高压电容器范文第1篇

关键词： 牵引；高压电容器；差压保护

中图分类号：TM771 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1210128－01

1 问题的提出

牵引变电所高压电容器的差压保护用于电容器内部故障及电容器局部过电压的保护。差压保护具有灵敏度高、保护范围大、不受合闸涌流及高次谐波影响的特点，正确合理的设置其保护定值是防止差压发生误动或拒动的有效手段。

2 差压保护的工作原理

差压保护是将电容器组分成电气参数相同的两组串联，在正常情况下，由于两组串联的电容器组的容抗相同，故在两组串联电容组上的电压相同，在任一组电容内部发生故障时，其容抗参数发生变化，这时分配在两组电容上的电压发生变化而不再相等从而产生所谓的差压，该电压达到一定程度后，断开电容器回路的断路器，达到保护电容器组的目的，以避免其他连锁事件的发生。

3 差压保护的基本要求

根据继电保护的基本要求，差压保护必须满足可靠性和灵敏性的要求。

根据可靠性要求，要求差压保护正常情况下，保证不能误动作，即：

根据灵敏性要求，在电容器组内部任意一电容应熔断器熔断退出运行或任一电容击穿时，差压必须可靠动作，即：

上两式中：

KK为可靠系数，要求不小于1.2，KL为灵敏系数，要求不小于1.5。

ΔU'为正常时两组串联电容器组间的差压，ΔU为电容组发生故障时，串联电容组间的差压。

nu为放电线圈的电压变比，密集式电容一般为180，组装式电容一般为210。

4 差压保护的整定计算

根据上边的分析，差压保护的整定计算关键时计算ΔU'及ΔU。

4.1 电容器组正常差压的计算

电容器组正常情况差压由三部分组成：因电容器本省的制造工艺形成的电容容量的误差产生的压差；差压控制电缆与单相电缆近距离平行敷设时产生的感应电压。

1）根据DL/T604-2009《高压并联电容器装置使用技术条件》的规定，“电容器容许的电容偏差为装置额定电容的0～5%；电容器组各串联段最大与最小电容之比不应超过1.02，并满足保护整定要求”。

根据此要求，对于密集式电容，制造厂家可以保证各串联段最大与最小电容之比不应超过1.02，此时电容器组上产生的最大差压：

对于组装式电容器组，由于为现场安装，单个电容容量的电容偏差分布按照额定容量的0～5%，极端情况下，电容组串联段最大与最小电容之比不超过1.05，此时电容器组上产生的最大差压：

上两式中Umax为牵引所27.5KV母线最高电压，一般取29KV，k为电容器组的电抗率，一般为0.12。

μ是一个与电容数量相关的系数，电容数量越大，其值越小。

2）在以前的牵引所设计中，电容器的回流通过地网进行，它对差压控制电缆产生的附加电缆很小。在最近的牵引所设计中，由于电容器的回流采用电缆回流，回流电缆一般设置于二次电缆沟内，与差压控制电缆平行敷设，一般距离可达50m～100m左右，此时在差压控制电缆上产生的附加电压可达0.2～0.4V。

根据以上的分析，对于早期采用地网回流的电容器组的密集式电容，其差压定值。

4.2 电容器组故障时差压的计算

牵引所的电容器组是由4个或2个电容串起来一个串，再并将若干小段并起来组成一个大段，最后将两个大段串起来组成完整的电容器组，电容器组的差压指的是两大段电容之间的电压差。

设小串的上的电容串联数为m，大串的并联数为n，电容容量为C，当任意一个电容上的因故熔断后，该电容所在小段电容全部退出工作，此时，正常大段和非正常大段的总电容分别为：

两段电容上产生的最小差压为：

上式中kg为电容器组中一台电容故障时的电容器组的电抗率。经过简单的推导：

4.3 电容器组保护的差压整定计算

经过上边的分析，电容器组保护的差压整定保护同时兼顾可靠性和灵敏性的要求，其值须在下范围内：

5 电容保护整定的实例

某一牵引所电容总容量为8000KVAR，单个电容容量为400KVR，额定电压为10.5KV，电容器组总的电抗率为0.12。放电线圈的电压变比为21/0.1=210。

