單相接地保護(hù)。采用零序電流互感器獲取電動(dòng)機(jī)的電纜零序電流構(gòu)成單相接地保護(hù)。啟動(dòng)時(shí)間過長保護(hù)。該保護(hù)主要用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)的堵轉(zhuǎn),電動(dòng)機(jī)在規(guī)定的時(shí)間未完成起動(dòng)時(shí)保護(hù)動(dòng)作,其時(shí)限大于電機(jī)實(shí)際正常起動(dòng)的最長時(shí)限。專業(yè)熔斷器低電壓保護(hù)。當(dāng)電機(jī)任一相電壓低到整定值時(shí),可動(dòng)作于跳閘。斷相(不平衡)保護(hù)。用于防止電動(dòng)機(jī)電流嚴(yán)重不對(duì)稱,產(chǎn)生較大的負(fù)序電流,從而造成轉(zhuǎn)子過熱,該保護(hù)可設(shè)兩段定時(shí)限保護(hù)。為電動(dòng)機(jī)供電的FC回路保護(hù)整定計(jì)算,以1000kW泵類電動(dòng)機(jī)為例,制造廠給出電動(dòng)機(jī)額定電流為120.3A起動(dòng)電流為750A,根據(jù)工藝系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)其起動(dòng)時(shí)間為6s,每小時(shí)起動(dòng)2次。電流速斷保護(hù)。當(dāng)回路發(fā)生短路故障時(shí),由于短路電流較大,由電流速斷保護(hù)動(dòng)作。FC回路的電流速斷保護(hù)由熔斷器提供,其動(dòng)作特性即為回路所選擇的高壓限流熔斷器的時(shí)間一電流特性曲線。河北熔斷器F-C回路中的真空接觸器具有一定的短路電流分?jǐn)嗄芰Γ瑸榻档腿蹟嗥鞯母鼡Q率,節(jié)省運(yùn)行成本,F(xiàn)C回路中的真空接觸器宜承擔(dān)其分?jǐn)嗄芰Ψ秶鷥?nèi)的速斷保護(hù)功能,這可以通過綜合保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)。
電弧的基本特性。專業(yè)熔斷器高壓熔斷器因供電回路故障發(fā)生熔斷時(shí),熔斷器的電弧范圍內(nèi)一般由陰極壓降區(qū)、陽極壓降區(qū)和弧柱區(qū)等三部分組成。陰極壓降區(qū)長度大約只有10mm,在這個(gè)區(qū)域的一端,電流是在金屬蒸汽中流過;另一端,電流是在固體或液體金屬的陰極上流過。陰極壓降區(qū)的電壓降大約為10V。陽極壓降區(qū)長度大約也只有10-3mm,在這個(gè)區(qū)域的一端,電流是在金屬蒸汽中流過;另一端,電流是在固體或液體金屬的陽極上流過。跨在陽極壓降區(qū)的電壓,可以是由零至熔體材料的原子電離電位之間的任何值,般認(rèn)為取熔體材料的電離電位較合理。弧柱區(qū)占據(jù)陰極壓降區(qū)和陽極壓降區(qū)之間的全部空間。河北熔斷器弧柱區(qū)溫度很高,一般在絕對(duì)溫度5000K以上。弧柱區(qū)可以認(rèn)為是具有一定導(dǎo)電率的導(dǎo)體,其內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度較低,這一段的電壓與電弧燃燒的熾熱程度、弧柱截面的大小、弧柱的長度等各種因素有關(guān)。其特點(diǎn)是電流大時(shí),壓降較小;電流小時(shí),壓降反而較大。維持電弧高溫燃燒是由回路電感提倛主要能源,因?yàn)榍袛喽搪冯娏鲿r(shí),回路電感之中是儲(chǔ)存有磁場(chǎng)能量的,該能量系維持電弧持續(xù)燃燒的主要能源。
為方便進(jìn)行設(shè)備絕緣試驗(yàn),過電壓保護(hù)裝置前宜設(shè)置可拆連接片。河北熔斷器F-C回路過電壓保護(hù)裝置,就設(shè)計(jì)思想來說,分為兩類,一類是電容器與電阻元件串聯(lián)而成的阻容吸收器,另一類是以氧化鋅閥片構(gòu)成的過電壓限制器。由于當(dāng)前的3~10kV配電網(wǎng)的接地方式主要采取中性點(diǎn)不接地和低電阻接地兩種型式,對(duì)于限制過電壓的保護(hù)措施也主要針對(duì)這兩種接地方式。阻容過電壓吸收器是F-C回路的過電壓保護(hù)設(shè)備的主要選擇之一,適用于中性點(diǎn)有效接地的配電系統(tǒng)中。從原理上講,阻容過電壓吸收器是最理想的過電壓保護(hù)設(shè)備,不僅可以限制過電壓幅值、保護(hù)電動(dòng)機(jī)主絕緣也能夠抑制過電壓陡度,保護(hù)電動(dòng)機(jī)的匝間絕緣。但在設(shè)計(jì)中按不同回路的不同阻容特性選擇阻容過電壓吸收器在操作上難度較大,這是限制阻容過電壓吸收器的一個(gè)重要原因。專業(yè)熔斷器氧化鋅過電壓限制器也是F-C回路的過電壓保護(hù)設(shè)備的主要選擇之氧化鋅過電壓限制器由氧化鋅閥片疊加組成,具有十分優(yōu)異的非線性伏安特性。氧化鋅過電壓限制器可以限制操作過電壓幅值,保護(hù)電動(dòng)機(jī)及低壓變壓器的主絕緣,但其缺點(diǎn)是不能降低操作過電壓行波的陡度,不能有效保護(hù)電動(dòng)機(jī)繞組的匝間絕緣。
