電力電容器在電力系統(tǒng)中主要作無(wú)功補(bǔ)償或移相使用，大量裝設(shè)在各級(jí)變配電所里。這些電容器的正常運(yùn)行對(duì)保障電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量與效益起著重要作用。
1、無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?br />
用電功率因數(shù)是指用電負(fù)荷的有功功率與視在功率的比值。電力用戶在用電設(shè)備時(shí)，如變壓器、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電力線路等，除從電力系統(tǒng)吸取有功功率外，還要吸取無(wú)功功率。雖然無(wú)功功率僅完成電磁能量的相互轉(zhuǎn)換，并不作功，但沒(méi)有無(wú)功，則變壓器不能變壓、電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)、電力系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。
由于無(wú)功功率的消耗，導(dǎo)致用電功率因數(shù)降低，因而占用了電力系統(tǒng)發(fā)供電設(shè)備提供有功功率的能力，或增加了發(fā)送無(wú)功功率的設(shè)施，同時(shí)也增加了電力系統(tǒng)輸電過(guò)程中的有功功率損耗。因此，世界各國(guó)電力企業(yè)對(duì)電力用戶的用電功率因數(shù)都有要求，并按用戶用電功率因數(shù)的高低在經(jīng)濟(jì)上給予獎(jiǎng)懲。
2、無(wú)功功率就地補(bǔ)償原則和優(yōu)點(diǎn)
無(wú)功功率就地補(bǔ)償?shù)脑瓌t是對(duì)大容量、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、供電線路長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)等用電負(fù)荷應(yīng)實(shí)行無(wú)功補(bǔ)償。
實(shí)行無(wú)功就地補(bǔ)償，可以減少發(fā)電機(jī)送出的無(wú)功功率和通過(guò)線路及變壓器的無(wú)功功率，所以也將減少線路和變壓器中的有功功率和電能損耗，提高用電變壓器和線路的利用率。
電力用戶常用的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備是電力電容器，又稱并聯(lián)電容器、移相電容器、靜電電容器。無(wú)功補(bǔ)償裝置的種類有：
(1)并聯(lián)電容補(bǔ)償。它的主要作用是，就近向負(fù)荷供給無(wú)功，以提高用電功率因數(shù)、改善電壓質(zhì)量、降低線路損耗。它具有運(yùn)行簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)可靠等優(yōu)點(diǎn)。
(2)同步補(bǔ)償器，又稱調(diào)相機(jī)。它實(shí)質(zhì)上是空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)，在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行狀態(tài)下，向電力系統(tǒng)供給無(wú)功；在欠勵(lì)磁運(yùn)行狀態(tài)下，從電力系統(tǒng)吸取無(wú)功功率。
(3)電力電容器成套補(bǔ)償裝置。這種裝置將電力電容器及其控制、保護(hù)電器按一定接線連接起來(lái)的成套裝置，具有安裝方便、建設(shè)周期短、造價(jià)低、投資少、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便、損耗小等優(yōu)點(diǎn)。
(4)靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，簡(jiǎn)稱靜補(bǔ)。它用于補(bǔ)償系統(tǒng)動(dòng)態(tài)工作情況下所需的無(wú)功功率。
3、我國(guó)電力電容器技術(shù)現(xiàn)狀
