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三、超级电容用于直流屏的有关试验
为了证明超级电容用于变电站直流屏中的优点,列举了几个常见的试验案例,根据试验结果分析超级电容直流屏技术的综合性能特点。
(一)用超级电容对断路器合闸的试验
超级电容标称容量0.82F,耐压280V,用超级电容对断路器合闸的试验。试验方法:断开615柜合闸电源;将已充电的超级电容两出线端并接在合闸接触器触头上;模拟正常方式合闸,按下合闸接钮,记录合闸次数和电容端电压。共合闸15次,每次都合闸成功。结果:电容充电至10%额定电压95时,可对CD-Ⅱ型电磁机构可靠合闸大于8次,每次合闸使电容端电压下降5V。
(二)超级电容充电时间测试
超级电容的初充电,如不加限流电阻,相当于发生短路。生产厂家推荐使用1000W碘钨灯作限流电阻,其冷态电阻较热态电阻小近10倍,符合电容电压上升后宜减小限流电阻的要求。以下试验数据均是串入1000W碘钨灯实测的数据。结果:不同的充电电源对充电速度有影响,但不管什么电源电容由零伏充至额定电压时仅需3分钟。以后,长期浮充电流在0~10mA变化。
(三)超级电容自放电测试
将超级电容充至242V后,与负载完全脱离,隔日同一时间测量电容端电压。结果:端电压下降速度与是否经过浮充有关,未经浮充开始几个小时达2~3V/h,即每小时下降2~3V,经过浮充半小时以后,自放电速度明显变缓,可能是电容内部电荷来不及分布均匀有关。在正常运用时,超级电容处在长期浮充状态,完全断开负载后可维持有效电压达3天(72小时)。
四、超级电容直流屏与蓄电池直流屏的性能对比
根据超级电容运用于直流屏的试验结果分析,其不仅摆脱了传统蓄电池直流屏存在的不足,也显著提升了变电站电力系统运行的效率,为操作人员的系统控制与改造提供了足够的直流电源。为了验证超级电容直流屏的诸多优势,本文以使用性能为重点,从故障、寿命、维护等方面,对超级电容直流屏与蓄电池直流屏进行综合对比。
(一)故障方面对比
变电站不管采用哪一类蓄电池,其在使用时都需要配备相应的放电装置,这是保证蓄电池持续供应直流电源的重要条件。参照试验结果判断,传统蓄电池直流屏采用的放电装置的故障发生率明显高于超级电容直流屏,不利于变电站日常操作的稳定运行。而超级电容放电装置在结构方面更为简化,对其进行改造或放电更加便捷。
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