熔断器与小型断路器作电容器短路保护的选择

关于熔断器与小型断路器作为电容器保护的分析RT36-00(NT00)熔断器看上面的特性曲线：如果选择NT00-160/100A（RT36）熔断器，则假设短路电流达到4KA时，其熔芯熔断的时间大约为1.2*10-2S=12mS。RT36分断能力：100KA，熔断器的分段能力远大于小型断路器6KA。特别是并联电容器容量较大时，故障电流将远大于6kA。DZ158-100从三相间短路保护特性来看，小型断路器的动作更加灵敏。其额定电流的8~12倍，动作脱扣时间小于0.05S。但以上特性图均针对于感性电流（电机），事实上负载为容性电流（电容），结果肯定是不一样的。两种保护方式分析对比：从短路保护特性及瞬动特性来看，熔断器和小型断路器都可以起到短路保护的作用。但是从容性电流的特点分析，短路分断能力是关键指标。例如DZ47-63或者DZ158小型断路器的短路分断能力为6KA，不同厂家的RT36-0-160或者NT00-160熔断器的分断能力均大于50kA。特别是对容性电流的分断，小型断路器的分段能力就更差了。近年来我们也多次碰到30kvar及以上容量的电容器因采用小型断路器作短路保护，特别是存在谐波放大的电网环境下，导致电容补偿柜整体烧毁甚至导致变压器高压跳闸的安全事故。电容器产生的容性电流是一个反向充放电电流，分断过程中，电弧不容易熄灭，小型断路器分断延时时间过长，存在电弧重燃现象，特别是对地短路时，小型断路器根本无法有效动作。因此，国标GB50227-2008并联电容器装置设计规范和DL/T842-2004低压并联电容器装置中均明确规定电容器支路保护为熔断器。补充说明：熔断器作为电容器的一次主保护，是不能由电力电容器自身的压力防爆保护器或者过温保护等所替代的，自愈式低电压并联电容器国家标准GB/T12747-2004中没有相关防爆设计要求。根据国家专业机构试验人员对低压并联电容器装置短路极限试验能力的研究，一组30kvar的电容器，额定电流为43.3A，出现极间短路时，产生的短路电流最大值与同时并联于电网中的电容器数量和变压器短路容量有关。如仅投入一组30kvar电容器，短路点最大短路电流峰值为10~15倍额定电流，即最大650A。如同时投入电网中的电容器数量为30kvar，该短路点最大峰值电流可达到6000A以上，如短路时间过长甚至出现群爆现象。根据实用案例，我们建议容量30kvar以下电容器的短路保护可以选择小型断路器。但是30kvar及以上的电容器不推荐使用小型断路器作短路保护，以免造成重大安全事故。低压并联电容器装置设计上是比较成熟的，但是我们在工程应用中，往往容易忽视电网谐波对设备的影响。由于节能改造技术涉及到大量的电力电子设备应用。如冶金冶炼、大量变频器、直流整流设备、逆变设备、可控硅调压调速设备、中高频加热设备等日益增多。特备需要注意：造纸、冶金、钢铁、石化、纺织、注塑、汽车车身制造、玻璃、蓄电池、新能源领域、电信、电力机车等相关的无功补偿必须采取相应的谐波抑制措施，增加抗谐型低压串联电抗器。2015年4月9日星期一