电力电容器的损耗、损耗角正切和等值电路 电力电容器是一种实际电容器、不是理想电容器,在外施交流电压的作用下,除了会输出一定容量的无功功率 Q 之外,在电容器的内部介质中、在电容器的极板(铝箔)中、引线等导体中,以及在瓷瓶间的漏泄电流等都会产生一定的有功损耗功率 P
通常把电容器的有功功率 P 与无功功率 Q的比值称做为该电容器的损耗角正切,并用下式表示: 式中:tanδ—电容器的损耗角正切(%); P—电容器的有功功率(W); Q—电容器的无功功率(var) 正因为电力电容器不是理想电容器,所以通常要用一个等值电路来表示
(1)串联等值电路 在此等值电路中,理想电容器C 产生的无功功率为: 式中:QC—电容器的无功功率(var); XC—电容器C 的容抗(Ω); IC—流过电容器的电流(A) 而在此电路中由电阻 r 产生电容器的损耗功率为: 式中:Pr—由 r 产生的等值损耗功率 Ir—流经等值电阻 r 的电流由式(1)、(2)、(3)可得: 由式(6)可知,当 tanδ 值很小(例如全膜电容器),XC也很小时(例如大容量集合式电容器),其等值串联电阻也十分微小(通常只有 10-3~10-4Ω)
所以在测量大容量全膜介质电容器时,一定要尽一切可能降低测量回路中的接触电阻和导线电阻,以减小测量误差
(2)并联等值电路 电力电容器除了可用图1 所示的串联等值电路来表示外,也可用图2 所示的并联等值电路来表示
由图2 可得: 式中:UR—等值电路两端的电压(V); UC—理想电容器两端的电压(V); XC—电容器的容抗(Ω) 从图2 中可知:UR=UC,所以 由式(9)可以看出,对于低损耗的全膜电容器其并联等值电阻是相当大的,当在电容器内部并联放电电阻会降低其等值电阻 R,从而使电容器的实际损耗和损耗角正切增大
在实际工作中,如能根据具体情况灵活的使用电容器的串联等值电路和