3~10kV電網(wǎng)單相接地跳閘的中性點接地方式主要指低電阻接地方式,當接地電流大于15A時中性點經(jīng)高電阻接地系統(tǒng)也要求立即跳閘,電阻接地系統(tǒng)的主要特點如下。1)高電阻接地方式以限制單相接地故障電流為目的,并可防止和阻尼諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓,主要用于200MW以上大型發(fā)電機回路和某些3~10kV配電網(wǎng)。2)定制熔斷器底座低電阻接地方式可獲得一個大的阻性電流疊加在故障點上,具有可以快速切除故障,過電壓水平低,諧振過電壓不能發(fā)展的特點,可以減少絕緣老化效應(yīng),延長設(shè)備壽命,自動隔離故障等優(yōu)點。低電阻接地方式的接地故障電流可達100~1000A甚至更大。這種大的接地故障電流會帶來些問題,包括電纜接地時,大的電弧電流可能影響電纜通道內(nèi)其它相鄰電。限制過電壓的保護措施,纜,擴大事故;接地故障電流過大,導(dǎo)致大的熱容量電阻制造困難;接地故障電流引起地電位升高,甚至超過了通信線路、低壓電氣線路和人身保安要求的安全允許值。為了克服低電阻接地方式的大接地故障電流的影響,目前在工程中一般采取適當增大接地電阻阻值的方式,長沙熔斷器底座使阻性電流大于容性電流但不能超過一定范圍,以限制過電壓不超過2.6倍,同時可以保證接地保護的靈敏度和選擇性,保證設(shè)備人身安全。
這種電壓的出現(xiàn)具有隨機性,因此預(yù)防的難度相對來說也較大,如不采取措施加以限制或消除,有可能使電氣設(shè)備的絕緣擊穿而損壞或造成事故,因此必須引起足夠的重視操作過電壓的特性與開關(guān)設(shè)備操作的形式有關(guān)。定制熔斷器底座在F-C回路中,低壓熔斷器的開斷不是過零開斷,而是一種截流開斷,即在電流峰值前的截斷電流下強迫開斷,這時儲存在磁場(電感)中的能量對電容放電形成比較高的操作過電壓。一般熔斷器的熔管越長,操作過電壓越高。高壓限流熔斷器在切斷故障的過程中在它的端子上將出現(xiàn)瞬態(tài)異常電壓,它可以是峰值弧電壓,也可能是在瞬態(tài)恢復(fù)電壓時間內(nèi)出現(xiàn)的電壓。對高壓限流熔斷器來說,長沙熔斷器底座電弧電壓越高,電流越小,越有利于切斷故障電流,但是電弧電壓不能無限制地提高,必須受到允許過電壓水平的限制。蘇熔真空接觸器在F-C回路當中的功能主要是接通和斷開高壓電動機、低壓變壓器等用電負荷。真空接觸器雖然在滅弧室的結(jié)構(gòu)上與斷路器有微小差異,但它們的滅弧原理是相同的。
除熔斷器的保護曲線外,綜合保護裝置內(nèi)部可以對速斷保護設(shè)置速斷電流高值、低值和大電流閉鎖功能,以實現(xiàn)對一定區(qū)間范圍內(nèi)短路電流的動作在電動機起動過程中,電動機按照速斷保護高值動作,以躲過電動機的起動電流,此時速斷保護低值被閉鎖以防止誤動作;定制熔斷器底座在電動機起動完成后按照速斷保護低值動作,以提高保護靈敏度。當電流速斷保護定值在真空接觸器的開斷能力范圍內(nèi)時,如能充分發(fā)揮接觸器的開斷能力(潛力),利用真空接觸器對需要電流速斷保護開斷的部分故障電流進行開斷,不僅可以減少高壓熔斷器的消耗,也可提高工藝系統(tǒng)運行的連續(xù)性,使F-C回路可以更經(jīng)濟的運行。為此,目前綜合保護裝置設(shè)置有大電流閉鎖功能,利用綜保裝置對回路電流精確的測量能力,當回路故障電流大于綜保裝置過流閉鎖電流值時,閉鎖跳閘出口,由高壓熔斷器提供保護。長沙熔斷器底座利用綜保裝置的大電流閉鎖功能,真空接觸器可以承擔一部分F-C回路的電流速斷保護功能,速斷保護動作時間一般設(shè)置為0s,即當回路故障電流大于速斷保護整定電流且小于過流閉鎖電流值時,可以由真空接觸器瞬時動作并開斷。
