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電力電容器制造業(yè)發(fā)展是從20世紀(jì)50年代1開始的,發(fā)展至今已經(jīng)有50多年的歷史??傮w說來,我國(guó)電力電容器發(fā)展歷史可分為3個(gè)階段。
1階段,20世紀(jì)70年代以前,基本上以電容器紙為固體介質(zhì),以礦物油或PCB為液體介質(zhì)。
2階段,70-80年代初,聚膜與電容器紙復(fù)合介質(zhì)電容器取代了全紙電容器,它以十二烷基苯、硅油、二芳基、異丙1基等為液體介質(zhì)。 這些新介質(zhì)的采用,使膜紙復(fù)合介質(zhì)電容器的損耗僅為全紙電容器的1/3,約為0.8??1.5W/kvar。產(chǎn)品發(fā)熱問題得到改善,單臺(tái)容量提高近20倍。同時(shí),由于新液體介質(zhì)具有良好的吸氣性能,使電容器運(yùn)行及發(fā)生故障時(shí)外殼膨脹爆1破的可能性大為減少,大大提高了電網(wǎng)安全運(yùn)行的可靠性。2起爐過快:在出鋼后起爐短時(shí)間內(nèi),爐膛內(nèi)沒有鋼水,爐料之間的短路放電,造成頻率電流的閃動(dòng),負(fù)載諧振點(diǎn)漂移幅度大,容易造成短時(shí)的逆變角度過大,逆變電壓瞬間升高1。
3階段,從80年代初開始,全膜電容器逐漸代替膜紙復(fù)合介質(zhì)產(chǎn)品。它以聚膜為固體介質(zhì),以二芳基、芐基或SAS-70為液體介質(zhì),電容器的單臺(tái)容量達(dá)到334-1000kvar,電容器損耗降低到0.1-0.2W/kvar,可靠性得到了很大的提高。
我國(guó)電力電容器當(dāng)前生產(chǎn)的主要品種有高、低壓并聯(lián)電容器及成套裝置、濾波電容器及成套裝置、電熱電容器、耦合電容器及電容式電壓互感器、試驗(yàn)室用電容器及成套裝置等。其中高、低壓并聯(lián)電容器及成套裝置包括自愈式電容器、高壓并聯(lián)電容器、集合式電容器及成套裝置。為了防止此類事故發(fā)生,要求單臺(tái)熔斷器熔絲規(guī)格必須匹配,熔斷器熔絲熔斷后要認(rèn)真查找原因,電容器組不得使用重合閘,跳閘后不得強(qiáng)送電,以免造成更大損壞的事故。
新的需求和技術(shù)發(fā)展方向
1990年以后,國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快,供用電部門對(duì)無功功率補(bǔ)償?shù)男枨笕諠u迫切,但早期從國(guó)外引進(jìn)的成套裝置相繼出現(xiàn)電容器大批損壞,加之服務(wù)方面的原因,國(guó)家認(rèn)為僅靠進(jìn)口不能根本解決問題。此時(shí),國(guó)內(nèi)電容器行業(yè)開始向電力用戶提供并聯(lián)電容器成套裝置。(2)電容器外殼、輔助引出端子與正、負(fù)極以及電路板間必須完全隔離。
1、進(jìn)一步提高電力電容器的技術(shù)水平
電力電容器是無功補(bǔ)償裝置的核心,近幾年制造技術(shù)有了很大提高,但與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平還有很大差距,主要是原材料(特別是薄膜介質(zhì)材料)、工藝裝備和管理體制等方面造成的。
2、產(chǎn)品向高可靠性、無油化和環(huán)境適應(yīng)性方向發(fā)展。合理選擇內(nèi)熔絲、外熔絲和無熔絲結(jié)構(gòu)很重要。從無油化考慮,自愈式高電壓電容器、充氣集合式電容器都是可供選擇的方案。這一切均要以安全可靠為基礎(chǔ)。
3、大力發(fā)展新型濾波、靜補(bǔ)和串補(bǔ)裝置。由于電力電子器件的應(yīng)用,電網(wǎng)中諧波污染愈加嚴(yán)重,發(fā)展經(jīng)濟(jì)、適用、高1效的無源和有源濾波器是十分必要的。目前,國(guó)產(chǎn)靜補(bǔ)裝置主要應(yīng)用于冶金企業(yè),在電力系統(tǒng)必須大力發(fā)展先進(jìn)的靜補(bǔ)裝置,以替代運(yùn)行費(fèi)用高的老式調(diào)相機(jī)組,增加系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。但是欲想提高紋波電流的承受能力,就得緊緊抓住熱阻和最1大允許溫升這兩個(gè)主要因素,對(duì)所應(yīng)用電容器的相關(guān)信息了解的越多對(duì)提升紋波電流承受能力越有利。串補(bǔ)裝置包括固定串補(bǔ)和可控串補(bǔ),目前主要依賴進(jìn)口,盡快實(shí)現(xiàn)串補(bǔ)裝置國(guó)產(chǎn)化是提高輸電容量和保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要措施。
4、直流輸電用電力電容器全品種國(guó)產(chǎn)化。我國(guó)已成功運(yùn)行5條超高壓直流線路,電力電容器是其中的一項(xiàng)重要設(shè)備。
耐紋波電流
影響電解電容器性能的主要的參數(shù)之一就是紋波電流問題。紋波電流對(duì)鋁電解電容器的影響主要是在ESR上產(chǎn)生功耗使鋁電解電容器發(fā)熱,進(jìn)而縮短使用壽命。
降低紋波電流的方法可以采用較大容量的鋁電解電容器,畢竟大容量鋁電解電容器可承受的紋波電流比小容量的鋁電解電容器大;也可以采用多只小容量鋁電解電容器的并聯(lián)方式,還可以選用紋波電流低的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
一般而言,反激式變換器產(chǎn)生的開關(guān)變換電流相對(duì)大。表1是各種開關(guān)變換器電路拓?fù)涞闹绷麟娏鳌⒄鳛V波的紋波電流、開關(guān)變換電流和濾波電容上的總紋波電流。
就平板電視來說,為了能承受大電流,就需要進(jìn)一步降低電容的ESR。其原因是,在數(shù)字 設(shè)備中,隨著功能的增加,電路的電流有越來越大的趨勢(shì)。
對(duì)于在液晶電視中進(jìn)行MPEG編解1碼工作的圖像處理電路來說,2006年一塊芯片中電源電路的電流約為3A。據(jù)調(diào)查,為了應(yīng)對(duì)全H D (全高清)等要求而增大電路的規(guī)模以后,芯片中的電流將增加到8A~9A左右。
如果ESR小,則在有大電流流動(dòng)時(shí),電容輸出電壓的下降量也小。伴隨著電流增大而來的降低ESR的要求,有可能成為推進(jìn)電容替換進(jìn)程的主要原因。相對(duì)于鋁電解電容將近1Ω的ESR來說,多層陶瓷電容的ESR很小,還不到10mΩ。揚(yáng)聲器使用無源模擬分頻器,模擬均衡器使用電容來選擇不同的音頻頻段。導(dǎo)電性高分子電容的ESR通常為幾十mΩ,ESR比較小的則在10mΩ以下。鋁電解電容也在開發(fā)ESR比較小的產(chǎn)品, 其ESR大約是一般產(chǎn)品的1/2~1/3。