电容器
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---电容器的基本知识一、基础知识电容器是一种储能元件,在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。
电容器通常叫做电容。
按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。
1.常用电容的结构和特点常用的电容器按其介质材料可分为电解电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃釉电容等。
表1 常用电容的结构和特点壳或者绝缘材料(如火漆、陶瓷、玻璃釉等)耐压高,烯。
涤纶薄膜电容,介电常数较高,体积小,用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板,成。
它的特点是体积小、容量大、性能稳定、2.主要性能指标标称容量和允许误差:电容器储存电荷的能力,常用的单位是F、uF、pF。
电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。
电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。
常用固定电容允许误差的等级见表2。
常用固定电容的标称容量系列见表3。
一般,电容器上都直接写出其容量,也有用数字来标志容量的,通常在容量小于10000pF的时候,用pF做单位,大于10000pF的时候,用uF做单位。
为了简便起见,大于100pF而小于1uF的电容常常不注单位。
没有小数点的,它的单位是pF,有小数点的,它的单位是uF。
如有的电容上标有“332”(3300pF)三位有效数字,左起两位给出电容量的第一、二位数字,而第三位数字则表示在后加0的个数,单位是pF。
额定工作电压:在规定的工作温度范围内,电容长期可靠地工作,它能承受的最大直流电压,就是电容的耐压,也叫做电容的直流工作电压。
如果在交流电路中,要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。
常用的固定电容工作电压有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V、1000V。
表2 常用固定电容允许误差的等表3 常用固定电容的标称容量系列绝缘电阻:由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体,它的电阻不是无限大,而是一个有限的数值,一般在1000兆欧以上,电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻,或者叫做漏电电阻,大小是额定工作电压下的直流电压与通过电容的漏电流的比值。
电容器的分类及应用场合电容器是一种能储存电荷的电子元件,主要用于调节电流和电压的稳定性,以及进行电荷的储存和释放。
根据其结构和性能特点,电容器可以分为以下几种类型:固定电容器、可变电容器、电解电容器、陶瓷电容器和薄膜电容器。
1. 固定电容器:固定电容器是一种电容器,其电容值在制造过程中被固定下来,无法调节。
固定电容器主要分为陶瓷电容器和薄膜电容器两种。
(1)陶瓷电容器:陶瓷电容器是由陶瓷材料制成的电容器,具有较高的电容值,稳定性好,工作频率范围广。
它常用于电子电路中的耦合、绕组绝缘和信号隔离等场合。
(2)薄膜电容器:薄膜电容器是以金属薄膜为电极介质的电容器,具有较小的尺寸和较高的可靠性,广泛应用于电子电路中的滤波、耦合、绕组绝缘等场合。
2. 可变电容器:可变电容器是一种可以调节电容值的电容器,能够根据外界信号或控制器调节电容值大小。
可变电容器主要分为悬浮式电容器和固定电容器两种。
