曹波
摘要：针对青铜峡铝业集团铝材公司高压配电室多次发生系统交流故障、控制母线失压和保护拒动的问题，经过对该配电室保护回路分析计算，确定加装一套电容补偿装置，有效解决了问题，提高了保护回路动作的可靠性，避免了事故扩大。
关键词：电容储能补偿装置；分析；计算；设计；安装；容量理论；选型
当高压配电系统发生故障时，合闸柜交流电源电压将大大降低甚至失压，控制回路将失掉电源，而不能保证保护装置和跳闸线圈可靠动作。从而导致事故扩大化，这对继电保护和跳闸回路是不允许的。利用电容器储能来补偿直流电压，便可有效解决上述问题，使保护装置正确可靠动作。
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GKA100/220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，认为加装一套电容储能补偿装置，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CD10I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DS112c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=27J
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=1.1Ve，取Uc=230V时，
代入上式，则C=8052μF。
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9000μF。
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CD1型，耐压450V，500μF电解电容两组共36只。
2．熔断器选RL115/5A，两组共六只。
3．逆止元件1D2D选用2CZ20/250，共两只。
4．转换开关，CK选用LW22.6.6a/F48X型。
5．CI1～CI3，CⅡ～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。
参考文献：
丁显．工业企业供电．冶金工业出版社，1980.