限制過電壓的保護(hù)措施及過電壓保護(hù)裝置的選擇,限制過電壓的保護(hù)措施。如前所述,F(xiàn)-C回路的過電壓包括真空接觸器在開斷感性電流時(shí)產(chǎn)生的過電壓、真空接觸器觸頭分開瞬間可能產(chǎn)生的高頻電弧重燃過電壓、高壓限流熔斷器產(chǎn)生的會(huì)危害高壓電動(dòng)機(jī)絕緣的熔斷電弧電壓。專業(yè)限流熔斷器對這些過電壓應(yīng)采取措施限制其幅值和陡度,以免造成設(shè)備損壞在設(shè)備選擇上,熔斷器在滅弧過程中伴隨著電弧電壓而出現(xiàn)操作過電壓,此過電壓的幅值與開斷電流和熔體結(jié)構(gòu)有關(guān),而與工作電壓關(guān)系不是很大,制造廠家規(guī)定此電壓不超過兩倍相對地電壓,低于電動(dòng)機(jī)和變壓器的絕緣強(qiáng)度,可以不加限制措施,但需在訂貨時(shí)向廠家明確此要求。如制造廠無法滿足該要求時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際操作過電壓情況在過電壓保護(hù)和絕緣設(shè)計(jì)時(shí)按相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)采取限制過電壓的措施,保護(hù)設(shè)備絕緣。另外,熔斷器不宜降壓使用。F-C回路過電壓保護(hù)裝置通常布置在F-C回路柜內(nèi),烏魯木齊限流熔斷器如果過電壓保裝置不能滿足保護(hù)設(shè)備絕緣的需要,則需要調(diào)整過電壓保護(hù)裝置的布置位置,將過電壓保護(hù)裝置置于電動(dòng)機(jī)端以提高保護(hù)效果。
氧化鋅過電壓限制器的選擇,目前絕大多數(shù)的廠家普遍采用氧化鋅過電壓限制器作為F-C回路的過電壓保護(hù)設(shè)備。專業(yè)限流熔斷器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)異的非線性伏一安特性。正常電壓作用下,泄漏電流只有幾十微安,實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)對地絕緣的絕緣子,但在異常電壓發(fā)生時(shí),它的電阻又非常小,過電壓行波過后,不存在工頻續(xù)流,是當(dāng)前使用較多的限制過電壓設(shè)備。高壓廠用電系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式,不論是中性點(diǎn)不接地還是經(jīng)高阻抗接地的接地方式,都屬于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)過電壓限制器的選擇難度較大,限制器的運(yùn)行條件比較苛刻。由于非有效接地系統(tǒng)允許系統(tǒng)帶單相接地故障持續(xù)運(yùn)行2h,因此非故障相的持續(xù)運(yùn)行電壓將升高√3倍,烏魯木齊限流熔斷器過電壓限制器的工頻電壓耐受能力應(yīng)按此條件選擇顯然,工頻電壓耐受能力要求越高,則過電壓限制器的額定電壓的選擇也相應(yīng)越高,相反它的保護(hù)效果越差。氧化鋅過電壓限制器雖然可以限制操作過電壓,保護(hù)電動(dòng)機(jī)及低壓變壓器的主絕緣。
為避免阻礙新型熔斷器的未來發(fā)展,不同制造廠的熔斷器的特性曲線會(huì)存在差異。專業(yè)限流熔斷器目前FC回路設(shè)備的制造廠和設(shè)備規(guī)格較多,不同型號設(shè)備之間的特性有一定差異,根據(jù)對各主要制造廠熔斷器特性曲線的比較,以系統(tǒng)電壓為6kV為例,可初步確定功率不超過1250kW的高壓電動(dòng)機(jī)和容量不大于1600kVA的低壓廠用變壓器可以選用FC回路供電,并根據(jù)工程中采用的具體設(shè)備規(guī)范進(jìn)行核算和調(diào)整。這個(gè)容量上限是按采用熱穩(wěn)定電流為4kA、4s的真空接觸器得出的并推薦同樣適用于真空接觸器熱穩(wěn)定電流為 6kA、4s 時(shí),這主要是基于DL/T 5153《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中對 2000kW 及以上電動(dòng)機(jī)和2000kVA 及以上變壓器有建議裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)的相關(guān)規(guī)定。F-C 回路由于熔斷器動(dòng)作的不可操縱性而不能使用在要求設(shè)置差動(dòng)保護(hù)的回路上,當(dāng)采用熱穩(wěn)定電流為6kA、4s 的真空接觸器時(shí)雖然可以選擇額定電流更大的熔斷器并相應(yīng)提高供電負(fù)荷容量,但對于變壓器來說,1600kVA 以上即為2000kVA 等級,烏魯木齊限流熔斷器容量已沒有提升的余地;而對于電動(dòng)機(jī),根據(jù)目前火力發(fā)電廠的輔機(jī)情況,容量介于 1250~2000kW 之間的電動(dòng)機(jī)數(shù)量很少,提升電動(dòng)機(jī)回路容量上限的經(jīng)濟(jì)意義不大。