由电容的额定电压可知，电容组的小段串联数m=2，大串并联数n=5。电容组的回流采用电缆回流方式。

由上边的讨论可知，为保证保护动作的可靠性，其差压定值最小为：

为保证动作的灵敏性，差压保护定值最大为：

兼顾保护动作的可靠性和灵敏性，其差压保护定值可设为5.5V。

事实上，该变电所实际测量到的最大差压为2.18V，超过了通常2V的常规值。在上边的讨论中，对于电容制造参数的偏差按照极端情况处理，致使计算出来的正常差压（4.31V）远大于实际测量值，若考虑电容数量比较多，总电容参数偏差按照最大偏差的一半考虑，则计算出的正常差压为2.35V，已经非常接近实际测量值。

当电容数量比较大时，总电容参数偏差与最大偏差的比值更小，两个大段之间的正常差压更小。对于容量比较大的牵引所保护，为兼顾动作的灵敏性，其值可以取的小一些，以保证其灵敏性不小于规范规定的值。

高压电容器范文第2篇

关键词：高压电容器；维护检查；故障处理

中图分类号：TM53 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）01-0055-02

0 引 言

在智能建筑的供配电装置中，高压电容器的安全可靠运行，关系到整个电网的正常运行。所以必须对运行中的电力电容器进行维护和检查，以确保整个电网的正常运行。

1 高压电容器投入或退出运行的规定

在正常情况下电容器的运行与停止，必须根据电网的无功补充情况以及电网电压情况来决定，并按当地供电部门的调度来运行。为了延长电力电容器的使用年限，电力电容器应在额定电流下运行，但允许短时间通过高于额定电流的1.3倍电流，如超过额定电流的1.3倍，电力电容器应立刻停止运行，否则时间一长电力电容器就会烧坏。电力电容器应在额定电压下运行，一般不得超过电压额定值的1.05倍，可以在额定电压的1.1倍下短时间运行，当电网电压大于电力电容器额定电压的1.1倍时，电力电容器要停止运行，否则也会烧坏电容器。

而在发生意外或出现下列情况之一时，则应马上停止电容器运行：

（1）电容器爆炸；

（2）接头温度过高或熔化；

（3）套管有电弧放电；

（4）电容器油喷出或有火花；

（5）外界温度大于40 ℃以上。

一般情况下，电容器运行与停止的开关设备，600 kvar以下要用电力负荷开关，600 kvar以上则要用断路器装置。

此外，安装好的电容器后，在正式运行前，还应做以下检查：

（1）电容器外观完好，合格证齐全；

（2）电容器安装布线规范，三相电容之间的差值不大于某一相总电容的一半；

（3）各部件连接紧密无松动，电容器外壳和支架都和保护接地有可靠连接；

（4）电容器附属单元及配线测试合格；

（5）电容器组的保护回路完整并投入运行；

（6）电容器的开关状态符合标准；

（7）电容器绝缘电阻测试达到要求。

2 电力电容器运行中的维护和检查

为确保电力电容器的正常运行以及延长使用年限，在日常维护工作中，应注意对电力电容器的维护和保养。

2.1 外观检查

对运行中的电容器装置，每日应进行一次外观检查，检查项目如下：

（1）电容器外壳有无露油现象；

（2）套管有无露油、开裂现象；

（3）电容器有无肿胀，焊接缝隙有无裂纹；

（4）运行时是否有异响；

（5）接头是否温度过高；

（6）如果发现肿胀或内部有异响，应马上停止运行，以免发生意外事故。

2.2 温度检查

在外界空气温度为40 ℃时，电力电容器外壳温度应小于55 ℃，温度过高会造成电力电容器在工作中发生外壳肿胀及渗油故障。

为了监测外壳温度，可在电力电容器外壳上加装示温片。当多个示温片发生熔化时，则说明电容室内温度过高，当室温达到25 ℃时，则应起用外部通风降温。在冬季电容器温度能小于-28 ℃，以防止内部溶剂发生凝固。当发现单个示温片熔化时，则说明该台电容器内部有可能有故障，内部损耗过大，应加强监测，或将该台电容器替换。

2.3 电气检查

当电网电压高于电容器额定电压的1.1倍，或电流大于额定电流的1.3倍时，电容器应停止工作。同时要进行清洁工作，即清洁电力电容器的外部、支架及其他附属装置上的灰尘和异物。