(1)悬浮式电容器:悬浮式电容器由一个可移动的金属板和一个固定的金属板组成,通过移动可调变金属板间的距离,从而改变电容值的大小。
悬浮式电容器常用于无线电调谐器、收音机和电视等设备中。
(2)固定电容器:固定电容器是一种使用多个可调变电容器组成的电容器,通过选择不同的固定电容值来调整电容值的大小。
固定电容器常用于电感元件调谐、振荡电路和变频器等场合。
3. 电解电容器:电解电容器是一种以电解液为介质的电容器,具有较大的电容值和良好的频率特性。
电解电容器主要分为铝电解电容器和钽电解电容器两种。
(1)铝电解电容器:铝电解电容器是一种电容值较大的电容器,其电容值可以从几微法拉到几毫法拉不等。
铝电解电容器常用于电源滤波、信号耦合、发射电路和音响设备等高频率场合。
(2)钽电解电容器:钽电解电容器是一种电容值较小但电容压缩率高的电容器,具有较好的频率特性和工作温度范围。
钽电解电容器常用于超声波发生器、高速计数器和精密测量仪器等场合。
电容器在各个领域都有着广泛的应用。
各种电容器的分类及特点电容器是一种储存电荷的基本电子元器件,其功能是在电子设备中提供电能储存和释放的能力。
根据不同的特性,电容器可以被分为多个不同的分类。
下面将介绍几种主要的电容器分类及其特点。
1.固定电容器-陶瓷电容器:具有较小的容量和较高的工作电压,由氧化物陶瓷材料制成。
特点是尺寸小、价格低廉、启动能力强,适用于高频电路。
-线性电容器:由金属箔与绝缘纸层叠构成,可以轻松实现较大的电容量。
特点是自感高、损耗小,适用于高频电路。
-电解电容器:由铝箔与电解液构成。
具有较大的电容量和良好的电化学特性,适用于大容量的电池和直流电源滤波电路。
2.变值电容器-可变电容器:具有可调节电容值的特点,可通过旋钮或其他操作方式进行调整。
适用于需要动态调节电容的电路,如无线电调谐器等。
-可变介质电容器:通过改变介质的电感值来改变电容值,常用的可变介质有气体、液体或固体。
适用于需要非常精确的电容调节的电路。
3.效应电容器-电容耦合电容器:通过隔离交流信号和直流信号,使其只通过交流信号,用于放大器的耦合电容。
特点是能够削弱低频信号的损失,适用于音频放大器等电路。
-压控电容器:通过改变外加电压来改变电容大小的特性的电容器,适用于电压控制振荡器、频率合成器等电路。
4.特殊电容器-超级电容器:也称为超级电池或电双层电容器,具有高电容量和快速充放电特性。
适用于需要短时间大功率输出的电子设备,如电动车辆。
-无极电容器:有两个电极,通过改变激励电压的极性来改变电容特性,适用于高精度测量设备。
-固态电容器:利用界面电荷分布在特殊的固态电介质上的电容效应,具有体积小、工作电压高、内电阻低、无极性等特点,适用于高频通信和高精度测量装置。
在实际应用中,电容器的选择取决于需要的电容量、工作电压、尺寸、价格和特殊要求等因素。
不同类型的电容器具有特定的特性,可以满足各种不同的应用需求。
电容器的基本知识第⼀讲电容器的基本知识⼀.什么是电容器:1.所谓电容器就是由中间夹有电介质的两相对导体构成的元件。
①电介质:绝缘体(不能导电的物质),如胶⽊、塑料、⽊材、化成铝箔上的Al 2O 3氧化膜、环氧树脂、变压器油……等等;②导体(能导电的物质):如⾦属(铜、铝……)、酸、碱、盐、电解液……等;2. 电容器的基本构造及容量关系式;①平⾏板电容器模型:C O电极间为真空电极间为胶⽊由上图可知,加了胶⽊作介质后,⾦属极板上的电荷增加了。
这是由于在电场作⽤下,嵌⼊的介质产⽣了极化现象,即介质中的分⼦、原⼦、离⼦的正负电荷在电场作⽤下发⽣了位移。
由C= 可知,此时Q 值增⼤,U 不变,C 也为之增⼤。
另外,如将极板⾯积增⼤或减少(或错位),C 也随之增⼤与减少。
将极板间的距离拉⼤或压⼩,C 也随之变⼩和变⼤。
②电容量的关系式:C ∝ , ε= = ,表⽰介质极化的程度,叫介电系数。