負(fù)序電流保護(hù)。河北熔斷器負(fù)序電流保護(hù)可以對(duì)電動(dòng)機(jī)反相運(yùn)行、斷相運(yùn)行匝間短路、電壓不對(duì)稱等異常情況進(jìn)行保護(hù),負(fù)序電流保護(hù)通常分為兩段。負(fù)序一段保護(hù)電流值按躲過區(qū)外不對(duì)稱短路時(shí)電動(dòng)機(jī)負(fù)序反饋電流和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)由于互感器的誤差以及暫態(tài)特性出現(xiàn)的負(fù)序電流。當(dāng)綜合保護(hù)裝置提供負(fù)序反相閉鎖功能時(shí),動(dòng)作時(shí)限可取(0.5-1)s,否則延時(shí)需要適當(dāng)加長為5~6s,以躲過電動(dòng)機(jī)外部兩相短路故障產(chǎn)生的負(fù)序電流引起的誤動(dòng)作。專業(yè)熔斷器負(fù)序二段保護(hù)電流值按躲過正常運(yùn)行時(shí)可能的最大負(fù)序電動(dòng)作時(shí)限一般取大于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。單相接地保護(hù)。目前,綜合保護(hù)裝置多提供有單相接地保護(hù),有些裝置接地電流值可以整定得很低,完全可以滿足保護(hù)的靈敏度要求。中性點(diǎn)不接地時(shí),接地保護(hù)的電流動(dòng)作值應(yīng)躲過外部單相接地時(shí)電動(dòng)機(jī)的電容電流。起動(dòng)時(shí)間過長保護(hù)。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間過長會(huì)造成電動(dòng)機(jī)過熱,因此起動(dòng)時(shí)間過長保護(hù)作用于跳閘。低電壓保護(hù)。當(dāng)供電電壓降低或者供電短時(shí)中斷后,為防止電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)使供電電壓進(jìn)一步降低,以致造成重要電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)困難。
阻容過電壓吸收器的選擇,阻容過電壓吸收器由電阻與電容器等元件串聯(lián)組成,是通過改變開斷回路的阻抗參數(shù)來吸收過電壓的能量,從理論上來說,河北熔斷器這是最理想的過電壓保護(hù)措施。阻容吸收器可聯(lián)接在FC回路斷口之外的負(fù)載側(cè),阻容過電,研究人員曾進(jìn)行過阻容過電壓吸收器的配合試驗(yàn),吸收器的參數(shù)為R=2502,Cb=0.33xF。開斷空載電動(dòng)機(jī)共進(jìn)行24相次,截流值由不加吸收器前的21A降到10.5A,過電壓倍數(shù)不超過2.33倍相電壓,開斷起動(dòng)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)也進(jìn)行了24相次,測(cè)試表明,吸收器投入后高頻振蕩持續(xù)時(shí)間縮短,最大過電壓為4倍相電壓,但出現(xiàn)的幾率由不加吸收器前的76.6%降到3.23%。可見阻容過電壓吸收器對(duì)開斷感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的過電壓具有較好的限制保護(hù)作用。專業(yè)熔斷器針對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),實(shí)踐表明,用于F-C回路的阻容過電壓吸收器可以采用與“三叉戟”式避雷器相同的接線方式,可以取相地相間電容約為0.1~0.51F,相地相間電阻值約為100~5002。但是阻容吸收器的投入,也使6kV廠用電系統(tǒng)相對(duì)地電容值增加。以往由于國內(nèi)發(fā)電機(jī)組的高壓廠用電系統(tǒng)在接地電容電流滿足要求的條件。
根據(jù)高壓限流熔斷器的焦耳積分特性,F(xiàn)-C 回路故障時(shí)故障電流越小,熔斷器最小弧前焦耳積分值反而越大,當(dāng)故障電流小于熔斷器與接觸器保護(hù)交接點(diǎn)電流時(shí),由于綜合保護(hù)裝置的曲線所對(duì)應(yīng)的開斷時(shí)間低于熔斷器的熔斷時(shí)間,所以對(duì)應(yīng)此電流的整個(gè)F-C回路的熱效應(yīng)值小于熔斷器的焦耳積分值,因此故障時(shí)流過回路的最大熱效應(yīng)值應(yīng)在保護(hù)交接點(diǎn)電流附近及所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。專業(yè)熔斷器實(shí)際工程中,F(xiàn)-C 回路的最大短路電流熱效應(yīng)即是熔斷器與真空接觸器的保護(hù)交接點(diǎn)處的焦耳積分值。由于選擇熔斷器時(shí)要躲過電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流或變壓器的勵(lì)磁涌流的影響,對(duì)于變壓器還應(yīng)考慮低壓側(cè)電動(dòng)機(jī)成組自起動(dòng)的影響,因此,保護(hù)交接點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間一般在 2~30s之間。結(jié)合電纜的熱穩(wěn)定性能和保護(hù)交接點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間,可以確定選擇電纜截面方法。根據(jù)電纜在過電流時(shí)的特性和耐受能力,當(dāng)該交接點(diǎn)對(duì)應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間小于5s時(shí),電纜處于近似絕熱狀態(tài),按該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的熔斷器的最大動(dòng)作熱效應(yīng)值,河北熔斷器再根據(jù)絕熱狀態(tài)下的電纜最小熱穩(wěn)定截面確定電纜截面,此時(shí)電纜的耐受溫度為短路時(shí)允許溫度(以交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜為例,為250℃)。
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