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超級電容器簡介
超級電容器是近幾年才發(fā)展起來的一種專門用于儲能的特種電容器，有著法拉級的超大電容量，比傳統(tǒng)的電解電容器的積能密度高上百倍，漏電流小近千倍，它的放電比功率較蓄電池高近十倍，不需要任何維護和保養(yǎng)，壽命長達十年以上，是一種理想的大功率物理二次電源，已成功的用作內(nèi)燃發(fā)動機的啟動電源；電動車的起步、加速、爬坡電源；高壓開關(guān)的分合閘操作電源及用于電傳動裝甲車和大型充磁設(shè)備中。
目前我國已成功開發(fā)、生產(chǎn)出此類電容器。其系列技術(shù)指標為：電容量：0.2F-600F，工作電壓：14V-400V，最大電流400A-2000A。
我國六十~八十年代建設(shè)的35KV變電站及10KV開關(guān)站，絕大多數(shù)高壓開關(guān)（斷路器）操動機構(gòu)是CDX型電磁操動機構(gòu)。在這些站的配電室中專門配有相應(yīng)的直流系統(tǒng)，作為分、合閘操作、控制、保護用的直流電源。這些直流電源設(shè)備，主要是電容儲能式硅整流分合閘裝置和部分由蓄電池組構(gòu)成的直流屏。
由于電容儲能式硅整流分、合閘裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、維護量小的特點，因此在當時的這些末端站得到了廣泛的應(yīng)用，但是這些裝置在實際使用中暴露出一個致命的令用戶不可容忍的缺陷：事故分閘的可靠性差，其原因是使用的儲能電解電容器組的容量有限（只有幾千個微法），漏電流較大。有限的儲能及停電后較大的漏電，使其無法在任何情況下保證事故分閘所需要的能量，由此造成的嚴重事故時有發(fā)生。不得已有些用戶將其換成小容量的蓄電池組，其目的就是為了能保障分閘的能量，然而先拋開蓄電池組價格昂貴、壽命有限不說，單就從必須按規(guī)定對其進行維護保養(yǎng)才能正常工作這一點來說，就是讓人頭疼的問題，因為這里的蓄電池組不承擔合閘任務(wù)，長時間處于備用狀態(tài)，有些問題（如單個電池不良，記憶效應(yīng)）不象蓄電池組直流屏那樣從合閘操作中發(fā)現(xiàn)，這就要求工作人員主動定期的對蓄電池進行維護保養(yǎng)，由于工作量大，實際上這些工作在現(xiàn)場很難做到百分之百落實，甚至有些工作人員編造工作記錄蒙哄過關(guān)，因此蓄電池組的內(nèi)部狀態(tài)是否時刻正常已很難保證，比如不及時發(fā)現(xiàn)蓄電池組中有問題的蓄電池進行更換，以及不定期消除鎘鎳電池的記憶效應(yīng)。一旦供電線路出現(xiàn)事故需迅速分閘時，就有可能提供不了足夠的能量，有可能造成更大的事故。這些現(xiàn)象在有些站特別是大行業(yè)的用戶站，已不止一次發(fā)生過。
由蓄電池組成的直流屏，能存儲很大的電能而實現(xiàn)停電后的長時間的直流供給，在一些重要站（如110KV及以上級別的變電站）這是必要的功能，然而象有些不重要的末端站及用戶站，實際上并不需要停電后長時間的直流供給�？紤]到要保證事故分閘的可靠性而使用了這樣的設(shè)備，然而帶來的卻是很高的運營成本。經(jīng)常的維護保養(yǎng)以及不長的使用壽命。另外故障率也因其電池的多節(jié)串聯(lián)而增加（任何一節(jié)電池有問題，都將影響整個蓄電池組的照常工作。
對上述設(shè)備不盡如人意的問題，人們迫切希望有較好的辦法來解決，超級電容器的出現(xiàn)及其具備的優(yōu)良性能為解決這一問題帶來了希望。
超級電容器的應(yīng)用方案之一
本方案適用于在用電容儲能（或已更換蓄電池組）式硅整流分合閘裝置。在原電路上改造的電路原理如圖一所示：其中圖中虛線框內(nèi)所包含的線路圖右上角打叉的為改造要去掉的電解電容器組或蓄電池組。圖中虛線框內(nèi)所包含的線路圖右上角打勾為為需加入的超級電容器及電路，每只超級電容器參數(shù)為0.85F/280V，（85萬微法）兩只超級電容器采用同時工作，互為熱備的工作方式。R1R2為充電限流電阻，根據(jù)所需充電速度的大小可選擇500W或1000W鹵鎢燈（或100W~200W白熾燈）其冷態(tài)電阻較熱態(tài)電阻小5~6倍，比較適合電容器電壓建立后宜減小限流電阻的要求。這一方案的優(yōu)勢為：
1.在保留了原設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，成本低，維護量小的特點的同時，保證了分閘能量供應(yīng)的絕對可靠，這是因為超級電容器的儲能較原電解電容器組大了幾百倍，在停電后可保證數(shù)百次的分閘，安全余量非常大。
2.極小的漏電使其荷電保持能力非常強，停電數(shù)天后應(yīng)有上百次的分閘能力。