③ C ∝的物理意义:选⽤⾼ε介质,有效⾯积尽可能⼤的极板,⾼抗电强度(厚度⼩)的介质是设计⾼⽐特性的电容器的有效途径。
同时也回答了铝电解为什么要采⽤腐蚀箔,为什么要化成Al 2O 3氧化膜,为什么卷绕时正负箔⽚不能错位,负箔要包住正箔等问题。
U Q Uε . s а QQ 0 C C 0ε . s а同样其它电容器也都是围绕着这些参数的优化来设计的。
3.电容器的标称电容量与允许偏差:铝电解电容器标称容量与允许偏差采⽤E6系列±20%允许误差。
即以1.0,1.5,2.2,3.3,4.7,6.8这6个有效数值或其乘以10n (n为整数)倍数得到的有效数字作为标称容量。
其特点是某⼀数值的正误差极限差不多与下⼀个数值的负误差极限衔接起来。
如:150uF*120%=180uF220uF*80%=176uF如果壳号相同,则可改套,减少低容品;当然现在客户很多都甩开了系列,就更要求⽣产产商严格控制容量。
⼆.电容量的量纲与换算:1.1F(法拉)=103mF(毫法)= 106uF(微法)= 109nF(纳法)= 1012pF(⽪法);2.铝电解电容器的电容量采⽤uF为量纲,但成品编码⼤多以电容器PF为基点来命名。
电容器的特点电容器是一种常见的电子元器件,具有很多独特的特点和性能。
它在电路中起到储存和释放电能的作用,并且在各种电子设备和系统中都有广泛的应用。
本文将重点介绍电容器的特点,包括电容性、电容值、极性、介质、尺寸、稳定性以及应用等方面。
1. 电容性电容器的最基本特点就是具有电容性,即能够存储和释放电荷。
当电容器两个导体之间施加电压时,正极就会吸收正电荷,负极则吸收负电荷,这样就在两极之间形成一个电场。
电容器的电容性取决于电场强度和两极之间的距离,电容值越大,电容器存储的电荷就越多。
2. 电容值电容器的电容值是衡量其存储电能能力的指标。
电容值的单位为法拉(F)。
常见的电容器电容值范围从纳法(F)到毫法(F)不等,不同应用场景需要不同的电容值。
一般来说,电容器的电容值越大,存储的能量就越多,但体积和成本也会增加。
3. 极性电容器的极性是指在实际应用中,电容器两个极的正负极性不能颠倒的特性。
极性电容器的两个极有明确的标识,一般用加号(+)和减号(-)或者标有正负符号表示。
电容器的极性有正极电容器和负极电容器两种类型。
正极电容器在正极上面可以施加正电压,负极电容器则在负极上施加负电压,如果极性颠倒,电容器可能会损坏或无法正确工作。
4. 介质电容器的介质是充当两个电极之间绝缘层的物质。
介质的选择对电容器的性能和特点具有重要影响。
常见的电容器介质包括塑料薄膜、陶瓷、液体等。
不同的介质具有不同的介电常数和耐压能力,影响着电容器的容量、稳定性和使用寿命。
5. 尺寸电容器的尺寸大小因其电容值和应用场景不同而有所差异。
一般来说,电容值越大的电容器体积也越大。
然而,随着技术的发展,电容器的体积不断减小,容量却不断增加。
这使得电容器在小型化电子设备和集成电路中应用更加广泛。
6. 稳定性电容器的稳定性是指其在工作温度范围内的容量和电阻值保持稳定和准确的能力。
电容器的稳定性受到温度、湿度、振动和工作时间等因素的影响。
一些电容器具有良好的稳定性,可以在复杂和恶劣的环境中长时间稳定工作。
电容器的作用和特性是什么电容器是电路中常见的元件之一,具有广泛的应用。
本文将介绍电容器的作用和特性,以及其在不同领域中的应用。
一、电容器的作用1. 电荷储存:电容器能够储存电荷。
当电容器两端施加电压时,正极会聚集正电荷,负极会聚集负电荷,形成电场。
电荷的积聚使得电容器的两板之间产生电压差,从而储存了电荷。
2. 电能储存和释放:电容器具有储存和释放电能的特性。
当电容器充电时,正极积聚正电荷,负极积聚负电荷,且电场强度逐渐增加。
电容器放电时,储存在电场中的电能会以电流形式释放出来。
3. 电流的传输和滤波:电容器可以传输交流电流。
在交流电路中,电容器能够传导电流,同时阻碍直流电流的通过。