過電流保護(hù),可滿足變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)的熱穩(wěn)定要求;曲線F相當(dāng)于速斷保護(hù),用于在大的故障電流情況下,迅速切除變壓器。負(fù)序電流保護(hù)。專業(yè)限流熔斷器一般負(fù)序電流一段保護(hù)作為兩相短路的后備保護(hù)。負(fù)序電流一段保護(hù)電流整定值可按低壓母線兩相短路時(shí)靈敏系數(shù)不低于1.5的條件整定。廠變低壓母線兩相短路電流,折算到高壓側(cè),A。負(fù)序電流一段保護(hù)動(dòng)作時(shí)間t按與低廠變低壓母線進(jìn)線短延時(shí)保護(hù)動(dòng)F-C回路的控制絲熔斷前動(dòng)作。瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)是針對油浸變壓器內(nèi)部故障的一種有效保護(hù),隨著故障的嚴(yán)重程度不同分別作用于發(fā)信號和跳閘。對F-C回路供電的油浸變壓器,重瓦斯接點(diǎn)動(dòng)作于跳真空接觸器跳閘。受接觸器額定開斷電流的限制,當(dāng)變壓器內(nèi)部故障而使故障電流大于綜合保護(hù)裝置的過流閉鎖電流時(shí),烏魯木齊限流熔斷器綜合保護(hù)裝置將閉鎖保護(hù)出口使接觸器不動(dòng)作,由高壓熔斷器來切除故障。溫度保護(hù)。對于干式變壓器,可設(shè)置溫度保護(hù),高溫告警,超溫動(dòng)作于真空接觸器跳閘,具體溫度定值一般按變壓器制造廠家要求設(shè)定。
電源側(cè)在電弧燃燒過程中也提供一部分能源。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明,預(yù)期電流最大的情況下,往往并不對應(yīng)燃弧消耗能量的最大值,然而,最大弧能的條件一般出現(xiàn)在預(yù)期電流達(dá)到(3~4)I。為開始限流的預(yù)期電流值)時(shí)。專業(yè)限流熔斷器滅弧的基本原理。熔斷器電弧的燃燒與熄滅,取決于弧道區(qū)域的游離與去游離的過程,當(dāng)去游離過程大于游離過程時(shí),電弧將熄滅。高壓熔斷器熔斷且產(chǎn)生電弧時(shí),在弧柱區(qū)的高溫作用下,介質(zhì)的分子和原子產(chǎn)生強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng),它們之間不斷發(fā)生碰撞,游離出電子和正離子,即熱游離。在電弧穩(wěn)定燃燒的情況下,弧柱的溫度很高,電弧電壓和弧柱的電場強(qiáng)度則較低,這種情況下,弧柱的游離作用主要是靠熱游離來維持。在發(fā)生游離過程的同時(shí),還進(jìn)行著帶電質(zhì)點(diǎn)減少的去游離過程。烏魯木齊限流熔斷器在穩(wěn)定燃燒的電弧中,這兩個(gè)過程處于動(dòng)平衡狀態(tài)。去游離的主要方式是復(fù)合和擴(kuò)散。復(fù)合是異性帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷彼此中和。顯然,運(yùn)動(dòng)速度較低的帶電質(zhì)點(diǎn)更易于相互接近而復(fù)合。因此,設(shè)法降低電弧溫度,是熄滅電弧的有效措施。
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)裝置的曲線所對應(yīng)的開斷時(shí)間低于熔斷器的熔斷時(shí)間,所以對應(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)電流附近及所對應(yīng)的時(shí)間。專業(yè)限流熔斷器實(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)對應(yīng)的熔斷器的最大動(dòng)作熱效應(yīng)值,烏魯木齊限流熔斷器再根據(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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