我國電力電容器技術(shù)的發(fā)展

孫曉鳳 李倫 肖果 郭艷利

摘要：電力電容是構(gòu)成電力產(chǎn)品主要組成部分之一，在電力行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。對(duì)當(dāng)前我國電容器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述包括殼式高壓并聯(lián)及濾波電容器、集合式及箱式電容器、高壓自愈式變壓器、低壓自愈式變壓器以及電容式電壓互感器的技術(shù)指標(biāo)與生產(chǎn)工藝，對(duì)于了解我國當(dāng)前電力電容的發(fā)展現(xiàn)狀以及與國外在比特性存在的不足，積極的推進(jìn)我國電力電容的設(shè)計(jì)與制造工藝具有十分積極的作用。

關(guān)鍵詞：電力電容 現(xiàn)狀 比特性 發(fā)展

1、引言

電力電容是電力產(chǎn)品中不可或缺的一種元器件，是并聯(lián)無功補(bǔ)償、串聯(lián)補(bǔ)償、諧波濾波等部件的核心元器件，主要由電力電容構(gòu)成的電容式互感器在電能的計(jì)量、測(cè)量、控制等方面發(fā)揮著及其重要的作用，儲(chǔ)能和脈沖電容還在國防裝備的研制以及科研活動(dòng)中發(fā)揮著重要的作用。改革開放以來我國電力電容制造業(yè)從無到有，從小到大，通過科學(xué)研究與借鑒國外電容的制造工藝目前技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在很大程度上已經(jīng)不需要依賴于國外的進(jìn)口，并且逐步成為電容制造業(yè)大國。當(dāng)前我國電容器的技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，且具有先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線，電容生產(chǎn)的設(shè)備和技術(shù)已經(jīng)處于國際先進(jìn)水平。當(dāng)前我國電力電容的技術(shù)指標(biāo)性能與國外大致類似，但是也有相當(dāng)一部分電力電容的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與國外同類型產(chǎn)品存在著較大的性能差異。本文對(duì)于電力電容技術(shù)發(fā)展的過程以及當(dāng)前的技術(shù)指標(biāo)等進(jìn)行了闡述。

2、電容器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2. 1 殼式高壓并聯(lián)及濾波電容器

當(dāng)前我國電力電容和國外電力電容的主要差距在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面而不是技術(shù)指標(biāo)，技術(shù)指標(biāo)上與其他國家差別較小主要差別表現(xiàn)在比特性。目前只有少數(shù)的企業(yè)所生產(chǎn)的電力電容的比特性與國外所生產(chǎn)的電容差異較小或者說較為接近，而絕大多數(shù)國內(nèi)生產(chǎn)的電力電容的比特性都與國外有著大約30%的差距，也就是國內(nèi)電力電容的生產(chǎn)成本要普遍比國外高出30%。提高介質(zhì)工作場(chǎng)強(qiáng)是有效提升電力電容比特性的方式之一，然而這種方式受到產(chǎn)品運(yùn)行故障率的制約，這需要電力電容在制造的過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的嚴(yán)格把關(guān)，通常故障率的容忍極限是0.2%。利用千分尺來對(duì)薄膜厚度進(jìn)行測(cè)量，得到國產(chǎn)電容的場(chǎng)強(qiáng)約為 （ 55 ～ 57） M V/ m ， 通過計(jì)算大約與國外電容產(chǎn)品的比特性差距在20%。其余的20%的差距很可能是電力電容在設(shè)計(jì)上的細(xì)微差別造成的。

電力電容的制造工藝雖然不會(huì)對(duì)比特性產(chǎn)生影響，但是會(huì)對(duì)其質(zhì)量產(chǎn)生影響，會(huì)影響電容器場(chǎng)強(qiáng)的選擇以及產(chǎn)品的小型化設(shè)計(jì)。因而需要仔細(xì)查找電力電容在制造工藝方面與國外存在的差距。在店里電容生產(chǎn)以及出廠測(cè)試的各個(gè)環(huán)節(jié)都要對(duì)產(chǎn)品的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。尤其是薄膜如果條件允許可以從國外進(jìn)口一定數(shù)量的優(yōu)質(zhì)薄膜，通過對(duì)比研究來提升我國薄膜制造的工藝和水平從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。電力電容生產(chǎn)企業(yè)要對(duì)生產(chǎn)過程中涉及到產(chǎn)品質(zhì)量的環(huán)節(jié)多加注意。選擇經(jīng)驗(yàn)較多的員工擔(dān)任產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)監(jiān)督人員來對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中涉及到產(chǎn)品質(zhì)量的環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督?？梢詫⒅绷鬏旊?、變電站以及新產(chǎn)品項(xiàng)目作為考核的重點(diǎn)，一般情況下可以采用抽樣統(tǒng)計(jì)的措施重點(diǎn)情況下可以進(jìn)行全面的清查。要組織企業(yè)的相關(guān)技術(shù)人員對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在排除外部故障的基礎(chǔ)上得到恰到好處的介質(zhì)擊穿故障比。只有當(dāng)該故障率降到一定水平一般為0.2%以下才會(huì)考慮提高場(chǎng)強(qiáng)。