此外,电容器还可以用于滤波,去除交流电路中的噪声和杂波。
二、电容器的特性1. 电容:电容是电容器的重要特性之一,它衡量了电容器储存电荷的能力。
电容的单位是法拉(F),常见的电容量有微法(μF)、毫法(mF)和皮法(pF)等。
2. 电压:电压是电容器两板之间的电位差,即电容器所能承受的最大电压。
超过电容器的额定电压会导致电容器击穿,出现故障。
3. 介质耐压:电容器的介质耐压是指电容器介质能够承受的最大电场强度。
超过介质耐压会导致介质击穿,损坏电容器。
4. 极性:极性是指电容器正负极板的标记或连接方式。
有些电容器是无极性的,可以正反随意连接;而有些电容器是有极性的,连接时必须按照标记连接。
三、电容器的应用1. 电子电路:电容器广泛应用于各种电子电路中。
例如,电容器可用于滤波电路、定时电路、振荡电路等。
在这些电路中,电容器的特性可以起到关键的作用。
2. 电源管理:电容器在电源管理中起着重要的作用。
电容器可以平稳输出电流,减少电源电压的波动,起到稳压和滤波的作用。
3. 通信系统:在通信系统中,电容器被用于耦合和解耦合电路。
它们可以实现信号的传输和隔离,提高通信质量。
4. 电力系统:电容器在电力系统中用于功率因数校正和电容器补偿。
第四章 电容器一、概述本章主要介绍电容器的基本概念、电容器的充放电过程、电容器的联接方式及其等效计算、电容器中能量。
(一)电容器的基本概念1、在两块金属板之间充以介质就构成一个电容器。
电容器在电路中应用很广泛,如充电、放电、隔直流作用等。
衡量电容器储存电荷本领的物理量叫电容量,它是电容器的重要参数。
2、电容器种类很多,不同种类电容器的性能和用途不相同,即使相同电容器也有很多不同规格,合理选用电容器并保证电容器正常工作必须了解电容器的额定值和种类 (二)电容器的联接及其电场能量1、在实际工作中,常常遇到现成电容器所规定的容量和耐压不能满足实际工作的需要,这就要求我们必须按实际工作需要将电容器进行串联、并联和串并联或并串联。
2、电容器具有储存电荷的本领。
电容器储存电荷的过程就是电源向电容器充电的过程,也就是电源将其所储存的化学能转化为电容中电场能的过程。
二、知识要点(一)电容器的电容电容是表示电容器容纳电荷能力的物理量。
1、定义:电容器所带的电荷量和它的两极间的电位差的比值叫做电容器的电容,即UqC =式中,q 、U 、C 的单位分别用C (库)、V 和F (法拉)。
对同一个电容器,比值C 不变;对不同的电容器,比值C 则不同。
它的物理意义就在于比较不同的电容器在它们两极板的电位差相同的条件下,哪一个电容器容纳的电荷量多。
2、平行板电容器的电容由下式决定: dSC ε=使用这个公式时应注意以下几点:(1)式中S 表示两极板相互覆盖的有效面积,d 表示两极板间的距离,ε表示两极板之间电介质的介电常数。
真空的介电常数为m F /1086.8120-⨯=ε,其它介质的介电常数ε均大于0ε,ε与0ε的比值称为该介质的相对介质常数,用r ε表示,即 0εεε=r 或0εεεr =(2)公式中各量均采用国际单位,即S 的单位用m 2,d 的单位用m ,C 的单位用F 。
(3)公式dSC ε=与UqC =是不同的,前者叫做平行板电容器的电容决定式,只适用于平行板电容器,后者叫做电容器的定义式,适用于任何电容器。
电容的种类及符号电容器是一种用于储存电荷的电子元件。
它由两个导体板之间的绝缘材料(或电介质)隔开。
根据其结构和性能的不同,电容器可以分为多种类型。
以下将对常见的电容器类型及其符号进行详细介绍。
1.高频电容器:高频电容器专为用于高频电路设计而设计,能够提供较低的等效串联电阻和等效串联电感。
最常见的高频电容器是陶瓷电容器,也称为多层陶瓷电容器。
它们通常以“C”作为电路图符号。
2.电解电容器:电解电容器由两个金属电极组成,通过电解质将两个电极隔开。
根据其电解质的不同,电解电容器分为有机电解电容器和无机电解电容器。
