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技術(shù)文章

（管道型）補償電力電容器 九肚電容器
摘要：本文主要闡述管道型補償電力電容器提出的背景、結(jié)構(gòu)性能特點，及與普通補償電容器結(jié)構(gòu)性能區(qū)別。
關(guān)鍵詞：管道、溫度、散熱 、壽命。
一：管道型補償電力電容器提出的背景
1：由于我國經(jīng)濟發(fā)展速度較快，非線性設(shè)備應(yīng)用日益廣泛，如工業(yè)電弧爐、電焊設(shè)備、大型硅整流設(shè)備、直流調(diào)速設(shè)備、公用電網(wǎng)中的開關(guān)電源、節(jié)能燈、UPS等非線性設(shè)施向電網(wǎng)中輸入大量的諧波電流，給電網(wǎng)帶來嚴重的危害。對補償電力電容器而言，諧波電流通過電容器回路，諧波電流會迭加在電容器的基波上，使電容器電流有效值增大，溫升增高，使電容器過熱，而降低電容器的使用壽命或使電容器損壞。
2： 電容柜廠為了降低材料成本，實現(xiàn)智能化管理，生產(chǎn)的補償電容柜趨向小型化，電容器單體配制容量越來越大。所以電容器自身散熱變的越來越困難。另外使用單位考慮**問題，電容柜的門一般不能打開運行。所以柜子在夏天室外使用時，電容柜內(nèi)溫度高達55度以上，大大超出正常使用溫度的范圍，造成補償電容器長時間過熱出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，不能正常**運行，嚴重影響了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
3：補償電容器的作用改善電網(wǎng)的功率因素降低總電流；減少輸變配電線路及變壓器的損失，提高其利用率，減少設(shè)備投資費用；減少系統(tǒng)的電壓降使未端電壓穩(wěn)定。因此補償電容器在電網(wǎng)中的作用是很大的，如果電容器不能正常工作，不僅是簡單的電力浪費，更重要的是一些部門無法開展工作。如 商業(yè)中心大樓內(nèi)的電梯、空調(diào)、和其他快速變化的負載，沒有電容器來穩(wěn)定電壓，則商業(yè)中心的計算機和其他敏感負載就無法使用；工廠里的注塑機有非?？焖俸筒环€(wěn)定的無功需求。在生產(chǎn)過程中供電的故障會造成很大的經(jīng)濟損失和設(shè)備損壞，高溫的塑料會在機器內(nèi)冷卻，只有使用電容器來穩(wěn)定設(shè)備的電壓和電流，才能在很大程度上減少損失。
以上分析了電網(wǎng)中存在諧波源和使用環(huán)境散熱差都會造成補償電容器過熱損壞，那么解決補償電容器的散熱問題，提高補償電容器的抵抗能力，延長使用壽命就提上工作日程。因此經(jīng)過反復(fù)的研究和試驗推出管道型補償電力電容器來解決散熱問題。
補償電容器不能正常工作，不僅是簡單的電力浪費，更重要的是一些部門無法開展工作。從這方面分析，保證補償電容器的正常**運行，延長使用壽命對電網(wǎng)**運行就非常重要。
二：管道型補償電容器的結(jié)構(gòu)特征
管道型補償電容器結(jié)構(gòu)特征是在普通補償電容器內(nèi)部相鄰兩組電容之間設(shè)置一個散熱管道，每個散熱管道貫穿外箱體的整個高度，散熱管道的兩端外側(cè)壁分別與箱體的上下蓋固定密封連接。箱體低部兩側(cè)設(shè)有冷空氣的進氣孔，箱體頂部兩側(cè)設(shè)有熱空氣的釋放孔。電容器工作過程中會產(chǎn)生熱量，底部與上部約有十度以上的溫差 ，電容量越大上下溫差越大。根據(jù)熱平衡原理，冷空氣從箱體底部的進氣孔進入，熱空氣從箱體頂部釋放孔排出，形成冷熱空氣交換。由于管道效應(yīng)，空氣對流速度加快，快速釋放出電容器組間的熱量，降低組間的運行溫度，確保介質(zhì)材料聚丙烯薄膜分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。（結(jié)構(gòu)圖一）
聚丙烯薄膜存在溫度的局限性，溫度升高加劇了分子的熱運動，使離子的遷移能力增大，其絕緣電阻值會隨著溫度的升高呈指數(shù)下降趨勢，因此高溫情況下電容器容易擊穿損壞。加快電容器的散熱，降低電容器的內(nèi)部運行溫度，是延長電容器壽命的關(guān)鍵。管道型補償電容器就是根據(jù)聚丙烯薄膜特性缺陷及傳統(tǒng)電容器散熱結(jié)構(gòu)的不足之處提出設(shè)計的。管道型補償電容器比普通補償電容器散熱面積增加45%。能有效的解決散熱問題。
實驗證明同等條件下使用，管道型補償電容器外殼溫度比普通補償電容器低3-4度。對管道型補償電容器進行72小時耐久性試驗（試驗電壓650V，恒溫箱溫度58度），500次短路充放電試驗，容量與損耗符合GB/T12747.1-2004標準要求。
三：普通型補償電容器（即不帶管道電容器）
普通補償電容器一般結(jié)構(gòu)是把單元電容通過不同組合接線，盛于外箱體的絕緣油中。單元電容是通過絕緣材料（一般是絕緣紙）捆綁在一起與外殼隔離絕緣。由于單元電容是捆綁在一起，因此單元間產(chǎn)生的熱量相互作用攀升，熱量難以釋放出來，造成電容器內(nèi)部溫度偏高，內(nèi)外溫差超過14度以上。普通型補償電容器的散熱方式主要靠箱體外表面來散熱，散熱速度慢，沒有及時把內(nèi)部產(chǎn)生熱量釋放出來，出現(xiàn)電容器早期損壞現(xiàn)象，既電容器出現(xiàn)電流下降、外殼漏油、外殼溫度高、外殼鼓肚無電流等質(zhì)量問題。嚴重影響電容器的使用壽命。針對以上問題國內(nèi)同行企業(yè)提出許多解決方案，如使用油作為浸漬劑，加快運行過程的傳熱速度；改變殼體形狀 ，增大外殼表面積散熱；提高介質(zhì)材料的厚度，降低介質(zhì)損耗和接觸損耗，降低運行溫度等方案，這些方案有的改良效果不明顯，有的投入成本偏大且制造繁瑣。只有管道型補償電容器能有效的解決散熱問題，且制作相對簡單，投入成本不高。
因此管道型補償電力電容器比普通補償電力電容器結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，散熱效果明顯，能顯著提高補償電力電容器的抗電能力，延長使用壽命。
 
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