電容效應(yīng)

為了限制電容效應(yīng)引起的工頻電壓升高，在超高壓電網(wǎng)中，廣泛采用并聯(lián)電抗器來補償線路的電容電流，以削弱其電容效應(yīng) 。2100433B

超高壓輸電線路距離較長，輸電線路的電容不能忽略，此時就必須考慮線路的電容效應(yīng)。

電容效應(yīng)作用效果

長距離輸電線路空載或輕載時由于線路容抗大于線路感抗，在電源電動勢的作用下，線路中通過的電容電流在感抗上的壓降將使容抗上的電壓高于電源電動勢，即空載線路上的電壓高于電源電壓，致使沿線電壓分布不均，末端電壓最高。這就是空載或輕載線路的電容效應(yīng)，又稱費蘭梯效應(yīng)(Ferranti effect)。超高壓輸電系統(tǒng)空載線路的電容效應(yīng)是引起工頻過電壓的主要原因，這種過電壓雖然對系統(tǒng)正常絕緣的電氣設(shè)備一般沒有危害 ，但在超高壓遠距離輸電確定絕緣水平時卻起著重要作用 。

電容效應(yīng)作用原理

超高壓遠距離輸電線路，要考慮它的分布參數(shù)特征。對于三相對稱、穩(wěn)態(tài)、均勻的線路，可以取單相線路進行計算，計算時取正序參數(shù)。單相線路示意圖如圖1所示。

圖1中：Z₁、y₁分別為單位長度線路的阻抗和導(dǎo)納，

線路末端電壓U₂和電流I₂為已知值時的線路穩(wěn)態(tài)方程為:

式中：

對于空載無損線路：

則線路末端電壓與首端電壓關(guān)系為

距線路末端x處的電壓為

由式(4)可見：均勻空載線路沿線電壓呈余弦升高，末端電壓最高。它主要起源于由輸電線路對地電容引起的無功過剩，線路越長，無功過剩越多，從而沿線電壓升高越明顯。在我國超高壓系統(tǒng)中，要求線路側(cè)工頻過電壓不大于最高運行相電壓的1.4倍，母線側(cè)不大于1.3倍。因此，應(yīng)當(dāng)采取措施抑制工頻電壓升高 。

電容效應(yīng)注意事項

1)超高壓輸電線路在空載或輕載時會出現(xiàn)工頻電壓升高，如不采取措施，對設(shè)備絕緣及其運行條件產(chǎn)生重大影響，影響保護電器的工作條件和效果。

2)采用分段并聯(lián)電抗器的無功補償措施可有效抑制工頻電壓升高，沿線設(shè)置的并聯(lián)電抗器數(shù)越多，效果越好。并聯(lián)電抗器的數(shù)量和補償度的確定應(yīng)考慮技術(shù)和經(jīng)濟的因素。

3)僅一處并聯(lián)電抗器時，在末端最佳；線路末端壓將給變電站無功補償、電壓控制帶來困難 。

在電感、電容串聯(lián)的L-C回路中，如果容抗大于感抗，即回路固有振蕩角頻率

采用平衡法或中和法可以適當(dāng)?shù)販p弱密勒電容的影響。中和方法即是在晶體管的輸出端與輸入端之間連接一個所謂中和電容，并且讓該中和電容上的電壓與密勒電容上的電壓相位相反，使得通過中和電容的電流恰恰與通過密勒電容的電流方向相反，以達到相互抵消的目的；當(dāng)然，為了有效地抑制密勒效應(yīng)，即應(yīng)該要求中和電容與密勒電容正好完全匹配（實際上，由于作為密勒電容的晶體管輸出電容往往與電壓有關(guān),所以很難完全實現(xiàn)匹配，因此需要進行多種改進）。