2.4 接触部位检查

仔细检查电力电容器组电气线路所有接触触头的连接。检查螺母松动紧固，引出端紧固程度，瓷套管是否开裂和渗油，瓷釉是否完好等。

2.5 保护装置检查

定期对熔断器件进行检查，发现有损坏的熔件和不匹配的熔丝，应马上替换。检查继电保护动作和铭牌指示，电容器柜中断路器动作，在未找出故障之前，不得重新合闸。

2.6 放电装置检查

三相指示灯、二次指示灯应正常显示。如有熄灭情况，应确定原因，需要时要停用电力电容器。

2.7 漏油检查

用橡胶做密封垫圈上有微量的油珠是正常的，不会影响设备的正常工作，但在运行中发现电容器外壳滴油时，应停止工作，然后进行检修。

3 电力电容器的故障处理

处理故障时，应断开电容器开关和隔离开关，并确保放电电阻充分放电后，再进行检修。

3.1 电器柜中的电力断路器自动跳闸

断路器跳闸不能强制复位，检修人员必须检查装置动作情况。根据动作情况进行分析，依次检查电容器、互感器、线缆、是否熔化、胀肚及漏油，检查触头是否发红或熔化、套管是否发黑。若无上述情况，断路器动作的原因是电网电压波动所致，检查确认后方可上电，否则应进一步做更全的通电试验，以及互感器的特性试验。假如故障原因仍未确定，还需要拆解电容器组，逐台进行测试，保证查明原因之后再上电试运行。

3.2 电力电容器外壳胀肚

电力电容器在运行中外界温度的升高及过载，使介质损耗增加而温度升高，导致电力电容器溶剂受热膨胀。在一般情况下，外壳能适应这种压力的变化，但是长期过载或外部温度过高，会导致电容器外壳的变形，这就是通常所见的膨胀现象。

当电力电容器发生膨胀时，如果情况轻微，可继续运行。但当外部温度超过40 ℃时，应减少负载和加强冷却，如果情况恶化，电力电容器要停止工作。

为保证电力设备安全运行，在正常运行中改善电容器的散热条件，并应尽量减少操作次数，加强巡逻，定期进行测试，同时在运行中应尽量避免过载情况的发生。

3.3 电力电容器漏油

在运行时，由于环境温度过高及过载，电力电容器的温度升高，引起电力电容器溶剂受热膨胀，外壳的压力加大，在外壳接缝处、瓷套管等处会产生油珠。由于外壳内部有空隙，外界的空气和潮气将从接缝处进入装置内部导致绝缘降低，如果工作时间过长，绝缘层将被击穿，严重时电容器内部压力会急剧上升，发生电容器炸裂的情况。

当电力电容器漏油情况严重时，电力电容器要停止工作，立即进行检修。

3.4 变配电站停止电力供应时对电力电容器的处理

在变配电站发生停止电力供应时，应将所有断路器切除。当电网恢复供电时，电网电压向电力电容器充电，电力电容器充电完成，向电网产生大量无功功率，致使电网电压上升。所以，将各线路断路器合闸送电，则电网电压还是保持较高等级，为了使负载恢复到正常工作的数值，要一段时间的等待，因此电网电压要高于电力电容器额定电压的1.1倍。另外，当空载变压器投入工作，其三次谐波电流是充电电流的主体，这时，假如电力电容器与变压器的电感满足共振条件，则电流值将达到额定电流的2～5倍，持续时间约半分钟，这会导致过电流保护装置的运行。

因此，由于电网电压上升及谐波电流的影响，当电网停止供电时，保证要把电力电容器的断路器切除，这样可以预防电力电容器的损坏。当变配电站恢复供电，各线路送电完毕后，应根据电网电压的高低及无功功率的情况，决定电力电容器是否工作。

4 结 语

为了确保智能建筑供配电系统的正常工作，安全运行，工程人员应当重视对电力电容器的巡检和维护，及时排除出现的故障，确保整个供配电系统的顺利运行。

参 考 文 献

[1] 刘晓明，朴文泉，冷雪，等. 喷口长度对超高压SF6断路器影响及混沌识别[J]. 沈阳工业大学学报，2013（5）：4-8.

[2] 黄建伟. SF6断路器应用中的维护要点[J]. 新疆有色金属，2013（6）：89-90.

[3] 杨波. 浅谈110KV以上SF6断路器的检修与维护[J]. 电子制作，2013（14）：208.