經(jīng)試算,如果截流值達10A時,振蕩電壓幅值將達到7kV,約為兩倍以下相對地電壓。電弧重燃過電壓。高頻電弧重燃過電壓發(fā)生的幾率較高,過電壓幅值也很高。定制熔斷器底座有相關(guān)試驗表明,針對6kV系統(tǒng),捕捉并記錄到的過電壓高達18.2kV(有效值),如果回路等值電感、電容匹配,理論上講,更高的過電壓也可能發(fā)生,只不過彼時電動機的絕緣已損壞,難以捕捉而已。分析高頻重燃過電壓。蘇熔電器可以分析出,負載側(cè)過電壓峰值由兩部分組成,第一項與負荷側(cè)等值電感中的電流有關(guān),代表了負載側(cè)的磁場能量,第二項相當于第一次高頻重燃電弧過零熄滅后負載側(cè)等值電容上的電壓,代表了負載側(cè)的電場能量。定制熔斷器底座第一次高頻重燃電弧過零熄滅后,接觸器觸頭之間的恢復(fù)電壓將提高,在觸頭間隙還沒有達到安全開距的前提下,更容易發(fā)生第二次第三次重燃,即極間去游離過程還沒有建立足夠的介電強度,則更容易發(fā)生第二次第三次重燃。所以一定的滅弧時間即觸頭分離和下一次電流過零這一特定的時間間隔是必要的。
單相接地保護。采用零序電流互感器獲取電動機的電纜零序電流構(gòu)成單相接地保護。啟動時間過長保護。該保護主要用于保護電動機在啟動時的堵轉(zhuǎn),電動機在規(guī)定的時間未完成起動時保護動作,其時限大于電機實際正常起動的最長時限。定制熔斷器底座低電壓保護。當電機任一相電壓低到整定值時,可動作于跳閘。斷相(不平衡)保護。用于防止電動機電流嚴重不對稱,產(chǎn)生較大的負序電流,從而造成轉(zhuǎn)子過熱,該保護可設(shè)兩段定時限保護。為電動機供電的FC回路保護整定計算,以1000kW泵類電動機為例,制造廠給出電動機額定電流為120.3A起動電流為750A,根據(jù)工藝系統(tǒng)技術(shù)特點其起動時間為6s,每小時起動2次。電流速斷保護。當回路發(fā)生短路故障時,由于短路電流較大,由電流速斷保護動作。FC回路的電流速斷保護由熔斷器提供,其動作特性即為回路所選擇的高壓限流熔斷器的時間一電流特性曲線。長沙熔斷器底座F-C回路中的真空接觸器具有一定的短路電流分斷能力,為降低熔斷器的更換率,節(jié)省運行成本,F(xiàn)C回路中的真空接觸器宜承擔其分斷能力范圍內(nèi)的速斷保護功能,這可以通過綜合保護裝置來實現(xiàn)。
但對于以電纜供電為主的中壓配電網(wǎng),如大城市城區(qū)配電網(wǎng)、大中工礦企業(yè)配電網(wǎng)、中小型發(fā)電機電壓直配電網(wǎng)、大容量火力發(fā)電廠的高壓廠用電系統(tǒng)等,傳統(tǒng)的接地方式還有一些不足之處,主要有以下幾點:1)內(nèi)過電壓倍數(shù)較高,可達3.5~4倍過電壓。間歇性電弧過電壓及諧振過電壓絕緣已經(jīng)超過了避雷器允許承載能力,要求避開這兩種過電壓的發(fā)生和發(fā)展,從而需提高電網(wǎng)的整體絕緣水平。定制熔斷器底座對于具有大量高壓電動機的工礦企業(yè)和火力發(fā)電廠,配合較難實現(xiàn)。2)單相接地故障下,在升高的穩(wěn)態(tài)電壓下運行時間在2h以上,不僅會導(dǎo)致絕緣早期老化,或在薄弱環(huán)節(jié)發(fā)生閃絡(luò),引起多點故障,釀成斷路器異相開斷,惡化開斷條件。3)電纜為非自恢復(fù)絕緣,發(fā)生單相接地必是永久性故障,不允許繼續(xù)行,必須迅速切斷電源,避免擴大事故。所以主要由電纜線路組成的3~10kV電網(wǎng),在電容電流超過10A(發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)為7A)時,長沙熔斷器底座宜采用中性點經(jīng)電阻接地,單相接地故障立即跳閘的接地方式。由于立即跳閘而影響的供電連續(xù)性,則可從提高線路或設(shè)備的冗余度來解決,目前城網(wǎng)和大容量發(fā)電機組的高壓廠用電系統(tǒng)已經(jīng)按此設(shè)置。
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