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低壓無功補償回路保護熔斷器選擇
發布時間:2012-6-20 16:42:46

  低壓無功補償柜中補償回路的熔斷器作用,是為了保證整個回路安全可靠的運行,以達到無功補償的目的,那么電容器(和串聯電抗器)作為補償回路的核心元件,熔斷器對它提供可靠的保護性能是非常必要的。

  由于現行相關標準里對補償回路保護熔斷器的選擇沒有特別詳細的要求,所以在實際應用中大家的選擇也不盡一致,有時差別甚至相當懸殊。
  在低壓配電系統中的負載類型變得越來越復雜的情況下,補償回路熔斷器的選擇不能一概而論,要視低壓無功補償的具體類型進行科學的分析和選擇。

  下面我們根據相關的標準和低壓無功補償類型兩方面來分析如何合理正確的選擇補償回路的熔斷器。
  一、相關的標準

  1、在低壓并聯電容器標準GB/T12747.1-2004中,對有關電容器大電流和保護的相關要求和說明如下:

  電容器單元應適用于在線路電流方均根值為1.3倍該單元在額定正弦電壓和額定頻率下產生的電流下連續運行,過渡過程除外。考慮到電容偏差,大電容可達1.10CN,故其大電流可達1.43IN。

  這些過電流因素是考慮到諧波、過電流和電壓偏差共同作用的結果。

  33 過電流

  電容器決不可在電流超過第21章中規定的大值下運行。

  34 開關、保護裝置及連接件

  開關、保護裝置及連接件均應設計成能連續承受在額定頻率和方均根值等于額定電壓的正弦電壓下得到的電流的1.3倍的電流。因為電容器的電容可能為額定值的1.10倍,故這一電流大值為1.3×1.10倍額定電流,即為1.43IN


  2、在中低壓電容器及其成套裝置標準GB7251中,有關電容保護熔斷器的選擇要求如下:

  5.3.5 b)

  熔斷器額定工作電流(方均根值)應按2~3倍單組電容器額定電流選取。

  3、在并聯電容器裝置設計規范GB50227-2008中,有關電容保護熔斷器是這樣要求的:

  5.4 熔斷器

  5.4.2 用于單臺電容器保護的外熔斷器的熔絲額定電流,應按電容器額定電流1.37~1.50倍選擇。

  二、標準分析

  通過對以上標準的研究分析,可以得出以下結論:

  1、 以上關于低壓電容器或電容補償裝置的標準中,對于保護熔斷器的選擇要求都是基于單純電容器補償的應用,即我們常說的純電容補償。而對目前應用越來越多且廣泛的非調諧補償(電容器串聯電抗器)的應用,沒有說明如何選擇保護熔斷器。

  2、 即使對于純電容補償應用,各標準對保護熔斷器的選擇要求也不盡相同。但從標準要求的技術依據和詳盡程度上看,GB/T12747.1-2004對保護熔斷器的選擇要求較為合理(1.10×1.3=1.43IN),但也不完善,因為有些電容器產品的過流能力已經達到了1.5倍,而不是標準中要求的1.3倍。

  3、 對于非調諧補償(電容器串聯電抗器)應用的熔斷器選擇,沒有標準可以借鑒。

  三、如何正確選擇低壓無功補償的保護熔斷器

  根據對相關標準的分析,以及前面提到的兩種主要的低壓無功補償方式,正確選擇低壓無功補償保護熔斷器應該從以下兩個方面分別考慮和選型:

  1、純電容補償應用,補償元件只有低壓電容器:

  由于國標GB/T12747.1-2004的合理性,可借鑒該標準中對大允許電流的要求,1.10×過流能力×電容器額定電流,來選擇保護熔斷器。

  以25KVAR/400V的一個電容補償回路舉例說明:

  1)該回路的電容器額定電流為36A,如果電容器只是滿足標準中的1.3倍過流能力,則該回路的大允許電流為1.10×1.3×36=51.5A。熔斷器的標準電流范圍包括50A、63A,因此正確的熔斷器的額定保護電流應為50A。

  2)如果電容器大于標準中的過流能力,如1.5倍,則該回路的大允許電流為1.10×1.5×36=59.4A。熔斷器的標準電流范圍包括50A、63A,因此正確的熔斷器的額定保護電流應為63A。。

  2、非調諧補償應用,補償元件包括低壓電容器和串聯電抗器:

  這種應用是在傳統的電容器補償回路中串聯了一定電抗率的電抗器,其優點是可以防止系統諧

  波放大、避免諧振,同時可以吸收一部分系統中的諧波,從而在提供可靠的無功補償的同時起到

  改善電能質量的目的,目前已經越來越多的在工業和建筑配電系統中得到應用。

  在這種應用中考慮熔斷器保護時,應該把電容器和串聯電抗器作為一個整體來分析,因為補償回路中除了要承載正常的基波無功電流外,還應該允許它能夠承載一定量的諧波電流。

  更重要的是,由于這種應用的電容器額定電壓要遠大于配電系統電壓(如14%電抗率應用時,電容器額定電壓為525V,遠大于400V系統電壓),電容器在400V系統中實際能夠承載的電流(包括基波和諧波電流)要大于其在額定電壓下(如525V)的額定電流。因此,在這種無功補償應用中,決定回路過載能力的是串聯電抗器的參數,即電抗器的大過電流能力。

  所以熔斷器的選擇應該以回路的額定電流和電抗器的大過電流能力為依據。以電抗率為14%的25KVAR/400V的補償回路舉例分析:

  該回路的電容器額定電流為36A,如果電抗器的大過電流能力為1.8倍的額定電流,則該回路的大允許電流為1.8×36=64.8A,因此正確的熔斷器的額定保護電流應為63A。

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