高压电容器范文第3篇

6.2.1 油浸箔式并联电力电容器是高压并联电力电容器的主要品种，产销量占全部高压并联电力电容器的98%以上。这种电力电容器所用的主要原材料分别介绍如下：

1）电介质：

分为固体和液体两种。

a）固体电介质

固体电介质有聚丙烯膜和电力电容器纸。并联电力电容器固体电介质应用最广泛的是等规双轴定向拉伸聚丙烯薄膜，而制造全膜介质电力电容器用的是双面粗化的易浸型薄膜。这种材料具有介电性能好、低、绝缘电阻高、电弱点少、有较好的耐湿性和浸渍性能等特点，缺点是介电常数偏小。聚丙烯薄膜最早于上世纪60年代，由美国GE公司率先应用于电力电容器的制造。另一种固体电介质是电力电容器纸，电力电容器纸由优质纸浆经脱水、碾压后制成。电力电容器纸中含有大量扁平状纤维和空隙，具有介电常数较大、浸渍性能和耐弧能力优良的特点，但耐电强度较低，导电点较多，且较大。电力电容器纸上世纪50～70年代曾作为主要固体介质大量应用于并联电力电容器的制造，目前仍用来与聚丙烯薄膜配合制造复合介质电力电容器。在复合介质电力电容器中，它夹在薄膜之间，浸渍时起到“灯芯”的作用。

b) 液体电介质

液体电介质，也称绝缘油，用来作为浸渍剂，浸渍固体介质并填充电力电容器内部的空隙。目前国内用来制造高压并联电力电容器的液体介质主要是二芳基乙烷（学名缩写PXE又称“S”油）和苄基甲苯（学名缩写M/DBT）。它们的共同特点是粘度低，有利于浸渍，小，击穿强度高；分子结构中芳香烃成分高，吸气性好，因此有优良的耐局部放电性能；它们易被生物分解，对环境无污染；与薄膜的相容性良好，均特别适用于浸渍全膜电力电容器。

PXE在低温下的局部放电性能不够好，用它浸渍的电力电容器在－25℃下的局部放电电压比+20℃时下降约三分之一。因此用它浸渍的电力电容器不宜用在环境空气温度下限为－25℃及以下地区。为此有人对PXE从化学结构上进行改进，合成一种PXE的同分子异构体苯基乙苯基乙烷（学名缩写PEPE，也称低温“S”油），其介电性能与PXE相近，而粘度、凝固点以及对聚丙烯薄膜的膨胀率均比PXE低，－25℃及以下的局部放电电压仍较高，可以用来制造低环境空气温度下限下运行的电力电容器。

M/DBT是单苄基甲苯（MBT）和二苄基甲苯（DBT）的混合液体，法国商品名为C101或C111。其芳香烃含量比PXE高，低温时的粘度、局部放电性能比PXE优良，与聚丙烯薄膜的相容性也比PXE好，特别适宜于浸渍低温条件下工作的并联电力电容器。

c) 气体介质

气体介质主要用于充气集合式电力电容器的大箱体内，作为绝缘和导热介质。种类有六氟化硫（SF6） 和氮气（N2）及它们的混合气体。现在由于气体的渗漏问题，气体的并联电力电容器也现在也已经基本停止生产。

3）极板

铝箔用来构成电力电容器的极板。铝箔由纯度为高于99.99%的铝材压延而成，厚度为5～7μm。铝箔一般用分切机切割成需要的宽度，也有厂家使用经激光切割的铝箔，以减少边缘毛刺，降低尖锐度，有利于降低该部位介质的电场强度。

6.3引起电力电容器故障的主要原因

电力电容器生产制造的原因

真空断路器的操作过电压

高压电容器范文第4篇

关键词：高频高压变压器，变压器寄生元素，线包-整流器结构。

Abstract: Capacitance of High frequency high voltage transformer has a great impact on the power conversion performance of both High frequency high voltage transformer and DC power supply.This article describes the use of winding - rectification structural change and the AC winding capacitance adjustment of high frequency high voltage transformer. First of all, it provides the theoretical background of the method, DC and AC capacitance concepts, and equivalent circuit of transformer-rectifier combination. Finally, it uses the ESP DC power supply with high frequency high voltage power transformers and Rectifier systems to verify equivalent circuit and method. The experimental results show that by the use of winding - rectification structure, the AC winding capacitance can be largely adjusted, consequently; the converter performance would be improved.

Keywords: high frequency high voltage transformer, AC and DC capacitor, transformer’s parasitic elements, winding-rectification structure.

