一、問題的提出
目前在小型電廠中,事故照明仍多采用PT9509型事故照明切換盤,該盤采用交、直流接觸器工作和切換,存在結構復雜、動作速度慢、可靠性差及運行噪聲大等不足。特別當鐵芯吸合面上因灰塵多或生銹引起接觸不良時,會產(chǎn)生很大的運行噪音。再者該盤要求晚上投入,白天退出以備事故時自動切換。這樣一來不僅操作煩瑣,而且平時可亮可不亮的事故燈,將會耗掉不少的電能。既造成能源浪費,又使燈泡壽命縮短,很難保證在事故情況下燈泡的完好性,
鑒于以上諸多問題和此類失電事故很少出現(xiàn),人們往往對此缺乏足夠的重視。不少電廠使該設備長期處于停運狀態(tài),名存實亡,達不到預期目的。
二、技改方案
面對以上所暴露出的問題,擬定一個既簡單、又實用的技改方案是許多用戶所希望的。經(jīng)綜合考慮,筆者認為采用GTO(可關斷可控硅)電子開關技術是解決該問題的較好途徑。為此設計了一個改造方案,見下圖,供同行參考。
1、圖中主要元件作用簡介
J1、J2采用插腳式155型小型繼電器,作為交流檢測元件,更換容,維護方便。J1、J2的常閉接點串聯(lián)接成“與”關系,可有效地防止因單個繼電器故障失電而引起的誤投,以提高投入準確性。
1)SA為試驗按鈕,用于對事故照明系統(tǒng)進行定期試驗檢查。按下該按鈕時,模擬交流失電,使GTO導通點亮事故照明燈。
2)常開接點J1-1、J2-1及信號燈XD組成監(jiān)視回路,XD亮表明交、直流電壓回路正常及J1、J2工作正常。
3)常閉接點J1-2、J1-3、J2-2、J2-3及電阻R1組成GTO的觸發(fā)回路,在交流消失時開通GTO.接點并聯(lián)是為了增加觸發(fā)可靠性。
4)R2、D、R3及按鈕FA構成GTO的關斷控制回路,按下FA可使導通的GTO關斷,使事故照明燈熄滅。
5)RL為事故照明回路的總等效負載電阻。
2、元件參數(shù)的選擇原則:
限于篇幅關系,以下有關公式的推導過程省略,式中電壓、電流、功率、電阻的單位分別為伏特、安培、瓦特、歐姆。
1)GTO的選擇: 要求GTO的額定電流: IGN ≥2ISN
額定電壓: UGN ≥2UD
式中: UD、ISN分別為事故照明系統(tǒng)的直流電源電壓和總負荷電流。
2)R1的選擇: R1可選擇繞線型,功率不小于8瓦的電阻,其阻值可在100-200歐姆之間選擇。當GTO額定電流大時取較小阻值,反之取較大值。
3)R2的選擇: 一般取R2≤(β-1)RL; 功率不小于20瓦。
式中: β為GTO的關斷增益,一般取β=5; RL=UD2/P。P為事故照明的總功率。
4)R3的選擇:
R3=R2×UKGF/(UD-UKGF); 功率不小于8瓦。
式中: UKGF為GTO的控制極最大反向允許電壓,一般取UKGF=10V
5)主回路快熔KS及壓敏電阻YM的選擇按常規(guī)方法進行。
6)注意事項:
事故照明各支路的功率不易設置過大,一般以不超過2000瓦為易,且應在各支路中按要求裝設RS型快速熔斷器,用于在線路或燈具短路時,快速切斷故障回路保護GTO。
三、方案特點
該方案不僅線路簡單,安裝容易,且具有操作簡便、動作迅速可靠,無噪聲、無火花、無能耗等優(yōu)點。投入運行后,幾乎不需作任何維護,只須做定期投入試驗,對事故照明系統(tǒng)的線路、燈具作完好性檢查即可。
設計所用元件,除J1、J2的線圈因長期帶電工作而有可能老化損壞外,其它元件的工作可靠系數(shù)較高。即便假設J1、J2的線圈同時損壞失電,那么GTO也能被可靠開通,只是出現(xiàn)誤投罷了。況且此類負荷誤投也無關要緊,然而這種假設情況是極少出現(xiàn)的。可見該裝置的可靠性是很高的,是勿用質疑的。
宏源熱電公司在2002年采用上述方案對事故照明盤進行了改造,投運一年多,沒出現(xiàn)任何異常,效果很好。從而我公司事故照明這一“難題”得到較好的解決。