有机电解电容器通常用铝箔作为阳极和铝氧化物作为电解质,而无机电解电容器通常用铝箔作为阳极和液体电解质作为电介质。
电解电容器一般以“E”或“C”作为电路图符号。
3.薄膜电容器:薄膜电容器使用金属薄膜作为导体,使用非常薄的绝缘膜将导体隔开。
最常见的薄膜电容器是聚酯薄膜电容器和聚酰亚胺薄膜电容器。
薄膜电容器通常以“C”作为电路图符号。
4.陶瓷电容器:陶瓷电容器使用陶瓷材料作为电介质,金属导体片作为电极。
根据陶瓷材料的不同,陶瓷电容器可以分为多种类型,如可变电容器、温度补偿电容器、高稳定性电容器等。
陶瓷电容器通常以“C”作为电路图符号。
5.可变电容器:可变电容器的电容值可以通过调节其结构或电场来控制。
最常见的可变电容器是电容二极管(Varactor Diode)和电容滚轮。
电容二极管的符号通常使用一个带圆圈的“C”表示。
6.超级电容器:超级电容器也称为超级电容器或电化学电容器,利用电化学过程在电极和电解质之间储存电能。
它们具有高能量密度和快速充放电速度的特点,被广泛用于储能和迅速供电的应用。
超级电容器的符号通常使用两个平行线代表两个电极之间的电介质。
除了上述常见的电容器类型,还有一些特殊用途的电容器,如功率电容器、陶瓷电容器、瓷介电容器等。
它们通常在特定的应用领域和特殊要求的电路设计中使用。
总结起来,电容器的种类及符号包括:-高频电容器(C)-电解电容器(E或C)-薄膜电容器(C)-陶瓷电容器(C)-可变电容器(带圆圈的C)。
电容器种类及应用电容器是一种储存电荷和释放电荷的电子元件,由两个电极和介质组成。
根据不同的结构和材料,电容器可以分为多种类型,下面将介绍一些常见的电容器种类及其应用。
1. 电解电容器:电解电容器由两个导体电极、电解液和电解质组成。
它们通常具有较大的电容量,能够存储较大的电荷。
电解电容器的优点是体积小、容量大、工作电压范围广,因此广泛应用于电子设备中的直流电源滤波、信号耦合、电压稳定等电路中。
2. 陶瓷电容器:陶瓷电容器是一种以陶瓷材料为介质的电容器。
它们具有稳定性好、温度系数低、价格便宜等优点,主要用于高频电路和射频电路中,如无线通信设备、移动通信设备等。
3. 电解固体电容器:电解固体电容器是一种新型的电容器,其结构类似于电解电容器,但介质由液体电解液改为了固体电解液。
它们具有容量大、漏电流小、工作温度范围宽等优点,被广泛应用于电动车、电动工具、太阳能和风能发电设备等高功率设备中。
4. 有机电解电容器:有机电解电容器采用有机溶液作为电解质,具有体积小、容量大、使用寿命长等优点,广泛应用于电子产品、数字产品、照相机、遥控器等电器设备中。
5. 金属膜电容器:金属膜电容器使用导电性较好的薄膜作为电极和介质,具有较高的工作频率和稳定性。
金属膜电容器广泛应用于电子产品、通信设备、计算机设备和汽车电子等领域。
6. 聚合物电解电容器:聚合物电解电容器以聚合物为电解质,具有负温度系数、体积小、电容量大等优点,被广泛应用于蓄电池组、电动助力车、电动汽车、光伏逆变器等领域。
除了以上几种常见的电容器外,还有一些特殊类型的电容器,如超级电容器(超级电容器具有高能量密度和高功率密度的特点,被广泛应用于电动车、叉车、电动工具、轨道交通和可再生能源等领域)、变压器电容器(变压器电容器具有较大的容量和较高的工作电压,主要用于电力系统中的电能传输和配电系统中的无功补偿)、电镀电容器(电镀电容器是一种利用电解液的电容器,主要用于电镀、电解、电解水等领域)等。
电容器的原理和特性电容器是一种主要用于储存电荷并在线路中传递电能的被动元件。
它具有许多独特的特性和工作原理,为电子设备和电路提供了重要的功能支持。
本文将介绍电容器的原理和特性,以帮助我们更好地理解和应用它们。
一、电容器的原理电容器的原理可以归结为静电储能。
静电储能是指当两个导体之间存在电荷差异时,由于电荷之间的互斥作用,将产生电场能量。
