Каждый силовой конденсатор выполняет одну из восьми функций. Функция определяет технические характеристики: конденсатор, компенсирующий реактивную мощность в линии 110 кВ, практически не имеет ничего общего с конденсатором, генерирующим импульс 2 кА в рентгеновской трубке, хотя оба называются «силовыми конденсаторами». В этом руководстве рассматриваются все восемь функций и объясняется, для каждой из них, что следует указывать в технических характеристиках и к какому семейству технологий обычно относится конденсатор.

1. Восемь основных ролей в сфере разработки приложений: краткий обзор

Роли	Что делает конденсатор?	Типичное расположение	Типичные характеристики
Шунтирование (параллельное)	Компенсирует реактивную мощность, улучшает коэффициент мощности и напряжение.	Подстанции, распределительные сети, блоки электродвигателей	номинал квар, сетевое напряжение, длительный срок службы
Серия	Компенсирует индуктивность линии; повышает стабильность и пропускную способность.	Линии электропередачи	кВар, непрерывный линейный ток, защита от перенапряжения
Связь	Подача несущих/измерительных сигналов на высоковольтные линии.	Станции ПЛК, защитные отводы	Класс kV, низкие потери на несущей частоте, без фотодетекторов.
Классификация автоматических выключателей	Выравнивает напряжение на прерывателях.	выключатели СВН	Класс напряжения кВ, малая емкость, высокая надежность
Электрическое отопление	Коррекция коэффициента мощности при индукционном нагреве	Нагревательное и плавильное оборудование	Частота в кГц, водяное или воздушное охлаждение
Импульс	Накапливает энергию, высвобождает её за микросекунды при высоком токе.	Рентгеновское излучение, компьютерная томография, лазеры, генераторы импульсов, импульсная энергия	Энергия (Дж), пиковое напряжение (кВ), пиковый ток, di/dt, частота повторения
Фильтр / DC	Подавляет гармоники; сглаживает и накапливает энергию постоянного тока.	Подстанции HVDC, выпрямители, инверторные линии постоянного тока	Номинальный ток на гармонических частотах, напряжение постоянного тока
Стандарт	Стабильный эталон для измерения емкости или потерь.	Калибровка и метрология	Точность, стабильность, заданная газовая среда

2. Импульсные конденсаторы: накопление энергии с быстрым высвобождением.

Импульсный конденсатор заряжается в течение относительно длительного периода времени, а затем разряжается за микросекунды или миллисекунды, подавая большой пиковый ток на нагрузку — рентгеновскую трубку, лазерную импульсную лампу или генератор Маркса. Важными параметрами являются:

• Накопленная энергия (J = ½ C V²) и напряжение, которое необходимо поддерживать.
• Пиковый разрядный ток и di/dt — Именно здесь проявляются преимущества керамических компонентов с низким ESR и низким ESL.
• Частота повторения и создаваемой ею тепловой нагрузки.
• Срок службы при многократном разрядеа не просто емкость, указанная в техническом описании.

Высоковольтные керамические конденсаторы типа «дверная ручка» и дисковые конденсаторы широко используются в импульсных цепях от 1 кВ до 100 кВ, поскольку они не имеют полярности, сохраняют стабильную емкость при постоянном напряжении смещения и выдерживают очень высокие скорости нарастания тока. Если ваша разработка связана с медицинским рентгеновским или КТ-генератором, источником питания лазера или любой импульсной системой питания, то именно эта роль наиболее важна для вас.

3. Фильтрующие и конденсаторы постоянного тока: очистка от гармоник, сглаживание постоянного тока.

Фильтрующие конденсаторы удаляют гармонические токи из систем переменного тока, а конденсаторы постоянного тока сглаживают шину в выпрямителях и инверторах. Это различие важно:

• фильтры кондиционера Постоянный перенос гармонических токов делает номинальный среднеквадратичный ток и потери на каждой гармонике столь же важными, как и напряжение.
• Ссылки постоянного тока Накопление энергии происходит между выпрямителем и нагрузкой; при выборе определяющими факторами являются пульсации напряжения, пульсации тока и срок службы.

