电容器的作用和使用方法

1.为什么要使用电容器？

电容器主要用于补偿工频电力系统的感性无功功率，以提高功率因数，改善供电质量，降低线路损耗。

2.电容器在什么样的电压下运行才算正常？

电容器允许在不超过1.1倍额定电压下长期运行，并能在1.5倍额定电压（瞬时过电压除外）下每昼夜运行不超过30分钟。为了延长电容器的使用寿命， 电容器应经常维持在不超过额定电压下运行。

3.电容器的对环境要求

电容器一般使用在周围环境空气温度为－40℃～＋40℃的场所，安装地区海拔高度不超过1000米，对于低电压并联电容器可用在海拔高度2000米以下。

4.电容器的安装注意事项

①应满足周围环境温度的要求外，电容器应装在无侵蚀性蒸气和气体，不爱灰尘等侵蚀、且通风良好的地方。（户内产品应不受雨、雪等侵袭）

②电容器可装在铁架上，一排或二排，每排上下放置不宜超过三层，层间应有足够的绝缘距离，每层中电容器之间的距离应不小于100毫米，安装时电容器应直立(特别设计的也可横放）。为保持通风良好和工作人员巡回检查和维护方便，电容器装置应设置维护通道，其宽度不应小于1.2米。

③不得安装防碍空气流通的水平层间隔板，冷却空气的出风口应安装在每组电容器的上方

④电容器装在架子上之前需进行电容量搭配，使其相同电容量平衡（准确度为5%）。

⑤线路的电压波形和特性应该在装置电容器前后进行确定，并采取相应措施，特别是有谐波来源（整流器等）的线路。

⑥电容器直接接在感应电动机出线端，当电动机从线路断开时，可能发生自激，故电容器上电压可能升高至大于额定值，为了避免这一点，在选择电容器时，必须使电容器的额定电流小于电动机的空载电流。

5.怎样接通和断开电容器？

①电容器组在接通前用兆欧表检查放电网路。

②当汇流排上的电压超出规定的最大允许数值时，禁止将电容器组接入网路。

③在电容器组自网路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在接通和断开电容器时，要选用不能产生危险过电压的开关，并装设能抑制危险过电压的设备，并且开关的额定电流不应低于1.5倍电容器组的额定电流。

6.电容器使用过程中的注意事项有哪些？

①经常对运行的电容器组进行外观检查，如发现箱壳明显膨胀（100Kvar以下每面膨胀量不大于10mm；100Kvar及以上每面膨胀量应不大于20mm）应停止使用，以免故障发生。

②注意电容器组运行时的温度，如超过设计时的最高温度时，应采用人工冷却（安装风扇等）或将电容器与网路断开。 安装地点和电容器外壳上最热点的温度的检查可以通过水银温度计等进行，并且须做好温度记录（特别是在夏季）。

③电容器的工作电压和电流在使用时不得超过最高电压和电流。

④电容器套管表面、电容器外壳、放电容器的铁架子上面不应积满灰尘和其它脏物。

⑤必须仔细地注意接有电容器组的电气线路上所有连接处接触可靠性，因为在线路上一个连接处出了故障，甚至螺母旋的不紧都可能使电容器早期损坏，使整个设备发生事故。

⑥电容器在运行一段时间后，需要进行耐压试验，试验的数值详见相关下载里的《并联电容器使用说明书》。

7.电容器使用中的常见故障排除

①在运输或运行过程中如发现电容器外壳漏油，可以用锡铅焊料钎焊的方法修理。

②套管焊缝处渗油，可用锡铅焊料修补，但应注意烙铁不能过热以免银层脱焊。

8.什么是谐波

电力系统中有非线性（时变或时不变）负载时，即使电源都以工频50HZ供电，当工频电压或电流作用于非线性负载时，就会产生不同于工频的其它频率的正弦电压或电流，这些不同于工频频率的正弦电压或电流，用富氏级数展开，就是人们称的电力谐波。

