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5.3 投切开关


5.3.1  用于并联电容器装置的断路器选型,应采用真空断路器或SF6断路器等适合于电容器组投切的设备。对于10kV及以下并联电容器装置,宜选用真空断路器或真空接触器;对于35kV及以上并联电容器装置,宜选用SF6断路器或负荷开关。所选用断路器/负荷开关技术性能除应符合断路器/负荷开关共用技术要求外,尚应满足下列特殊要求:

    1  应具备频繁操作的性能;

    2  合、分时触头弹跳不应大于限定值;

    3  投切开关开合容性电流能力应满足现行国家标准《高压交流断路器》GB/T 1984中C2级断路器要求;

    4  应能承受电容器组的关合涌流和工频短路电流,以及电容器高频涌流的联合作用。

5.3.2  并联电容器装置总回路中的断路器,应具有切除所连接的全部电容器组和开断总回路短路电流的能力。分组回路可采用不承担开断短路电流的开关设备。

5.3.3  低压并联电容器装置中的投切开关切除电容器时,不应发生重击穿;投切开关应具有可以频繁操作的性能。宜采用具有选相功能和功耗较小的开关器件。当采用普通开关时,其接通、分断能力和短路强度等技术性能,应符合设备装设点的电网条件。

条文说明

5.3.1  本条提出了断路器选型要求,这是根据实践经验和当前情况提出的,随着设备制造的发展,过去使用较多的少油断路器已经逐步被替代,所以,本规范规定并联电容器装置应选用真空断路器或SF6断路器,不再对少油断路器的技术要求作规定。用于并联电容器装置断路器技术性能,除了应符合一般断路器共用技术条款的要求外,并应满足电容器回路的特殊要求:

    1  并联电容器装置要随无功功率需求和电压调节的要求进行投切,所以,每天断路器的投切次数多,动作频繁,满足频繁投切的需要,是对断路器的一个特殊要求。

    2  并联电容器装置回路具有独特的电路特性,断路器在合分过程中产生的弹跳和分闸重击穿都将导致产生过电压,过电压是造成电容器故障的重要原因,所以选择断路器必须慎重。根据实践经验总结和相关规定对开关弹跳提出的限定值为:合闸弹跳时间应小于2ms;分闸弹跳距离应小于开关断口间距的20%;投切开关开合容性电流时,是否发生重燃现象,决定了投切过程中产生的过电压水平及投切开关的寿命,选择性能良好的投切开关,能够大大减少投切过程中重燃的概率,是并联电容器装置可靠运行的重要保障。《高压交流断路器》GB/T 1984-2014中对断路器开合容性电流能力进行了规定,其中C2级断路器相对常规断路器而言,在验证容性电流开断过程的型式试验中具有非常低的重击穿概率,基于对高压电容器装置运行可靠性的考虑,目前实际工程中也均明确要求电容器装置投切断路器应选用C2断路器,因此,本次修订增加此规定。

    3  承受关合涌流,以及工频短路电流和电容器高频涌流的联合作用,是电容器组回路断路器的特殊运行工况,断路器应具备这种特殊性能。一般来说,对于真空断路器,尚应在投运前对其进行高压大电流老炼处理。

5.3.2  本条为并联电容器装置总回路断路器选择的一个重要原则,当分组回路发生短路而断路器拒动或母线短路时,总回路断路器应承担切除母线上全部运行的电容器组并开断短路。对分组回路断路器,可以要求其有开断短路电流的能力;亦可不承担开断短路电流,只要求其具有投切电容器组的能力,以便采用价格便宜和投切性能更好的开关设备,如真空开关或SF6断路器。总回路和分回路断路器各司其职的配置方式,可降低工程造价,但现在采用配置比较少了,本条规定保留这种方式,作为一种选择。需要说明,采用串联电抗器后短路作为分回路断路器选择条件,可以选用技术经济性能均佳的产品,其措施为:断路器(经电流互感器)至串联电抗器之间的连线加大相间距离,并采用绝缘包封,这种方式已在华东地区采用。

5.3.3  成套低压电容器柜的重要配套元件是投切开关,其质量的好坏将直接影响低压无功补偿的安全运行。当采用普通开关时,其接通和分断能力及短路强度等参数十分重要,影响运行安全和使用寿命,选择低压电容器柜时,应校核其是否满足设备装设地点的短路电流水平要求。质量差的开关在切除电容器时容易发生重击穿,并将产生操作过电压,危害电容器的安全运行,这种产品不得选用。为了随负荷大小增减无功补偿容量,低压电容器采用自动投切,投切次数比较频繁,投切开关必须经久耐用。随着产品升级换代,现在单纯使用接触器用于投切低压电容器的方式已经很少,采用性能优良的智能复合开关已与日俱增,本条规定推荐采用智能复合开关产品。可控硅与接触器配合的智能复合开关必将成主流产品,它能够达到运行安全,长寿命的使用要求。如:FK系列智能复合开关,它选用晶闸管开关和磁保持或接触器开关并联运行,在接通和断开的瞬间具有可控硅过零投切的优点,而在正常接通期间又具有磁保持开关零功耗的优点;FK系列复合开关还具有:无冲击(过零投入,过零切断)、开关接通后低功耗、不用外加散热片、无须外接串联电抗器、输入信号与开关光电隔离、寿命长等显著优点,可替代接触器或晶闸管开关,广泛用于低压无功补偿领域。

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并联电容器装置设计规范 GB50227-2017
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