Пленочные конденсаторы доминируют в больших фильтрах переменного тока благодаря самовосстановлению и низким потерям. Керамические компоненты находят свое место на более высоких гармонических частотах и ​​в качестве демпфирующих/подавляющих элементов, где низкая индуктивность важнее, чем накопление энергии. Для небольшого высоковольтного фильтра постоянного тока или высокочастотного гармонического тракта керамический конденсатор типа «дверная ручка» часто является наиболее компактным и надежным вариантом.

4. Последовательные и разделительные конденсаторы: работа в сети передачи электроэнергии

Последовательно включенные конденсаторы вставляются в линии электропередачи для компенсации индуктивного сопротивления, что сокращает эффективную длину линии и повышает стабильность. Разделительные конденсаторы соединяют оборудование несущей частоты с высоковольтными линиями через низковольтную разделительную катушку, обеспечивая низковольтным приборам безопасный путь в высоковольтную среду. Оба типа конденсаторов определяются классом киловольт и надежностью при непрерывном режиме работы; для режима разделительной работы критически важна устойчивость к частичному разряду, поскольку любой внутренний разряд добавляет шум к измерительному сигналу.

5. Конденсаторы для сортировки, нагрева и стандартные конденсаторы

• Сравнивающие конденсаторы Они располагаются параллельно блокам автоматических выключателей, так что восстановительное напряжение равномерно распределяется во время размыкания цепи. Малая емкость, высокое напряжение, исключительная надежность.
• Электронагревательные конденсаторы Они работают в диапазоне частот 40–24 кГц и обладают значительной реактивной мощностью; как правило, они имеют водяное охлаждение и основаны на пленочных материалах.
• Стандартные конденсаторы Используйте стабильный газообразный диэлектрик в экранированной коаксиальной конфигурации, чтобы его значение изменялось всего на несколько частей на миллион — в отличие от компонентов, используемых в системах хранения энергии.

6. Начните с выбора роли, а затем выберите технологию.

Быстрое правило отбора:

Если ваша схема…	Вам нужно…	Типичная технология
Компенсирует реактивную мощность в сети.	Шунтирующий или последовательный конденсатор	ПЛЕНКА
Быстро разряжает энергию при высоком напряжении.	Импульсный конденсатор	Керамический или пленочный импульсный
Фильтрует высокочастотные гармоники	Конденсатор фильтра	Керамические компоненты для ВЧ-диапазона, пленочные — для линейных гармоник.
Сглаживает шину постоянного тока при низком напряжении.	Конденсатор постоянного тока	Пленочный или электролитический
Передача сигналов на высоковольтные линии	Конденсатор связи	Плёнка, газ или керамика

Сопоставление этих ролей с продуктами HVC. Для импульсного режима работы при напряжении 10–150 кВ, Серия дверных ручек с винтовыми клеммами HVCT8G Конструкция разработана с учетом требований к разряду, частичным разрядам и монтажу, описанных в данной статье. Для компактной фильтрации, подавления помех и градуировки в диапазоне напряжений 1–70 кВ Диапазон дисковых конденсаторов (N4700/Y5T) подходит по обычным меркам, и линия электропередачи радиочастотного сигнала Охватывает высокочастотные и высокоэнергетические роли. Если вы можете определить свою роль по таблице выше, вы уже можете указать на семейство продуктов, которое будет ее выполнять.

Для сравнения преимуществ и недостатков керамических, пленочных и электролитических покрытий в высоковольтных цепях см. сопутствующее сравнение в этой серии: Керамические, пленочные и электролитические материалы для высоковольтных применений.Чтобы начать с определений, прочтите Типы и классификация силовых конденсаторов.

Если вы выбираете компонент для работы в импульсном режиме, в качестве фильтра или соединительного элемента при напряжении 1–100 кВ, отправьте информацию о рабочих условиях по адресу [адрес электронной почты]. [электронная почта защищена] или использовать Форму обратной связи — Мы порекомендуем серию керамических материалов и предоставим данные испытаний, а не общую техническую документацию.