1、線路分布電容的存在與影響

只要有電氣線路的地方就存在線路分布電容，不僅在導線間存在分布電容，就是在導線與大地間也存在分布電容。線路分布電容對運行的電氣線路最為大家所熟悉的影響，是小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時所產(chǎn)生的接地電容電流。

而線路分布電容對控制系統(tǒng)中的影響并不常見，常常被人忽視，實際上由于線路分布電容的存在，有可能造成控制系統(tǒng)誤動作和不能可靠動作。下面就工作中遇到的一次停機不能的故障分析線路電容的影響。

2、故障實例

某化工廠擴能改造工程，新增的兩臺6kV高壓電機利用原來的備用柜進行配電，控制方式與低壓電機類似，為了分析方便將其原理簡化如圖1。

圖1 高壓電動機的控制回路簡圖

圖中MR是控制電動機“啟動/停止”的中間繼電器， CPT為二次系統(tǒng)提供240V、50HZ的交流控制電源。在試機過程中，當按下現(xiàn)場操作柱上的開機按鈕時， MR繼電器得電吸合，電動機正常啟動運行；而當按下現(xiàn)場停止按鈕時，MR繼電器卻不能釋放，電動機仍在運行，出現(xiàn)了停機失靈的現(xiàn)象。

3、原因分析（公式計算略）

根據(jù)現(xiàn)場操作停機失靈的現(xiàn)象,分析認為可能有2種原因：一是電動機的控制回路接線或接點狀態(tài)有錯誤；二是控制線路的分布電容大，使停止按鈕失去了作用。經(jīng)檢查控制回路接線完全正確，各繼電器接點狀態(tài)也正確。只有可能是第二種情況。

變電所距高壓電動機現(xiàn)場的控制操作柱都在700米以上，控制連線采用多芯的控制電纜連接，如圖2所示。在電路中，停機按鈕兩個接線柱進、出導線并行長度在700米以上，因此，存在著一定的分布電容。如圖3所示。

圖2 控制回路電纜走向示意圖

圖3 停機按鈕進出導線分布電容示意圖

由于有分布電容的存在，當按下停機按鈕切斷電源的瞬間，線路中就有電容電流流過，當電容電流達到接觸器MR線圈的保持電流時，接觸器就不會釋放，因此，電動機也就無法停機。

上面的定性分析是否成立，需做進一步的定量分析。我們對控制線路進行了實測。

圖4 MR參數(shù)測試電路

圖5 停機時等效電路圖

經(jīng)計算而得知，當按下停機按鈕時，由于分布電容產(chǎn)生電容電流，使流經(jīng)啟動中間繼電器MR線圈中的電流仍然有10.7 mA，大于MR的釋放電流6.4 mA，所以，MR不能釋放，這也正是不能停機的真正原因。

4、問題的解決（公式計算略）

針對上面的原因分析和確認，若需要減少流經(jīng)MR的電容電流，我們可以在MR的線圈上并聯(lián)一個電阻與電容串聯(lián)的支路，以起到分流的作用，從而將流經(jīng)MR的電流降到6.4mA以下，達到完全釋放的目的。圖6所示為改進后的原理圖。

圖6 改進后的電路圖

圖7 改進后停機是等效電路圖

5、結(jié)論

電氣改造一般是根據(jù)現(xiàn)有條件進行的，在初步設計時對元件和線路的電氣特性的考慮都不是十分充分，只是按照電氣原理進行考慮，而忽略電氣線路的一些特性，如本文中所述的故障案例。

因此，在電氣改造和一些設計工作中應該充分考慮線路分布電容、線路電阻和線路感抗等特性，盡可能避免由于這些因素的認識不足而造成實際運行過程中出現(xiàn)與設計或預想不一致的情況，如線路阻抗過大造成繼電器不能吸合；電容電流過大繼電器不能釋放；多臺電機的控制線路由同一控制電纜饋線造成信號不明和繼電器不能正確釋放。同時，在出現(xiàn)問題時，也可采用實踐的方式解決。