电容器利用两个导体之间的电荷分布差异,在电场的作用下储存电荷。
一个典型的电容器由两块金属板(称为电极)以及介质层构成。
当电压施加在电容器的两个电极上时,电荷将从一极转移到另一极,从而形成电场。
电容器的容量取决于电极之间的距离、电极的表面积和介质的性质。
二、电容器的特性1. 容量:电容器的容量是指储存电荷的能力,单位是法拉(F)。
容量越大,代表电容器能够储存更多的电荷。
在实际应用中,常见的电容器容量范围从皮法(pF)到法拉(F)不等。
2. 介电强度:介电强度是电容器介质能承受的最大电场强度。
当电场强度超过介电强度时,电容器可能会发生击穿现象,导致损坏。
因此,在选择电容器时,我们需要根据具体电场要求选择适当的介质和电容器类型。
3. 电压稳定性:电容器的电压稳定性是指在一定电压范围内,电容器的容量与电压之间的关系。
电容器的容量可能会随着电压的变化而发生变化。
因此,在某些应用中,特别需要注意电压稳定性,避免电容器的性能受到电压波动的影响。
4. 损耗角正切:电容器的损耗角正切(tanδ)是指电容器的损耗因素。
它反映了电容器中的能量损耗程度。
损耗角正切越小,代表电容器的能量损耗越小,性能越好。
5. 频率特性:电容器在不同频率下的特性也是需要考虑的因素。
在高频应用中,电容器可能会受到电流、电压以及温度等因素的影响,导致容量降低或者频率响应不稳定。
电容器在电子设备和电路中具有广泛的应用,如滤波、耦合、能量存储等。
它们的特性对于电路性能的稳定性和可靠性具有重要意义。
因此,我们需要根据实际需求选择合适的电容器类型和参数。
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产品以铝箔为极板,烷基苯浸膜纸(WF)、二芳基乙烷浸膜纸(FF)复合,二芳基乙烷浸全膜(FM)、苄基甲苯全膜为介质,采用卷绕式元件经串、并联后压制制成,电容器箱体内充满浸渍济。
一般有单相、三相、集合式等多种分类。
单相电容器:BAM11/ —200—1WR内置放电电阻户外单相额定容量额定电压苄基甲苯浸渍的聚丙烯薄膜全膜介质并联集合式电容器:BAMH11/ —1200—1×3W三相集合式,采用内熔丝保护(BFM表示二芳基乙烷浸渍的聚丙烯薄膜全膜介质)了解集合式电容器及全膜电容器:集合式电容器是将单台壳式电容器经串并联后装入大油箱内并充以绝缘油制成。
1996年已占到高压并联电容器年产量的20%。
其优点是结构紧凑占地面积小,接头少,安装和运行维护工作量很小。
为克服容量不能调整的缺点,后来又开发了可调容量的集合式电容器,按照容量调整范围划分有50%/100%和33.3%/66.7%/100%两类产品。
由于单元壳式电容器完全浸入绝缘油中,防止了单元壳式电容器的外绝缘发生故障。
单元壳式电容器内部配有内熔丝,少量元件损坏后由熔丝切除,整台电容器仍可继续运行。
缺点是含油量大,外壳大油箱易存在渗漏油,故障损坏后需返厂修理所用时间较长,单位容量造价较高。
关于集合式电容器有两个问题需要注意:(1)为避免大容量集合式电容器发生相间短路故障时造成严重后果,容量超过5000kvar的集合式电容器必须做成三相分体结构,即一相一台。
(2)集合式电容器的引出套管外绝缘爬电比距必须≥3.5cm/kV(相对于系统最高运行电压),以保证其绝缘强度。
箱式电容器是在集合式电容器基础上发展起来的一种电容器,与集合式电容器的不同之处是内部单元电容器没有外壳,直接浸入绝缘油中,外壳大油箱采用波纹油箱或带金属膨胀器,与外部大气完全隔离。
同集合式电容器相比,外壳体积和内部含油量进一步减少,以西安电力电容器厂3000kvar产品为例,箱式电容器比集合式电容器外壳体积减少59.1%,重量减少60.6%。
由于材料用量减少,价格比集合式电容器要低。
缺点是内部元件发生故障由内熔丝切除后,会对大油箱内的绝缘油造成污染。
全膜电容器具有损耗低、发热量小、温升低、体积小、重量轻的优点。
