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低压无功补偿回路保护熔断器选择

更新时间:2017-11-24 点击数:318

 低压无功补偿柜中补偿回路的熔断器作用,是为了保证整个回路安全可靠的运行,以达到无功补偿的目的,那么电容器(和串联电抗器)作为补偿回路的核心元件,熔断器对它提供可靠的保护性能是非常必要的。

 

  由于现行相关标准里对补偿回路保护熔断器的选择没有特别详细的要求,所以在实际应用中大家的选择也不尽一致,有时差别甚至相当悬殊。

  在低压配电系统中的负载类型变得越来越复杂的情况下,补偿回路熔断器的选择不能一概而论,要视低压无功补偿的具体类型进行科学的分析和选择。

 

  下面我们根据相关的国家标准和低压无功补偿类型两方面来分析如何合理正确的选择补偿回路的熔断器。

  一、相关的国家标准

 

  1、在低压并联电容器标准GB/T12747.1-2004中,对有关电容器最大电流和保护的相关要求和说明如下:

 

  电容器单元应适用于在线路电流方均根值为1.3倍该单元在额定正弦电压和额定频率下产生的电流下连续运行,过渡过程除外。考虑到电容偏差,最大电容可达1.10CN,故其最大电流可达1.43IN。

 

  这些过电流因素是考虑到谐波、过电流和电压偏差共同作用的结果。

 

  33 过电流

 

  电容器决不可在电流超过第21章中规定的最大值下运行。

 

  34 开关、保护装置及连接件

 

  开关、保护装置及连接件均应设计成能连续承受在额定频率和方均根值等于额定电压的正弦电压下得到的电流的1.3倍的电流。因为电容器的电容可能为额定值的1.10倍,故这一电流最大值为1.3×1.10倍额定电流,即为1.43IN

 

 

  2、在中低压电容器及其成套装置标准GB7251中,有关电容保护熔断器的选择要求如下:

 

  5.3.5 b)

 

  熔断器额定工作电流(方均根值)应按2~3倍单组电容器额定电流选取。

 

  3、在并联电容器装置设计规范GB50227-2008中,有关电容保护熔断器是这样要求的:

 

  5.4 熔断器

 

  5.4.2 用于单台电容器保护的外熔断器的熔丝额定电流,应按电容器额定电流1.37~1.50倍选择。

 

  二、标准分析

 

  通过对以上标准的研究分析,可以得出以下结论:

 

  1、 以上关于低压电容器或电容补偿装置的标准中,对于保护熔断器的选择要求都是基于单纯电容器补偿的应用,即我们常说的纯电容补偿。而对目前应用越来越多且广泛的非调谐补偿(电容器串联电抗器)的应用,没有说明如何选择保护熔断器。

 

  2、 即使对于纯电容补偿应用,各标准对保护熔断器的选择要求也不尽相同。但从标准要求的技术依据和详尽程度上看,GB/T12747.1-2004对保护熔断器的选择要求较为合理(1.10×1.3=1.43IN),但也不完善,因为有些电容器产品的过流能力已经达到了1.5倍,而不是标准中要求的1.3倍。

 

  3、 对于非调谐补偿(电容器串联电抗器)应用的熔断器选择,没有标准可以借鉴。

 

  三、如何正确选择低压无功补偿的保护熔断器

 

  根据对相关国家标准的分析,以及前面提到的两种主要的低压无功补偿方式,正确选择低压无功补偿保护熔断器应该从以下两个方面分别考虑和选型:

 

  1、纯电容补偿应用,补偿元件只有低压电容器:

 

  由于国标GB/T12747.1-2004的合理性,可借鉴该标准中对最大允许电流的要求,1.10×过流能力×电容器额定电流,来选择保护熔断器。

 

  以25KVAR/400V的一个电容补偿回路举例说明:

 

  1)该回路的电容器额定电流为36A,如果电容器只是满足标准中的1.3倍过流能力,则该回路的最大允许电流为1.10×1.3×36=51.5A。熔断器的标准电流范围包括50A、63A,因此正确的熔断器的额定保护电流应为50A。

 

  2)如果电容器大于标准中的过流能力,如1.5倍,则该回路的最大允许电流为1.10×1.5×36=59.4A。熔断器的标准电流范围包括50A、63A,因此正确的熔断器的额定保护电流应为63A。。

 

  2、非调谐补偿应用,补偿元件包括低压电容器和串联电抗器:

 

  这种应用是在传统的电容器补偿回路中串联了一定电抗率的电抗器,其优点是可以防止系统谐

 

  波放大、避免谐振,同时可以吸收一部分系统中的谐波,从而在提供可靠的无功补偿的同时起到

 

  改善电能质量的目的,目前已经越来越多的在工业和建筑配电系统中得到应用。

 

  在这种应用中考虑熔断器保护时,应该把电容器和串联电抗器作为一个整体来分析,因为补偿回路中除了要承载正常的基波无功电流外,还应该允许它能够承载一定量的谐波电流。

 

  更重要的是,由于这种应用的电容器额定电压要远大于配电系统电压(如14%电抗率应用时,电容器额定电压为525V,远大于400V系统电压),电容器在400V系统中实际能够承载的电流(包括基波和谐波电流)要大于其在额定电压下(如525V)的额定电流。因此,在这种无功补偿应用中,决定回路过载能力的是串联电抗器的参数,即电抗器的最大过电流能力。

 

  所以熔断器的选择应该以回路的额定电流和电抗器的最大过电流能力为依据。以电抗率为14%的25KVAR/400V的补偿回路举例分析:

 

  该回路的电容器额定电流为36A,如果电抗器的最大过电流能力为1.8倍的额定电流,则该回路的最大允许电流为1.8×36=64.8A,因此正确的熔断器的额定保护电流应为63A。



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