中图分类号： TM42 文献标识码：A 文章编号：

1.导言 高频高压变压器在高压直流电源应用中是一个重要的组成部分。变压器输出拥有电容滤波器的二极管整流整流器的工业应用情况并不少见。 这似乎是几十年来一直分析的完善的技术。对低压低频变压器，这才是真正，分析电路的工作时， 必须考虑的是只有变压器的漏感。

然而， 在高频高压变压器应用中，漏感以外的寄生电容的作用也很明显的，不可忽略。

许多文章研究了变压器或电感器的寄生电容的计算模型[1, 2, 3 ]。而且，提出了高频变压器寄生电容的测定方法[4, 5，6，7]。

尤其，通过绕组制造方法，在一定程度上可以减少。但高频高压应用时，升压比较大，高压侧的分布电容是不能忽略的，不能消除了。另外，降低绕组电容，通常带来增加漏感[8，11]。

如果变压器寄生元件利用为变换器的主电路的组成部分，这一点尤为重要。高频高压变换器常用串并联谐振变换器,有三个谐振元件[9，10，12]。在这种转换器应用中，必须相当精度掌握变压器的寄生元件。

图1.串并联谐振变换器

图1的L、Cp和CF可以利用变压器的寄生元件。 那么，变压器的漏感LL为L，绕组电容的交流部分Cac为Cp，直流部分Cdc为CF。

从变压器的电场组成为直流电场和交流电场，通过改变这些电场可以改变绕组电容的直流和交流成分。直流电容表示为在直流电场上的电能，这电能没有在开关周期内充电和放电，然而， 交流电能在开关周期内充电和放电。

如果副边绕组分割成几个线包， 通过利用不同的线包-整流器结构，线包的直流电压和交流电压分布可以变化，同时绕组的交流电容变化。

论文提出了线包-整流器结构的概念，然后分析效果，而且讨论包括整流器的变压器模型的参数和导出。通过仿真和实际试验，验证模型的有效性，表示了不同线包和整流结构上的实验结果。

1.输出具有整流器的变压器的模型

理想变压器假设绕组电阻为零，电场储量为零，没有漏磁场，铁芯的导磁性无限高。许多情况下，尤其，高频高压应用中，必须考虑变压器的非线性特性。非线性在等效电路中表示为寄生元件，电阻为功率损耗，电感为磁场，电容为电场。

电力变换器应用中，变压器的效率是一般99%以上。因此，寄生电阻可以忽视。

高压应用中， 电场的储能很明显， 必须重视寄生电容 [1，7 ]。

图2给出了所有寄生参数折算到原边的变压器和整流器模型。

图2. 所有参数折算到原边的变压器和整流器模型

如上前所述，变压器输出连接到整流，电场分割为交流和直流电场。 绕组电容CT经过二极管分成为Cac和Cdc两个部分。

3.模型的验证

为了验证图2的模型，阶跃电压VD施加变压器的原边，由此产生的原边绕组的电流iL可以测定。 根据电流波形和阶跃电压， 模型的参数确定来。 阶跃响应电路如下图3所示。

图3.阶跃响应电路。

在图3的电路的阶跃响应的仿真结果如下图4所示。

图4. 阶跃响应的仿真。

第一阶段，0

t=T/2，电流iL第一过零，第一阶段结束，iL转化为负，电容开始放电。由于二极管D是反向偏压，CAC阻止放电。因此，CDC从电路中分离。

第二阶段t＞T1/2，电流以更高的频率f2=1/T2振荡。从图4看出iL波形线性的振荡上升。这种线性上升取决于阶跃电压产生的磁化电流iM。iM的斜率可由TM和iM(TM)确定，TM为T1/2以后的任何一个周期，iM(TM)表示一个周期内的电流增加量。电路中包含等效电源。

第二阶段的等效电路如图5-b)所示。

图5. 第一和二阶段的等效电路

分析磁化过程时，串联的LL和LM上施加阶跃电压，导致磁化电流iM的线性上升。这种线性上升叠加在振荡的波形。等效励磁如下图6所示。

图6. 等效励磁电路

假设变压器的漏感LL比磁化电感LM更小，LM和LL的串联约等于LM，LM和LL的并联约等于LL。

（1）

高压电容器范文第5篇

摘要：BAMHL11-7200-1×3W是在总结以往充气集合式高电压并联电容器产品优点的基础上，为优化大容量产品结构，提高绝缘可靠性和设备技术经济性能而开发的项目。本文着重介绍该产品的内部结构、外壳筋板结构和混合气体绝缘等几点改进。