我國(guó)的電力電容器制造業(yè)是從20世紀(jì)50年代開始的。80年代，通過(guò)引進(jìn)消化制造技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量快速發(fā)展，根本上改變了國(guó)產(chǎn)電容器的技術(shù)狀況，扭轉(zhuǎn)了大量進(jìn)口的局面，運(yùn)行可靠性不亞于進(jìn)口產(chǎn)品。與國(guó)外的產(chǎn)品相比，國(guó)產(chǎn)電容器在某些重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和外觀上差距尚大，尤其是在靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償（靜補(bǔ)）和串聯(lián)補(bǔ)償裝置等方面落后較多。
3.1高壓并聯(lián)電容器和交流濾波電容器
(1)介質(zhì)材料的進(jìn)步：①固體介質(zhì)材料為全聚丙烯薄膜，它具有耐電強(qiáng)度高、介損小等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)取代了膜紙復(fù)合介質(zhì)。1999年，我國(guó)電容器介質(zhì)實(shí)現(xiàn)了全膜化后，技術(shù)水平已與國(guó)外相當(dāng)，是一大飛躍；②浸漬液體材料。目前國(guó)內(nèi)有兩種即：即二芳基乙烷( PXE)和芐基甲苯(M/DBT)。其中，PXE已使用了10年以上，價(jià)格較低；M/DBT也已使用了5年以上，價(jià)格較高，但在局部放電和低溫性能上優(yōu)于PXE，是國(guó)際上普遍采用的介質(zhì)，也是我國(guó)要采用的主導(dǎo)浸漬介質(zhì)。
(2)老產(chǎn)品采用膜紙復(fù)合介質(zhì)，極板鋁箔縮進(jìn)介質(zhì)邊緣內(nèi)部，插入引線片將電流引出；新產(chǎn)品采用全膜介質(zhì)（可以是三膜或兩層雙面粗化膜），鋁箔折邊凸出，是目前廣泛采用的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是：①介質(zhì)耐電強(qiáng)度高、損耗��；②鋁箔折邊改善邊緣場(chǎng)強(qiáng)，改善局部放電性能；③鋁箔凸出焊接引出，不插引線片，排除了引線片可能對(duì)介質(zhì)造成的機(jī)械損傷。
(3)新產(chǎn)品內(nèi)部裝有放電電阻和內(nèi)部熔紙。放電電阻為高壓玻璃釉電阻，并聯(lián)在每個(gè)串聯(lián)段上，停電后10 min會(huì)將剩余電壓降到75 V以下，保護(hù)人身安全。電容器內(nèi)部每個(gè)元件有精心設(shè)計(jì)的熔絲，運(yùn)行中若元件擊穿，則迅速熔斷，將故障元件切除，僅損失微小電容，整臺(tái)電容器和整個(gè)電容器組可保持繼續(xù)正常運(yùn)行。
目前，先進(jìn)的國(guó)產(chǎn)大容量電容器已采用國(guó)外新型的內(nèi)熔絲技術(shù)（分離式結(jié)構(gòu)），熔絲兩端連接部分為多股并繞，中間為單股熔絲，放置在疊放元件之間，將各個(gè)熔絲完全分離，防止熔絲動(dòng)作造成對(duì)相鄰?fù)旰迷劢z的損傷，防止了熔絲群爆，也防止對(duì)絕緣油的污染。
(4)產(chǎn)品性能有很大的提高。20世紀(jì)90年代中期的主導(dǎo)產(chǎn)品BFF型膜紙復(fù)合電容器與當(dāng)今的BAM全膜電容器相比，其單臺(tái)容量有了大幅提高，介質(zhì)損耗降低到原來(lái)的1/4以下，單位kvar的質(zhì)量和體積降為原來(lái)的2/3以下。新產(chǎn)品大都采用新型結(jié)構(gòu)的內(nèi)熔絲和不銹鋼外殼，外殼絕緣水平和爬電比距也都有了等級(jí)上的提高。
(5)制造工藝的進(jìn)步，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的提高和損壞率的下降，老大難的滲漏油問(wèn)題有了明顯改觀。目前，西安、桂林、無(wú)錫、錦州四大高壓電容器制造企業(yè)都先后進(jìn)口了國(guó)際上最先進(jìn)的電容器元件全自動(dòng)卷制機(jī)，或全自動(dòng)真空浸漬設(shè)備，焊接、油漆設(shè)備和工藝也都有了很大改進(jìn)。
3.2新品種電容器的開發(fā)
為滿足電力系統(tǒng)和企業(yè)用戶的需要，近年來(lái)開發(fā)和生產(chǎn)了用于無(wú)功補(bǔ)償和交直流濾波裝置的新型高壓電容器有：①集合式并聯(lián)電容器；②充氣集合式并聯(lián)電容器；③自愈式高壓并聯(lián)電容器；④靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置( SVC)；⑤直流輸電用高壓電容器。
