电力电容器的工作原理(电力电容器常见故障)
在生活中，很多人可能想了解和弄清楚电力电容器基础知识及常见运行问题①的相关问题？那么关于电力电容器的工作原理的答案我来给大家详细解答下。
电力电容器基础知识及常见运行问题
1. 基本概念
1.1 电容器（Capacitor）
电容器由两块平行极板（铝箔） 和极板间的绝缘材料所组成：
作用：存储和释放电荷的器件（充电和放电）
电容器结构
电工符号： C
电路符号：
电路符号
电容量的基本单位： 法拉（F）
常用单位：
微法（μF）
纳法（nF）
皮法（ PF）
1F =106 μF
1 μF =1000 nF
1 nF =1000 PF
1.2 电容器的电容电容量由下式决定：
（1） 平板式：
平板式公式
式中： A—极板面积， m 2
d—极板间距， m
εr —极板间介质的相对介电系数
（2） 卷绕式采用卷绕式时，电容值近似等于该电容展开成平面时的一倍。 即：
卷绕式公式
卷绕式电容元件
1.3 常用电介质的分类
1.3.1 气体电介质
(1) 气体电介质的相对介电常数εr非常接近 1；
(2) 电力电容器常用的气体电介质是六氟化硫（SF6）、氮气、空气等；
SF6的特点：
击穿强度：是空气的2～3倍。在0.3MPa下与常温下的绝缘油相当；
灭弧能力：约为空气的100倍；
tanδ：在0.1MPa时<5×10ˉ6
1.3.2 固体电介质
电力电容器中常用的固体电介质有如下几种：
（1） 电容器纸
优点： 浸渍性好，成本低，效益高，可实现自动化生产。
缺点： 线膨胀系数大，易变形，电容量稳定性差，容易老化，耐热性低（＜ 80℃），机械强度低。
（2） 塑料薄膜
优点： 耐电强度和机械强度高，体积电阻系数高，稳定性好。
缺点： 难以浸渍，通过采取特殊的工艺，也可提高浸
渍效果；或者做成干式电容器。常用的塑料薄膜有：聚丙烯薄膜（简称PP膜）、聚脂薄膜等。
1.3.3 液体电介质
（1）天然液体电介质
变压器油、电容器油、电缆油、蓖麻油等矿物油和植物油。
（2）合成化合物
有异丙基联苯（IPB）、二芳基乙烷（PXE）、爱迪索油、二异丙基萘（KIS－400）、CPE等等，种类较多。
电击穿强度： ≥ 45 kV/ 2.5mm
表1.1 常用介质的相对介电系数
表1.1 常用介质的相对介电系数
1.3.4 氧化膜电介质
以金属(常见的是铝或钽)的氧化膜作为电介质，以电解质作为另一电极。即所谓的电解电容器，这类电容器单个电容量可做到上万微法。电解电容器的特点是电极是有极性的，应用中正、负极不能接反。
近年来有一种名为双电层电解电容器（又称为法拉电容器或超级电容器）的新型元件逐渐受到关注。它的等效电容量足以达到法拉级（甚至可以达到数万法拉）。 此类电容器完全可以作为电池使用，理论上可以经受无限次充放电循环，而且充电速度和能量转化率也远远高于普通化学电池，但单个超级电容耐压能力很弱，一般不会超过20V。通过串、并联组合可以提高工作电压，用于电能储存。
1.4 交流电路中电容器的特性
1.4.1 电压与电流的关系
在交流电路中，电容器的电流在相位上超前于电压90度，这个特性正好与电抗器相反。
电容器和电抗器上的电压和电流相位
1.4.2 频率与阻抗的关系
电容器的阻抗与电源的频率成反比的关系，即：
电容器的阻抗与电源的频率成反比的关系
这一特性也正好与电抗器相反， 因为电抗器的阻抗与电源频率成正比的关系
电抗器的阻抗与电源频率成正比的关系
1.4.3 电容器和电抗器串联
当电容器和电抗器串联时，回路中只有一个电流，此时电容器上的电压和电抗器上的电压方向相反，它们的合成电压是相减的关系。
L、C串联电路
当电容电压和电感电压大小相等时（即容抗等于感抗时），就称为串联谐振状态，此时电路中合成电抗电压为零，只剩下阻性电压。串联谐振回路中的电压、电流关系为：
串联谐振回路中的电压、电流关系
1.4.4 电容器和电抗器并联
电容器和电抗器并联时，电路中只有一个电压，此时电容器上的电流与电抗器上的电流方向相反，它们的合成电流是相减的关系。当容性电流等于感性电流时， 称为并联谐振状态，此时电路中的合成电流只剩下阻性电流。
L、C并联电路
并联谐振电路中电压和电流的关系为：
并联谐振电路中电压和电流的关系
1.4.5 电路谐振的条件
电路谐振的条件是容抗与感抗相等，即XL=XC或：ωL=1/ωC，整理后可得谐振条件为：
整理后可得谐振条件
从上式可知，通过调整电感L或电容C或调整频率f，都可以使试验回路达到谐振的状态。在谐振状态电路呈现纯电阻特性，电流的大小仅与电压和电阻有关，相位差总是为零，即cosφ=1。
温馨提示：通过以上关于电力电容器基础知识及常见运行问题①内容介绍后，相信大家有新的了解，更希望可以对你有所帮助。