电容器内部计算.doc

电容器的电容是表征电容器储存电荷能力的参量。一般的平行板电容器的电容为C=εrε0S/D（F）卷绕式电容器的电容由于极板两面起作用，其电容值约等于其平面长条时的两倍，即

C=2*8.86*10-12εrbl/d(F) （2-1）

电容器的电容量,是用来表示电容器加上电压后贮存电荷能力的物理量。在相同条件下贮存电荷多的电容器,电容量较大,贮存电荷少的电容器,电容量小。电容量的大小与电极面积,介质厚度和介质的介电常数有关。电极的有效面积愈大,介质愈薄(电极间的距离愈近),介质的介电常数愈大,则电容量愈大。反之,则电容量愈小。

电容量的单位是法拉,简称法,但在实际应用上这个单位太大,一般用微法、微微法表示。

1法(F)=微法(μF)

1微法(μF)=106微法(μμF或pF)

PqCU2(kvar) （2-2）

2.电容器比能、比特性和储能因数设计

电容器的储能是指在充了电的电极极板间所储存的静电能量.即

12CUN(J)2 （2-3）

W

比能是直流电容器在直流电压作用下单位体积的介质所储存的能量。即

W10rE2(kJ/L)V2 （2-4）

比特性是指交流电容器单位容量（kvar）所用的介质材料的数量，即

V1f0E2r(L/kvar)Pq2(1)体积比特性 （2-5）

(2)质量比特性

mf0rE2(kg/kvar)Pq2 （2-6）

22EErr比能和比特性是评价电力电容器技术经济性能的综合指标，均决定于，这个既

电容器介质的储能因数。

3.电容器损耗和损耗角正切的设计

电容器在使用过程中消耗的电能称为电容器的损耗，通常用P（W）表示。电容器的能量损耗包括介质损耗与极板的金属部分损耗,其中介质损耗与介质特性、使用频率、温度等有关。金属部分的损耗与电容器采用的引出线、极板等所用的材料及心子结构有关。

电容器单位无功补偿的损耗，既损耗与无功功率的比值是衡量电容器的效率和质量的重要参数，称为的电容器的损耗角正切，用tanδ表示，即

PPqtan （2-7）

电容器的损耗要消耗电能，使电容器发热，因此，电容器的损耗和tanδ应越低越好。

以BAM11/2-334-1W型电容器为例，进行元件，熔丝，放电电阻等方面的设计与计算。

产品的工作参数

额定电压：Un11/2kV

额定电容Qn334kvar

容差：不超过额定值的-2%~+3%

额定频率：fn50Hz

相数：1

介质：（14u（RR）*2）*400mm聚丙烯薄膜

极板：6.0u*396mm铝箔

浸渍剂：苄基甲苯

聚丙烯薄膜介电系数m2.2

y2.60浸渍剂介电系数

压紧系数K=0.824

卷轴直径D=95mm

串联段数N=4

复合介电系数

ymfyKm(1K)2.62.22.60.8242.20.1762.261 极间介质厚度dj

djdmK0.0280.8240.034 平均工作场强

Ep0.824

11EU1ep0.824d2440.46kV/mmj0.0280.824 产品的标称电容Cb

（2-8） （2-9）2-10）

（

Qn103334103Cb35.15(uF)222fUn23.1416505.5 （2-11）

初选元件圈数

Wy1

元件厚度为13mm

WDy14(d134(0.0340.006)81.3圈jdl) 元件电容

Cy1

5.56107DCfWy1(y12)d11.29(uF)j 元件并联数

MCbN35.15C412.5y111.29取 M为12只

元件标称电容

Cyb

CCbN35.15ybM41211.72 （2-12）

2-13）

（2-14） （2-15） （

复算元件圈数

Wy

Wy21.44Cybdj(djdl)10810f4(djdl)84.3 （2-16）

取84圈

复算元件厚度

dy

dy4Wy(djdl)484(0.0340.0006)13.43(mm) 元件宽度

by

b3.1495y2dy1213.431.0163.6(mm) 元件平均直径

Dp

Ddy.43p295132101.7(mm) 复算元件电容

Cy

CfDpWy2.2613710.1784y18dj105180.00341011.68(uF)5 2-17）

（2-18）

（2-19）2-20）

（

（

容差

CCyCyb11.6811.72100%0.3%CbyCyb11.72 （2-21）

芯子的尺寸计算

芯 子的长度L40025425(mm) （2-22）

芯子的宽度B163.610173.6(mm) 芯子的高度H680(mm)

箱尺寸壳长宽高（LBH）440180760（mm） 元件极板长度

Ljb

Ljb3.148410.172682.4 元件薄膜重

Gym

Gym22682.4400.00280.91536.8(g) 元件铝箔重

Gy1

Gy122682.439.60.00062.7344.2(g) 芯子中薄膜重Gm25.77(kg)

（2-23）

（2-24）

（2-25）

2-26）

（2-27）

（

芯子中铝箔重G116.5(kg)

液体介质重

Gy21(kg).

钢板重

Gg16.86(kg)

绝缘件重

Gj5.71(kg)

瓷套重Gt326.0(kg)

其他重

Gq2(kg)

电容器总重量G25.7716.52116.865.716294.8(kg)电容器比特性

GQ94.80.284(kg/kvar)n334 2-28）

（