国产全膜电容器自1986年开始生产以来,经过不断改进完善,质量已趋于稳定,在可靠性方面已经好于部分进口产品。
自1995年以来产量逐年大幅度增长,已有多家产品通过了两部鉴定。
同国外先进产品相比,差距主要表现在比特性上,材料消耗是国外先进产品的两倍。
既便如此,同膜纸复合介质产品相比体积、重量均大幅度下降。
以桂林电容器厂100kvar产品为例:全膜产品比膜纸复合介质产品体积下降31.2%,重量下降44.4%。
集合式产品以锦州电容器厂3000kvar产品为例:全膜产品比膜纸复合介质产品体积下降55%,重量下降47.9%。
箱式电容器采用全膜产品后可取消散热器。
最近,电容器制造业制订了关于加速发展国产高压全膜电容器的若干措施,必将进一步提高国产高压全膜电容器的质量。
因此,新增电容器应全部采用全膜产品,浸渍剂优先选用苄基甲苯(M/DBT)和SAS—40。
基础知识:一般来说,电容器的极板面积越大,其电容越大,电容器的极间距离越小,其电容越大,电容器的电容与极板间绝缘介质的介质常熟成正比。
电容量与耐压是电容器的两个主要技术指标。
电容器承受的电压过高,其绝缘介质将被击穿而导电,丧失电容器的作用)问题:(什么时间选择集合式电容器和单只电容器?)1.1电容器上额定电压的选择电容器的额定电压是电力电容器设计制造时确定的正常运行电压。
一般电气装置的额定电压是按照该装置拟接入的电力系统的额定电压考虑。
在选择电容器的额定电压时,除考虑电网接入处的额定电压外,还应考虑以下因素:(1)装设串联电抗器引起电容器端电压的升高在电力电容器的电气回路中,会串入电抗器,作用是限制合闸涌流或抑制谐波电流。
(关于电抗器的选择见以下内容)通过分析以上LC串联电路图得知,流过电感L和电容C 上的电流是相同的,它们所承受的电压高低本身的电抗值有关。
在电容器的串联回路中,电抗器的感抗值XL与电容器容抗值XC的关系为:XL=KXCK=(0.5~13)%K为电抗率,即为串联电抗器的感抗值与电容器的容抗值之比,以百分数表示。
即容抗值远大于感抗值。
因此电容器上承受的电压肯定远大于电抗器上的电压,而且也远大于电源电压。
因此,在并联电容器串入串联电抗器后,会引起电压升高,电容器组上承受的端电压XC要比母线电压US高。
计算公式为:根据以上公式,得出电容器的额定电压标准系列取值,见下表:USUCK6103563≤1 6.3/10.5/21 384.5~6 6.6/11/22 4012 6.9/11.5/23 4212~13 7.2/12/24 44注意问题:1、电容器运行中可能承受的长期工频过电压,应不大于电容器额定电压的1.1倍。
如果超过1.1倍的额定电压,将造成严重过负荷,引起电容器过热,长期会引起绝缘破坏,引起事故。
电容器的稳态过电压为:装置的连续运行电压为1.05 UN,且能在下表规定的稳态过电压下运行相应的时间。
工频过电压最大持续时间说明1.10Un 长期指长期过电压的最高值应不越过1.10Un1.15Un 每24h30min 系统电压调整与波动1.20Un 5min 轻荷载时电压的升高1.30Un 1min2、电容器的额定电压也不宜取过大的安全裕度,因为电容器的容量与运行电压的平方成正比:Q=ωCU2Q—电容器的容量C—电容的电容量ω、U――分别为交流电的角频率和电容器的运行电压。
虽然电容器的长期工作电压不能过高,但是若运行电压低于额定电压,根据以上公式得知,则电容器的出力也将大大降低。
(2)电容器的端电压要考虑谐波电流在电容器上产生的分压以上的分析我们得知,在补偿电容器前串联电抗器后,因电抗器与电容器之间有相位相差180度,故电容器上的电压要考虑电抗器的分压,如果系统中无谐波源,则此时电容器组的耐压等级按下式考虑:UC= US+ UL其中US为系统电压,既是基波电压,UL为电抗器分电。
