提要：當高壓配電系統發生故障時，合閘柜交流電源電壓將大大降低甚至失壓，控制回路將失掉電源，而不能保證保護裝置和跳閘線圈可靠動作。從而導致事故擴大化，這對繼電保護和跳閘回路是不允許的。利用電容補償裝置來補償直流電壓，便可有效解決上述問題，使保護裝置正確可靠動作。
電容儲能補償裝置的分析計算與設計安裝
摘 要：針對青銅峽鋁業集團鋁材公司高壓配電室多次發生系統交流故障、控制母線失壓和保護拒動的問題，經過對該配電室保護回路分析計算，確定加裝一套電容補償裝置，有效解決了問題，提高了保護回路動作的可靠性，避免了事故擴大。
關鍵詞：電容補償裝置；分析；計算；設計；安裝；容量理論；選型
當高壓配電系統發生故障時，合閘柜交流電源電壓將大大降低甚至失壓，控制回路將失掉電源，而不能保證保護裝置和跳閘線圈可靠動作。從而導致事故擴大化，這對繼電保護和跳閘回路是不允許的。利用電容器儲能來補償直流電壓，便可有效解決上述問題，使保護裝置正確可靠動作。
我公司下屬的鋁材公司高壓配電室采用西安整流器廠生產GKA-100/220型合閘柜。交流電源取自所內變壓器，由于實行無人值班，該配電室曾多次發生系統交流故障，控制母線失壓，保護拒動的情況。經對該配電室保護回路分析計算，認為加裝一套電容補償裝置，便可解決上述問題。正常運行時，電容器組儲備充足電能；當直流失壓后，便會向跳閘線圈放電，使保護裝置正確動作。直流電壓恢復正常后，電容器組又會充足電能，以備待用。
一、電容器組容量理論計算
該配電室安裝17臺高壓開關柜，操作機構為CD10-I型，脫扣額定電壓Ve=220V，Ie=2.5A，固有跳閘時間Tgy=0.1s，時間繼電器采用DS-112c型，其時限Tb=0.7s，消耗功率PJ=2W。
則跳閘線圈耗能WT=0.7Ve×0.7Ie×Tgy=27 J
時間繼電器耗能為WJ=PJ×Tb=8.4J
中間繼電器內阻大，消耗能量小，可忽略。
斷路器同時跳閘臺數K1取4時，則跳閘時消耗總能量為W，W=K1(WT+WJ)=4(27+8.4)=142J
當電容器有效系數K2取1.5；Uc=1.1 Ve，取Uc=230V時，
代入上式，則C=8 052μF。
由于電容器的容量在運行時受許多因素影響，所以在選擇時應留有適當余量。我選取的兩組電容器，每組總容器總容量為9 000μF。
二、電路設計及主要元件選型
圖1為電路設計，圖中除控制母線外，其余部分均為加裝部分。
1．電容選用CD-1型，耐壓450V，500μF電解電容兩組共36只。
2．熔斷器選RL1-15/5A，兩組共六只。
3．逆止元件1D 2D選用2CZ-20/250，共兩只。
4．轉換開關，CK選用LW2-2.6.6a/F4-8X型。
5．C I 1~C I3，CⅡ1~CⅡ3共六個支路，每個支路并聯六個電解電容。
安裝時，可將兩組電容器安裝在一塊配電盤上，固定于信號屏背面，電容量檢查的轉換把手ZK，時間繼電器SJ，電壓繼電器YJ和信號燈XD可安裝于信號屏上，便于監測。電解電容器在通電使用前，應先進行“老練”。即在使用前，使電容器逐漸加壓，可按每h升高100V的速率升至額定電壓，然后維持幾小時再檢查是否發熱，如有發熱則表明該電容器漏電大，不宜使用。否則加上額定電壓后，容易擊穿燒壞。
此套電容補償裝置自投運以來，經多次驗證，直流電壓補償效果好，有效解決了直流失壓后，開關不能及時正確動作的問題，同時兩組電容器互為備用，通過電容檢查回路可定期對電容器組容量進行檢查。該電容補償裝置由于具有安裝簡單，價格低廉的特點，因此具有較強的實用性和推廣價值。
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