交流整流的直流系统,虽然结构简单,维护方便,但在一次系统故障时直流系统可能无法工作,为克服此缺点,因此在交流整流后加装一定数量的储能电容器。当一次系统正常时向电容器充电储能,而当一次系统发生故障,直流母线电压下降到很低时,由储能电容器向控制回路、继电保护装置和断路器线圈回路放电,以保证这些装置能够可靠动作,这样的直流系统被称为硅整流电容储能的直流系统。

采用硅整流电容储能装置,要求交流电源可靠性高,一般应有两个独立的电源来供电,即一个电源接入硅整流装置,另一个电源备用。

图2-4是硅整流电容储能直流系统接线图,由图可见,电源有两组硅整流装置1U和2U,两组储能电容器组1C和2C,直流母线分为1WB和2WB两段,系统工作原理如下。

1.整流器及直流母线

变压器1T、2T分别向整流器1U、2U提供交流电源。整流器1U向母线1WB供电,母线1WB是供断路器合闸用的,同时也向母线2WB供电,其容量较大,一般采用三相桥式整流。而整流器2U向母线2WB供电,其容量较小,仅用作向控制回路、保护回路及信号回路供电。

两组硅整流装置分别于直流母线1WB和2WB相连接,母线1WB和母线2WB之间用电阻1R和二极管3VD隔开,由于二极管的单向导电性,其作用相当于逆止阀,二极管3VD只允许合闸母线1WB向控制母线2WB供电,而不能反向供电,以确保控制回路、保护回路及信号系统供电的可靠性。电阻1R用以限制控制母线2WB侧发生短路时流过二极管3VD的电流不会过大,起保护二极管3VD的作用。

2.储能电容器组(www.daowen.com)

1C和2C为两组储能电容器组,又称为补偿电容器组。电容器组所储存的能量仅在事故情况下向保护和跳闸回路放电,作为事故电源。二极管1VD、2VD的作用是防止事故时电容器向母线上其他回路(如信号灯等)供电。设两组电容器组,一组供给10kV线路的继电保护和跳闸回路用电,另一组供给主变压器和电源进线的继电保护和跳闸回路用电。这样,当10kV出线上发生故障时,继电保护动作,而断路器因操作机构失灵不能跳闸(此时由于跳闸线圈长时间通电,已将电容器组1C的储能耗尽)时,使起后备保护作用的主变压器过流保护仍可利用电容器组2C的储能将故障切除。

图2-4　硅整流电容储能直流系统接线图

3.保护和信号装置

整流器1U、2U输出端的熔断器1FU、2FU为快速熔断器,起短路保护的作用。2U输出端的电阻R起限流作用,用来保护2U。电压继电器KV监视2U的端电压,当2U输出电压降低或消失时,KV返回,其动断触点闭合,发出预告信号。4VD为隔离二极管,防止在2U的输出电压消失后,由1U向KV供电而误发信号。

电容储能装置投入后,必须加强对电容器组和逆止元件的维护。电容器组可通过专门的装置进行定期检查,检查其回路是否有断线故障或电容器的电容量是否降低。在运行中停电检查时,还应注意将电容器组储存的电荷放掉,以免触电或烧坏设备。