若系统中有谐波源存在,在电容器上的电压应考虑谐波电流在电容器上的分压,则此时电容器组的耐压等级按下式考虑:UC= US+ UL+UHUH为谐波电流在电容器上的分压,根据IEEE519标准在高压系统中三、五、七次谐波分别应考虑基波的0.3%、3%、3%。
例如:补偿系统正常的运行电压为10kV,若系统存在7次谐波,串6%电抗器后,考虑电压波动为UH=5%US,电容器组的耐压等级计算为:UC= US+ UL+UH=10/(1-6%)+10(6%+0.3%)+10*5%=11.8 kV即:补偿电容器组的耐压考虑按12 kV。
插入文章:(国标50227 5.2.2 本条明确了电容器额定电压选择的主要原则。
额定电压是电容器的重要参数,在并联电容器装置设计中正确地选择电容器的额定电压十分重要。
众所周知,电容器的输出容量与其运行电压的平方成正比(即Q=ωCU2)、电容器运行在额定电压下则输出额定容量,运行电压低于额定电压则达不到额定输出,因此,电容器的额定电压,取过大的安全裕度就会出现过大的容量亏损。
运行电压高于额定电压,如超过1.1倍,将造成不允许的过负荷,而且电容器内部介质将产生局部放电,局部放电对绝缘介质的危害极大。
由于电子和离子直接撞击介质,固体和液体介质就会分解产生臭氧和氮的氧化物等气体,使介质受到化学腐蚀,并使介质增大,局部过热,并可能发展成绝缘击穿。
为了使电容器的额定电压选择合理,达到经济和安全运行的目的,在分析电容器端子上的预期电压时,下面几种情况应予以考虑:(1)并联电容器装置接入电网后引起电网电压升高;(2)谐波引起的电网电压升高;(3)装设串联电抗器引起电容器端电压升高;(4)相间和串联段间的容差,将形成电压分配不均,使部分电容器电压升高;(5)轻负荷引起电网电压升高。
并联电容器装置接入电网后引起的母线电压升高值可按下式计算:式中ΔUs—母线电压升高值(kV);USO—并联电容器装置投入前的母线电压(kV);Q—母线上所有运行的电容器容量(Mvar) ;Sd—母线短路容量(MVA)。
电容器额定电压可先由公式求出计算值再从产品标准系列中选取,计算如下:式中UCN—单台电容器额定电压(kV);USN—电容器接入点电网标称电压(kV);S—电容器组每相的串联段数;K—电抗率上述计算式中系数1.05的取值依据是电网最高运行电压一般不超过标称电压的1.07倍,最高为1.1倍,运行平均电压约为电网标称电压的1.05倍。
将具体工程选取的电抗率K值和串联段数S值代入式(2)中,可先算出电容器额定电压的计算值,然后,从电容器额定电压的标准系列中即可选取靠近计算值的额定电压。
)1.2 损耗正切角电容器有能量损耗,它的电流比电压超前的相位差不是900,而是比900略小一些,如图,所小的角度δ叫介质损耗角,介质损耗角的正切、即tgδ叫损耗因数。
δ决定于绝缘介质的种类、电路的频率和电压。
一般情况下δ很小,tgδ的范围是10-4~10-1。
1.3 电容承受的电流1、稳态过电流DL/T604-1996中4.6.6规定成套装置应能在均方根值不超过1.1×1.30IN、电容值偏差(正偏差+10%)及高次谐波综合作用的结果。
国标GB50227-1995规定并联电容器装置的总回路和分组回路的电器和导体的稳态过电流,应为电容器组额定电流的1.35倍。
如并联电容器装置装设串联电抗器,正常工况回路工作电流将小于电容器组额定电流计算值,即使在谐波和过电压的共同作用下,回路电流一般不超过1.35倍电容器组额定电流,否则过负荷将动作跳闸。
2、合闸涌流并联电容器合闸投运时会产生很大的冲击电流,称为合闸涌流。
在电容器合闸之前,电容器上没有电压。
在电容器合闸瞬间,流入电容器的电流只受到电容器回路中的阻抗限制,由于母线阻抗很小,与短路相似,这时系统中的电感与电容器的电容形成串联谐振回路,将产生很大的冲击合闸涌流。
单组电容器投入,合闸涌流通常不大,当电容器组接入处的母线短路容量不超过电容器组容量的80倍时,单组电容器的合闸涌流不超过10倍。