7、并联电容器的操作

第一条 电力电容器停用时：应先拉开断路器 ，再拉开电容器侧隔离刀闸，后拉开母线侧隔离刀闸。投入时的操作顺序与此相反。

第二条 电力电容器组的断路器第一次合闸不成功，必须待5分钟后再进行第二次合闸，事故处理亦不得例外。

第三条 全站停电及母线系统停电操作时，应先拉开电力电容器组断路器，再拉开各馈路的出线断路器。全站恢复供电时，应先合各馈路的出线断路器，再合电力电容器组断路器，禁止空母线带电容器组运行。

8、电容器故障产生的原因及处理方法

 

 

9、并联须注意的特殊问题

①电容器组切除后，为什么必须3min后才允许再次合闸？

因为电容器组断电后，必须经3min才能使电容器极板上的电荷放尽，否则会使电容器因带负荷合闸，而可能造成电容器的过电压损坏。

②为什么断路器在断开5min后才允许拉开电容器的隔离开关（重点）

因为运行的电容器在断路器跳闸时，电容器两端的电压等于断开时电网的电压，电容器此时只能通过放电电阻放电，且当经过5min的放电时间后，电容器两端的电压才能从额定电压降至50v。因此，为了不使隔离开关造成极间闪络，电容器的隔离开关必须在电容器断路器断开5min后才允许拉开。

③电容器的合闸涌流

在电容器和电源接通后的很短时间内，流过电容器的电流称为合闸涌流。这一暂态电流由工频电流和高频电流两部分组成，其幅值远高于稳态的工频电流，这一电流的幅值和波形随时间相应的衰减，一般持续10?s左右。

? 02 串联电容器的基础知识介绍

1、固定式串补的基本接线

旁路间隙+金属氧化物非线性电阻（MOV）+旁路断路器。

2、固定式串补组成的主要元件

电容器组，MOV， 触发间隙，旁路开关，阻尼电抗器(电阻)，绝缘平台，保护和控制系统。

3、固定式串补组成的主要元件作用

电容器组：电容器组是串补装置的主要设备，它的性能及运行的可靠性对串补装置的运行起到关键的作用。

 

氧化锌变阻器（MOV）：氧化锌变阻器（MOV）能吸收能量，限制出现在电容器组上的过电压，保护电容器组。

放电间隙：在一定条件下迅速击穿，用来旁通电容器组和MOV，防止MOV过热损坏，也保护电容器组免受过电压的危害。

旁路开关：用来投入和退出串联电容器组。

阻尼设备：由阻尼电抗器和阻尼电阻组成，以快速阻尼保护间隙放电造成的振荡，限制放电电流。

保护系统：电容器保护、MOV保护、平台设备保护、其他监视及保护功能。

 

4、巡视检查

1)引线接头应接触良好，无过热发红、裂纹现象

2)引线无断股、无烧伤痕迹

3)金属构架无开裂、锈蚀、变形

4)构架接地良好

5)设备基础无下沉、倾斜

6)设备编号齐全、清晰、无损坏，相序标注清晰

7)串补装置围栏门应关闭良好，围栏内清洁无杂物

8)爬梯应平放且固定良好

 

5、二次设备巡视

1)各电源开关投入正确；

2)各保护压板及各切换开关压板接触良好，与运行方式一致；

3)装置运行正常，各指示灯、切换开关位置正确，微机保护时钟应准确；

4)液晶屏各参数显示正常，CPU工作正常，保护装置通讯正常；

5)各保护定值区运行位置正确；

6)内部无异声及放电声，无异味，装置无严重发热；

7)保护通道试验或检查正常；

8)打印机应正常，打印纸足够；

9)柜门密封良好，无锈蚀，屏内清洁，接地良好，封堵完好；