(1)集合式并聯(lián)電容器
它于20世紀(jì)80年代中期開發(fā)，90年代推廣應(yīng)用，目前已非常廣泛，占全部高壓并聯(lián)電容器的30%。該產(chǎn)品的特點(diǎn)是：生產(chǎn)和安裝方便、占地面積小、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單；外殼接地，對(duì)人安全；引出套管少、耐污穢、防鳥害。
(2)充氣集合式并聯(lián)電容器
它是在充油集合式并聯(lián)電容器基礎(chǔ)上，從2 000年開始發(fā)展的新品種。用微正壓( 0.04 MPa)的SF6氣體或SF6與N：的混合氣體取代可燃的絕緣油，充入集合式電容器的大箱體內(nèi)。它除了保持充油式的優(yōu)點(diǎn)外，還具有難燃、防爆、沒(méi)有漏油污染等特點(diǎn)。與自愈式高壓電容器相比，具有壽命長(zhǎng)、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。由于適應(yīng)城市變電站設(shè)備無(wú)油化的要求，充氣集合式并聯(lián)電容器市場(chǎng)發(fā)展很快。
(3)自愈式高壓并聯(lián)電容器
它是1998年開始在原自愈式低電壓并聯(lián)電容器上發(fā)展的高壓于式電容器。由于是無(wú)油化，故城網(wǎng)也十分歡迎。
(4)靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置
由于相控閥技術(shù)的成熟和散熱方式的改進(jìn)，設(shè)備價(jià)格大幅下降，達(dá)到用戶能接受的水平，因此近年發(fā)展很快，已在冶金行業(yè)中廣泛采用。由于SVC在功率因數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、抑制閃變和穩(wěn)定供電電壓方面的長(zhǎng)處及由此產(chǎn)生的巨大經(jīng)濟(jì)效益（通常2～3年即可收回設(shè)備投資），目前在企業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)成熟，正在努力應(yīng)用于電力系統(tǒng)。而更為先進(jìn)的無(wú)功發(fā)生器( Statcom)已在我國(guó)研制成功。
(5)直流輸電用高壓電容器
在直流輸電工程用電力電容器中，國(guó)產(chǎn)500 kV并聯(lián)電容器已成功應(yīng)用于天廣、三常、三廣和貴廣直流工程。交直流濾波電容器、交直流PLC濾波電容器和直流耦合電容器也有少量在運(yùn)行中。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是電壓高、承受的諧波大、裝置的容量大。
(6)低壓并聯(lián)電容器
通過(guò)引進(jìn)技術(shù)和生產(chǎn)線，在20世紀(jì)90年代實(shí)現(xiàn)了低壓并聯(lián)電容器產(chǎn)品的更新?lián)Q代。以金屬化聚丙烯薄膜為介質(zhì)的自愈式電容器取代了傳統(tǒng)的以鋁箔為極板的油浸紙介質(zhì)電容器。自愈式電容器的優(yōu)點(diǎn)是，單臺(tái)容量大、介損小、體積小、質(zhì)量小、價(jià)格低，使低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置面貌煥然一新。
3.3我國(guó)電容器與國(guó)外的差距
(1)國(guó)產(chǎn)殼式高壓并聯(lián)電容器的單臺(tái)容量��；
(2)國(guó)產(chǎn)高壓電容器比特性差距大；
(3)補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)選擇不同。國(guó)外廣泛采用在345 kV及以下主負(fù)荷側(cè)補(bǔ)償，國(guó)內(nèi)以在66 kV及以下三次側(cè)補(bǔ)償為主；
(4)產(chǎn)品外觀上的差距。國(guó)產(chǎn)電容器普遍存在著造型不夠美觀、加工工藝粗糙、焊接和防腐涂層質(zhì)量差等明顯差距；
(5)在靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償和串聯(lián)補(bǔ)償?shù)雀咝录夹g(shù)方面還存在著很大差距。
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