2. 2 集合式及箱式電容器

集合式電容器的電壓一般在6 到66 k V 之間， 電容器的容量一般為1 000 到10 000 k v a r之間，箱式電容器的電壓一般為6 到35 k V 之間， 單臺(tái)的箱式電容器容量可達(dá)26 000 k v a r。具有占地空間小便于維護(hù)等一系列的優(yōu)點(diǎn)。能適應(yīng)較為惡劣的環(huán)境，以及較惡劣的自然環(huán)境下工作包括極端的氣溫以及暴風(fēng)雨等天氣。相對(duì)于其他電容器近年來已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的技術(shù)進(jìn)步，產(chǎn)品質(zhì)量相對(duì)于之前明顯的提高了。

2. 3 高壓自愈式電容器

早在上個(gè)世紀(jì)90年代末我國就開始自主研發(fā)干式高壓自愈式電容器，但是在進(jìn)入市場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用的過程中故障頻發(fā)，隨后對(duì)其進(jìn)行了各個(gè)方面的優(yōu)化以及改進(jìn)工作，顯著的抑制了故障發(fā)生率，但是在使用的過程中還是比較容易發(fā)生故障。當(dāng)前已經(jīng)由企業(yè)開始研發(fā)新的高壓自愈式變壓器。

2. 4 低壓自愈式電容器

低壓自愈式變壓器的介質(zhì)材料一般選擇金屬化聚丙烯薄膜，一般采用自動(dòng)卷制機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。對(duì)其進(jìn)行浸油或者是浸蠟處理，還有的對(duì)其進(jìn)行浸泡硅油然后進(jìn)行環(huán)氧處理。在制作工藝上還和世界上先進(jìn)的電力電容制作企業(yè)存在較大的差距，制造企業(yè)也在努力改進(jìn)電容的生產(chǎn)工藝，也在補(bǔ)償裝置以及配件制作方面進(jìn)行研究，積極的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，以便于電容能夠在更加頻繁切換以及惡劣的環(huán)境下工作。

2. 5 電容式電壓互感器

當(dāng)前我國已經(jīng)開發(fā)出1000伏左右的電容式電壓互感器且在實(shí)踐中得到了應(yīng)用。為了有效地適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)對(duì)電量計(jì)量高精度的要求，開發(fā)出了較高精度的產(chǎn)品已經(jīng)投入市場(chǎng)。新產(chǎn)品還有氣體絕緣CVT，具備較大的電壓覆蓋范圍，已經(jīng)投入使用多年。且由于在電力系統(tǒng)中目前有大量的數(shù)字設(shè)備的應(yīng)用其較低的功耗使得，氣體絕緣CVT的二次負(fù)荷有效的降低了。當(dāng)前電力電容的設(shè)計(jì)與制造工藝正在不斷的改進(jìn)，有效的提高了產(chǎn)品的絕緣裕度和產(chǎn)品的精

度。

結(jié)語

當(dāng)前我國電力電容正在瞄準(zhǔn)國際水準(zhǔn)不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造工藝，在保障產(chǎn)品的質(zhì)量基礎(chǔ)上提高產(chǎn)品的比特性。結(jié)合國內(nèi)電力電容的制造現(xiàn)狀，電力電容的比特性有望在近幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)突破。在各種場(chǎng)合所適用的電力電容元器件將逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，無熔絲電容器、串聯(lián)電容器、風(fēng)電和電氣化鐵道用補(bǔ)償和濾波裝置將會(huì)作為未來電力電容發(fā)展的主要方向。要在廣泛接納和吸收國外電容設(shè)計(jì)和制造工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國電力電容的應(yīng)用實(shí)際需求研發(fā)高壓干式自愈式電容器。我國智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，需要發(fā)展各種各樣的自動(dòng)補(bǔ)償裝置，常用到的如晶閘管控制電抗器、磁控電抗器、TSC型靜止無功補(bǔ)償器、靜止同步補(bǔ)償器，可控串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，電容分壓型電子式電壓互感器等，這些元器件在未來智能電網(wǎng)的建設(shè)當(dāng)中都有一定的用途。高能量密度的脈沖和儲(chǔ)能電容器是我國國防技術(shù)中較為緊缺的要予以大力發(fā)展，以滿足我國在國防領(lǐng)域中以及其他民用行業(yè)中的需求。

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