电工电气 (20 9 No.2)
魏凤杰1，董利2，姚保银3
全桥整流(1 天水市职业技术学校，甘肃 天水 741018；
2 中节能启源雷宇(江苏)电气科技有限公司，江苏 扬州 225200；
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3 西安致弘电气科技有限公司，陕西 西安 710065)
电容器装置在输电线路中的应用十分广泛，在系统运行中有不同的用途。主要有并联、串联两种接入方式，分别起着提高功率因数，改善电压质量，增大输送能力，提高系统的静、动态稳定性，滤除工频电流中的高次谐波分量和改善断口电压分布等作用，同时还用于线路高频通信、测量、控制及保护等设备中作为功能元件。文中所说的电容器主要是指电力电容器。由于受到容量和电压等级的限制，电力电容器一般不单台使用，而是通过串、并联等连接组成电容器组，再加上一些辅助设备，构成电容器组后在电力系统中运行，按其用途可分为并联电容器组、串联电容器组、滤波电容器组、耦合电容器组、断路器电容器组、脉冲电容器组、标准电容器组等。 1 名类型电容器介绍
电力系统中的输电线路和用电设备主要是感性负载，在运行中需要大量的感性功率，而电力电容器是容性设备，利用电容器容抗和感性负载感抗相互补偿的原理，可实现感性功率的补偿，大幅降低对电源容量的要求，提高线路输送能力，此外还可成为对特定频率电流的低阻抗通道，过滤谐波电流。各类型电容器的主要作用(用途)如下所述。 1)并联电容器并联在线路上，主要补偿系统无功功率，提高功率因数，达到降低系统无功损耗，提高电压质量以及设备利用率的目的。
2)串联电容器组串联在高压输、配电线路中，以补偿线路的分散感抗，提高电力系统的稳定性，改善线路的电能质量，保障长送电距离输电能力。
3)滤波电容器组在高压整流滤波装置中，用于滤除工频电流中的谐波分量。
4)耦合电容器组主要用于电力系统的控制、保护、测量、通信等装置中作部件用。
5)断路器电容器组并联在高压开关的断口上起开断均压作用，保证在开断过程中各断口间的电压变化均匀，达到断路器的灭弧特性改善，提高开断能力的效果，尤其是对于开断近区故障试验，作用显著。
6)脉冲电容器组主要是起储能作用，比如在各个大容量实验室中用于储能元件，在较长的时间内由小
功率的电源充电，然后在极短的时间内实施振荡或不振荡放电，能够获得极大的冲击功率。
7)标准电容器组用于高电压测量工频或冲击回路中作为标准电容，或用于校准用的电容分压器。
2 设备类型及其功能概述
大型屋面板根据功能的不同，目前电力系统中运行的电容器装置主要有并联电容器装置、串联电容器装置和滤波电容器装置。
2.1 并联电容器装置
并联电容器装置是电力系统中运行数量最多的电容器装置，其并联于交流电力系统中，用于补偿感性无功功率，提高系统或变压器的有功输出。根据无功功率集中补偿原则，并联电容器装置安装在10～1000kV电压等级的变电站中，一般从主变压器低压侧绕组接入系统，额定电压为10～110kV，最大容量达220Mvar。
并联电容器装置主要由并联电容器组、串联电抗器、放电线圈、避雷器、隔离开关、接地开关、电流互感器等设备构成，采用单星形或双星形中性点不接地接线。串联电抗器的作用：一是限制电容器组投入时产生的涌流幅值，避免损坏设备；二是抑制特定频率的谐波所产生的“谐波放大”损坏电容器。放电线圈的作用是当电容器组从系统退出后，
电容器装置在输电线路中的应用介绍
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电工电气 (20 9 No.2)在规定时间内将电容器组上的剩余电荷降到规定值以下，以使电容器组再次投运时不产生过电压及涌流。此外，放电线圈还可为电容器组不平衡保护提供电压信号。避雷器安装在电容器组电源侧，主要用以限制电容器组投切时的过电压，保护电容器组。接地开关主要作用是停电检修时将电容器端子接地，保证检修人员安全。图1为并联电容器装置外观。
2.2 串联补偿电容器装置
在高压交流输电系统中，由于线路存在阻抗，使传输容量和输电距离受到限制。串联补偿装置串联在交流电力系统中，通过串联电容器补偿的作用，降低电力线路感抗，减少输电线路电压降落，增大传输容量和输电距离，提高系统运行的稳定性。为了保持系统运行稳定，串联补偿装置的补偿度一般不超过50%。图2为百万伏交流特高压串联补偿电容装置外观。
2.3 滤波电容器装置
直流输电系统换流站中换流装置工作时，在交流侧和直流侧都会产生较大的谐波电压和谐波电
流，为清除谐波对交流电网和直流输电线路的影响，换流站中都安装有交流滤波电容器装置。交流滤波电容器装置主要由交流滤波电容器和滤波电抗器、电阻等器件组成，并联于交流电力系统中，对一种或多种滤波电流提供低阻抗通道，降低系统谐波水平，同时提供基波无功功率，改善系统功率因数。
交流滤波电容器装置通常可分为单调谐滤波器和双调谐滤波器。其工作原理是利用电容器和电抗器在特定频率下产生谐振，对该频率下的谐波电流呈低阻抗，而对其他频率的电流则呈现高阻抗，从而给特定频率的谐波电流提供低阻抗通道。单调谐滤波器拥有滤除单一频率的谐波电流，如3次、12次、24次谐波等，双调谐滤波器可同时滤除两个频率的谐波电流，如11/13次、24/36次谐波等。
图3为交流滤波电容器装置外观。
角钉3 结语
随着电网规模的不断扩大，采用新技术、新工艺研发容量更大的新型电容器产品是电容器技术发展的趋势，同时新型的无功补偿装置如静止无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(SVG)等，也是电力
电容器行业新的发展方向。电容器装置在输配电线路中是不可缺少的设备，有着十分广泛的用途，还有许多采用高新技术的产品有待研制。
修稿日期：2019-01-14
图2 百万伏交流特高压串联补偿电容装置外观
图1 并联电容器装置外观
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图3 交流滤波电容器装置外观
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电容器装置在输电线路中的应用介绍
版社，2009.[14] 张红军，王文文，张强.断路器绝缘拉杆的动
力学仿真分析及试验研究[J].高压电器，2012，48(10)：83-87.[15] 徐国政，张节容，钱家骊，等.高压断路器原理和
应用[M].北京：清华大学出版社，2000.
[16] 孟凡刚，巫世晶，张增磊，等.特高压断路器传动
机构动态特性分析[J].中南大学学报(自然科学版)，2016，47(5)：1519-1526.[17] 中国电器工业协会.高压交流断路器：GB 1984—
2014[S].北京：中国标准出版社，2014：31.
修稿日期：2018-12-25
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