我公司下属的铝材公司高压配电室采用西安整流器厂生产GKA-100/220型合闸柜。交流电源取自所内变压器,由于实行无人值班,该配电室曾多次发生系统交流故障,控制母线失压,保护拒动的情况。经对该配电室保护回路分析计算,认为加装一套电容补偿装置,便可解决上述问题。正常运行时,电容器组储备充足电能;当直流失压后,便会向跳闸线圈放电,使保护装置正确动作。直流电压恢复正常后,电容器组又会充足电能,以备待用。
一、电容器组容量理论计算
该配电室安装17台高压开关柜,操作机构为CD10-I型,脱扣额定电压Ve=220V,Ie=2.5A,固有跳闸时间Tgy=0.1s,时间继电器采用DS-112c型,其时限Tb=0.7s,消耗功率PJ=2W。
则跳闸线圈耗能WT=0.7Ve×0.7Ie×Tgy=27 J
时间继电器耗能为WJ=PJ×Tb=8.4J
中间继电器内阻大,消耗能量小,可忽略。
断路器同时跳闸台数K1取4时,则跳闸时消耗总能量为W,W=K1(WT+WJ)=4(27+8.4)=142J
当电容器有效系数K2取1.5;Uc=1.1 Ve,取Uc=230V时,
代入上式,则C=8 052μF。
由于电容器的容量在运行时受许多因素影响,所以在选择时应留有适当余量。我选取的两组电容器,每组总容器总容量为9 000μF。
二、电路设计及主要元件选型
图1为电路设计,图中除控制母线外,其余部分均为加装部分。
1.电容选用CD-1型,耐压450V,500μF电解电容两组共36只。
2.熔断器选RL1-15/5A,两组共六只。
3.逆止元件1D 2D选用2CZ-20/250,共两只。
4.转换开关,CK选用LW2-2.6.6a/F4-8X型。
5.C I 1~C I3,CⅡ1~CⅡ3共六个支路,每个支路并联六个电解电容。
安装时,可将两组电容器安装在一块配电盘上,固定于信号屏背面,电容量检查的转换把手ZK,时间继电器SJ,电压继电器YJ和信号灯XD可安装于信号屏上,便于监测。电解电容器在通电使用前,应先进行“老练”。即在使用前,使电容器逐渐加压,可按每h升高100V的速率升至额定电压,然后维持几小时再检查是否发热,如有发热则表明该电容器漏电大,不宜使用。否则加上额定电压后,容易击穿烧坏。
此套电容补偿装置自投运以来,经多次验证,直流电压补偿效果好,有效解决了直流失压后,开关不能及时正确动作的问题,同时两组电容器互为备用,通过电容检查回路可定期对电容器组容量进行检查。该电容补偿装置由于具有安装简单,价格低廉的特点,因此具有较强的实用性和推广价值。