提要：當(dāng)高壓配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，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(hù)裝置和跳閘線圈可靠動(dòng)作。從而導(dǎo)致事故擴(kuò)大化，這對(duì)繼電保護(hù)和跳閘回路是不允許的。利用電容補(bǔ)償裝置來補(bǔ)償直流電壓，便可有效解決上述問題，使保護(hù)裝置正確可靠動(dòng)作。
電容儲(chǔ)能補(bǔ)償裝置的分析計(jì)算與設(shè)計(jì)安裝
摘 要：針對(duì)青銅峽鋁業(yè)集團(tuán)鋁材公司高壓配電室多次發(fā)生系統(tǒng)交流故障、控制母線失壓和保護(hù)拒動(dòng)的問題，經(jīng)過對(duì)該配電室保護(hù)回路分析計(jì)算，確定加裝一套電容補(bǔ)償裝置，有效解決了問題，提高了保護(hù)回路動(dòng)作的可靠性，避免了事故擴(kuò)大。
關(guān)鍵詞：電容補(bǔ)償裝置；分析；計(jì)算；設(shè)計(jì)；安裝；容量理論；選型
當(dāng)高壓配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，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(hù)裝置和跳閘線圈可靠動(dòng)作。從而導(dǎo)致事故擴(kuò)大化，這對(duì)繼電保護(hù)和跳閘回路是不允許的。利用電容器儲(chǔ)能來補(bǔ)償直流電壓，便可有效解決上述問題，使保護(hù)裝置正確可靠動(dòng)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(chǎn)GKA-100/220型合閘柜。交流電源取自所內(nèi)變壓器，由于實(shí)行無人值班，該配電室曾多次發(fā)生系統(tǒng)交流故障，控制母線失壓，保護(hù)拒動(dòng)的情況。經(jīng)對(duì)該配電室保護(hù)回路分析計(jì)算，認(rèn)為加裝一套電容補(bǔ)償裝置，便可解決上述問題。正常運(yùn)行時(shí)，電容器組儲(chǔ)備充足電能；當(dāng)直流失壓后，便會(huì)向跳閘線圈放電，使保護(hù)裝置正確動(dòng)作。直流電壓恢復(fù)正常后，電容器組又會(huì)充足電能，以備待用。
一、電容器組容量理論計(jì)算
該配電室安裝17臺(tái)高壓開關(guān)柜，操作機(jī)構(gòu)為CD10-I型，脫扣額定電壓Ve=220V，Ie=2.5A，固有跳閘時(shí)間Tgy=0.1s，時(shí)間繼電器采用DS-112c型，其時(shí)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(shí)間繼電器耗能為WJ=PJ×Tb=8.4J
中間繼電器內(nèi)阻大，消耗能量小，可忽略。
斷路器同時(shí)跳閘臺(tái)數(shù)K1取4時(shí)，則跳閘時(shí)消耗總能量為W，W=K1(WT+WJ)=4(27+8.4)=142J
當(dāng)電容器有效系數(shù)K2取1.5；Uc=1.1 Ve，取Uc=230V時(shí)，
代入上式，則C=8 052μF。
由于電容器的容量在運(yùn)行時(shí)受許多因素影響，所以在選擇時(shí)應(yīng)留有適當(dāng)余量。我選取的兩組電容器，每組總?cè)萜骺側(cè)萘繛? 000μF。
二、電路設(shè)計(jì)及主要元件選型
圖1為電路設(shè)計(jì)，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(zhuǎn)換開關(guān)，CK選用LW2-2.6.6a/F4-8X型。
5．C I 1~C I3，CⅡ1~CⅡ3共六個(gè)支路，每個(gè)支路并聯(lián)六個(gè)電解電容。
安裝時(shí)，可將兩組電容器安裝在一塊配電盤上，固定于信號(hào)屏背面，電容量檢查的轉(zhuǎn)換把手ZK，時(shí)間繼電器SJ，電壓繼電器YJ和信號(hào)燈XD可安裝于信號(hào)屏上，便于監(jiān)測(cè)。電解電容器在通電使用前，應(yīng)先進(jìn)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(shí)再檢查是否發(fā)熱，如有發(fā)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(bǔ)償裝置自投運(yùn)以來，經(jīng)多次驗(yàn)證，直流電壓補(bǔ)償效果好，有效解決了直流失壓后，開關(guān)不能及時(shí)正確動(dòng)作的問題，同時(shí)兩組電容器互為備用，通過電容檢查回路可定期對(duì)電容器組容量進(jìn)行檢查。該電容補(bǔ)償裝置由于具有安裝簡單，價(jià)格低廉的特點(diǎn)，因此具有較強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。
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