種類
常用的并聯電容器按其結構不同,可分為單臺鐵殼式、箱式、集合式、半封閉式、干式和充氣式等多類品種。
單臺鐵殼式并聯電容器
這類電容器量大面廣,單臺容量通常是50、100、200、等多種,現今還有更大容量(比如及以上容量)的產品問世,通常以上容量的產品帶有內熔斷器。這些產品一旦受損,用戶可以很快用備品自行更換,及時讓裝置恢復運行,因而采用這種產品時投產率高。加之可以配置外繼電器,保護相對比較健全。目前220kV、特別是330kV及以上電流等級變電廠大多采用單臺鐵殼式并聯電容器。也有越來越多的人為了提升電容器的防銹防腐能力,要求用碳鋼板取代普通厚板生產電容器。雖然這么,也有的還要在其表面涂裝防紫外線漆;這樣的防護層即可防銹防腐蝕,又可大大減低紫外線幅射對電容器溫升的負面效應,從而延長電容器的使用壽命。
這些樣式的電容器中,我國二三六年間仍然以內熔斷器電容器為主,即電容器內部每位器件上都配裝一根小熔斷器。近幾年來出現了無熔斷器電容器,是一種既無內熔斷器、也無外熔斷器的電容器。20世紀70年代曾經,國外生產的全紙電容器與初期的紙膜復合電容器,白于當時內熔斷器還處在研究階段,不可能采用到產品中去,保護電容器的專用外繼電器也是從1980年起才開始研發。電容器出現內部器件擊穿后,全借助電磁式熔斷器來保護,所以當時的電容器都是完全的無熔斷器電容器。隨即內外熔斷器的陸續應用,使我國的無熔斷器電容器消失了約30年。此間似乎也仍然存在無內熔斷器電容器,但要配置外熔斷器后才準許使用。
無熔斷器全膜電容器有與前不同的新涵義,跨過了晶體管熔斷器、集成電路熔斷器階段,直接步入了微機保護時代。我國無熔斷器電容器內部器件的聯接形式,有以下三種:
(1)傳統的占主導地位的器件先并聯后串聯的形式。內部并聯器件數目比較少,不宜配置內熔斷器的小容量電容器(比如以下),仍然延用此類接線方法。
(2)內部器件先串聯后并聯的方法,即近來又被重新提倡的一種接線方法。
(3)內部器件既有串聯成份,也有并聯成份,但與上述兩種接線方法不同,串中有并,并中有串,屬于混和聯接形式。這樣的接法沒有統一的格式,須要依照設計時對單臺容量大小與保護上的要求而定。
這類電容器不宜用于lOkV級電容器成套裝置。先串后并的器件接線方法其實在二者中相對來說好一些,其單臺容量也不宜做得小于。無熔斷器電容器的優點是結構簡單,耗損與制導致本較低。
箱式并聯電容器
該電容器外觀和中大型變壓器相像,內部為去除鐵殼的單臺電容器芯子,按設計要求若干個串并聯、預留散熱油道、抽空抽濾后注滿合格的油而成。這些產品單臺容量較大(及以上),內部出現破損器件后,一旦碳黑析出并擴散,則基本難以維修了。
集合式并聯電容器
這款電容器按其結構分,有半密封和全密封兩大類。儲油柜加干燥過濾器的,入口處無論有無油封,屬于后者;無儲油柜而在箱體內部用其他方法來補償油位冷熱變化的,屬于前者。目前研制的一種電動調容產品,運行實踐表明不太可靠,它的活動觸點在油上面,久而久之很容易出現接觸不良,可能形成局部過熱,加上在兩個端子間轉接頓時會形成相位問題,可能引起麻煩,因而可采用斷電后用開關自動調容的技巧。
該電容優點突出,缺點也突出。其主要優點是安裝便捷、維護工作量小、節省占她面積。而其缺點主要是給用戶帶來不便,它的維護工作量雖小,但對它的觀察很不直觀,不能放松對其容量變化的關注;非常是在有紋波的場所,對其容量的變化必須時刻注意。隨著運行時間的推移,內熔斷器可能會逐漸動作,因而引起單相電容量失衡,這一故障很難在現場修補,返廠維修又費時間,影響電容器的投產率。此外因而造成的并補裝置串聯檢波百分比的變化,大到一定程度時會遠離預定目標,甚至帶來麻煩。非常是選定4.5%檢波百分比的并聯補償裝置,應事先做好預案,一旦這個百分比出現下降向4%緊靠時,要有可靠的應對舉措。更值得注意的是,電容器高壓出線套管上端(在油中)對地閃絡或擊穿時,對地保護有“死區”。《并聯電容器裝置設計規范》(GB50227--1995)及相關國家行業標準均對此沒有針對性舉措;一旦發生這類車禍,只能待其發展到器件損毀而出現不平衡電流或電壓后,能夠促使后備繼電保護動作。運行實踐表明已有這類車禍發生,并且都是惡性車禍。因而在投產該類產品時,應考慮對此問題加以防范。雖然這類車禍的起因是對地絕緣失效,在保護上存在盲點導致的。后備保護動作是車禍早已擴大電容串聯和并聯圖片,致使集合式電容器嚴重損毀,形成了不平衡電流或電壓后的補救揩施,現有保護不能對這類惡性車禍起到防治作用。
近些年來并聯補償裝置實際運行的統計數據表明,集合式電容器的年損毀率大概是單臺鐵殼式電容器的4倍,有些地區還要高一些;加上現場沒法修理等誘因,近些年來這類產品的市場份額呈現出顯著的增長趨勢。
半封閉式并聯電容器
半封閉式并聯電容器是將單臺電容器套管對套管臥置于特制的鋼架上,之后封閉其導電部份(地電位部份不封閉)而成的組裝體。可多層布放、向高空發展以節約占地面積。這些產品對電容器單元的浸漬工藝要求較高,最好要裝外熔斷器,否則無法保證運行安全。該類產品由ABB公司生產,國外亞溫帶地區有她們的產品,已安全運行10多年。國產的初期出過一些問題,也有人主張嚴禁使用,但改進后的產品已有10年以上安全運行記錄。
濕式并聯電容器
該電容器是將低壓金屬化膜技術移植過來,若干個器件串、并聯后制成高壓電容器,因此仍具有自愈特點,并且符合產品無油化的發展方向。無油電容器不會像人們期盼的那樣不燃燒,電容器內部的聚丙烯基膜在條件具備時仍會自燃。另外,自愈式電容器也不能萬無一失,每次局部擊穿后都能可靠自愈。實踐證明不“自愈”(即自愈失效)的機率是存在的電容串聯和并聯圖片,因而這些產品設計時必需要有著力的防火舉措和特殊的保護舉措,方能確保安全運行。
充氣式并聯電容器
這款電容器目前實際上是油氣并存,正式集合式產品箱體內的油換成二氧化碳,內部的單臺鐵殼產品依然是油浸的。因為二氧化碳導熱性能不及液體,所以這類產品在這一方面要有非常舉措,便于散熱可靠。熱管技術是其中常用的一種。并且,這類產品的實際表現不盡如人意;其緣由之一是二氧化碳的泄露未能及時手動報案,同時還要給斷路器發出合閘訊號,便于適時摘除電容器,避免二氧化碳泄露造成絕緣水平升高導致惡性車禍。