随着经济发展，大功率可控硅的广泛应用，大量非线性负荷增加，(https://www.dgzj.com/ 电工之家)特别是电子技术、节能技术和控制技术的进步，在化工、冶金、钢铁、煤矿和交通等部门大量使用各种整流设备、交直流换流设备和电子电压调整设备，电熔炼设备、电化学设备、矿井起重设备、露天采掘设备、电气机车等与日俱增，同时种类繁多的照明器具、娱乐设施和家用电器等普及使用，使得电力系统波形严重畸变。

9.谐波的危害

电力谐波的主要危害有：

a、引起串联谐振及并联谐振，放大谐波，造成危险的过电压或过电流；

b、产生谐波损耗，使发、变电和用电设备效率降低；

c、加速电气设备绝缘老化，使其容易击穿，从而缩短它们的使用寿命；

d、使设备（如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等）运转不正常或不能正确操作；

e、干扰通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚至损坏通信设备。

10.谐波的治理

1）谐波治理标准

GB/T 14549—93 《电能质量 公用电网谐波》

该标准对不同电压等级各次谐波允许注入值都作了具体规定（略），其规定公用电网谐波电压（相电压）限值

2）谐波治理

谐波治理就是在谐波源处安装滤波器，就近吸收谐波源产生的谐波电流，现在广泛采用的滤波器为无源滤波器，另外有利用时域补偿原理的有源滤波器，这种滤波器的优点是能做到适时补偿，且不增加电网的容性元件，但造价较高。无源滤波装置，吸收高次谐波，而所有滤波支路对基波呈现容性，正好满足无功补偿要求，不必另装并联电容器补偿装置，这种方法经济、简便，国内外广泛采用。

11.滤波器的种类

(a)—单调谐波滤波器；(b)—双调谐滤波器；

(c)—一阶高通滤波器；(d)—二阶高通滤波器；

(e)—三阶高通滤波器；(f)—“c”式高通滤波器。

单调谐滤波器通频带窄，滤波效果好，损耗小，调谐容易，是使用最多的一种类型。

双调谐滤波器可替代两个单调谐滤波器，只有一个电抗器（L1）承受全部冲击电压，但接线复杂，调谐困难，仅在超高压系统中使用。

一阶高通滤波器因基波损耗大，一般不采用。

二阶高通滤波器通频带很宽，滤波效果好，既可调谐振点，又可调谐曲线锐度，并可防意外共振与放大，因此也有以二阶宽通带做低次滤波器。

三阶高通滤波器一般用电弧炉滤波。

“C”式高通滤波器，用于电弧炉滤波，对二次谐波特别有效。

12.补偿

企业中由于大量的电力负荷是感性负荷，因此企业的自然功率因数较低，如不采用人工补偿，提高功率因数，将造成如下不良影响：

a、降低发电机的输出功率，当发电机需提高无功输出，低于额定功率因数运行时，将使发电机有功输出降低；

b、降低了变电、输电设备的供电能力；

c、使网络电力损耗增加（网络中的电能损失与功率因数平方数成反比）；

d、功率因数愈低，线路的电压降愈大，使得用电设备的运行条件恶化；

e、月均功率因数低于0.9（小型低压用户或农业用电为0.8），将受到“电力罚款”。

13.对高次谐波的抑制措施

为了减少和避免高次谐波对并联补偿装置的危害。为减少谐波电流流入电容器和合闸涌流，可串适当的电抗器。其感抗值应在可能产生的任何谐波下，均使电容器回路的总电抗为感抗，从而消除谐振的可能。

如对6脉冲整流线路，有5次以上谐波，XL=4.5%～6%XC；对有3次谐波的线路XL=（12%～13%）XC。

为了防止可能出现铁磁谐振，一般应采用无铁芯电抗器。

上述可见，提高功率因数不仅对电力系统，而且对企业经济运行有着重大意义。 在考虑提高功率因数时，应首先提高企业用电设备的自然功率因数，当采取措施后还达不到要求时，采用人工补偿装置。一般除在容量较大、经常运行的恒速机械（如水泵、空压机、鼓风机、电动发电机组等）上采用同步电动机补偿外，其它的应安装并联电容器进行补偿。