永磁保持型接觸器的控制。永磁保持是指借助于高性能永久磁鐵與合閘接觸器共同作用實現合閘,與跳閘接觸器共同作用(產生的磁通與合閘相反)實跇閘;而靠水磁鐵的永磁力使接觸器保持在合閘狀態的一種操作機構型式。在對上述三種型式接觸器控制分析的基礎上,現將各自特點歸納總如下。定制高壓熔斷器機械保持型的優點是可靠、節能,由于有單獨的分閘線圈,更符合高壓廠用電系統控制習慣,能完全滿足對控制回路的基本要求,缺點是結構復雜,壽命略低。電保持型的優點是結構簡單、壽命長,但在可靠性和節能方面不及機械保持型。由于結構特點,該型接觸器接線不能完全滿足對控制回路的要求,如不具備“防跳”功能等。蘭州高壓熔斷器永磁保持型與常規電磁系統相比,具有動作電流小(因而靈敏度高)原材料消耗低、整機體積小等優點,缺點是高溫下性能不穩定,抗沖擊振動性能差。當真空接觸器的操作機構采用機械保持時,對真空接觸器的控制回路有一定要求,即控制回路中的分閘命令和合閘命令需為獨立的常開接點。
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,電動機在規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。定制高壓熔斷器低電壓保護。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,產生較大的負序電流,從而造成轉子過熱,該保護可設兩段定時限保護。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,根據工藝系統技術特點其起動時間為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。蘭州高壓熔斷器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,節省運行成本,FC回路中的真空接觸器宜承擔其分斷能力范圍內的速斷保護功能,這可以通過綜合保護裝置來實現。
當采用F-C 回路供電時,F-C回路的保護功能是由高壓限流熔斷器和真空接觸器兩種電器元件組合實現的,由熔斷器切除較大的短路電流,由綜合保護裝置動作真空接觸器切除較小的短路電流和過載電流,這就決定了F-C 回路饋線電纜熱穩定截面選擇方式的特殊性,既不同于用斷路器保護的饋線電纜熱穩定截面的選擇方式,也不同于單純用熔斷器保護的饋線電纜的熱穩定截面的選擇方式。定制高壓熔斷器電纜熱穩定條件,電纜的介質損耗一般隨溫度上升面增加,電纜的選擇,除在正常工況下保證電纜的芯線溫度在允許范圍內,即根據額定電流選擇電纜截面外,還應保證電纜在短路,過載、過電壓條件下其溫度不超過規定值。只要電纜在各種工況下的溫度不超過上述溫度值,電纜即具有有限的熱穩定性。3~10kV電力電纜一般采用交聯聚乙烯絕緣電纜,對于交聯聚乙烯電纜,聚乙烯被交聯,它的電氣性能沒有什么變化,但耐熱性能機械強度都有了明顯提高。蘭州高壓熔斷器交聯聚乙烯絕緣電纜在短路時間小于5s的情況下,其允許的溫度較高,達到250℃,若短路時間超過55,其允許的溫度將下降很多、根據相關研究,電纜線芯溫度達到130℃時,可以運行200~2s0h。
多采用中性點不接地的運行方式,在這種條件下使用阻容吸收器,由于相對地電容值增大,電容電流也將隨之大幅度增大,這時需重新考慮中性點接地的接地方式及零序保護的配置。當火力發電廠單機容量為300MW及以上時,高壓廠用電系統的單相接地電容電流較大,多采用中性點經低電阻接地的方式,相對于大得多的低電阻接地的阻性電流來說,阻容吸收器電容電流的影響就不那么大了。定制高壓熔斷器所以在高壓廠用電系統的中性點采用低電阻接地的接地方式的大容量機組中,采用阻容吸收器作為限制過電壓的措施在理論上已經成為了一種可行的措施,但針對不同系統,其具體參數需要進一步的運行測試檢驗。制過電壓的保護措施及過電壓保護裝置的選針對中性點低電阻接地系統,用于F-C回路的阻容過電壓吸收器可以采用不接地系統相同的電容值和電阻值,即可以取相間電容約為0.1~0.5F,相間電阻值約為100~500,相地電容約為0.2~1F,相地電阻值約為50~25002。由于蘭州高壓熔斷器單相接地故障時不存在相電壓升高為線電壓的問題,阻容過電壓吸收器宜采用星形接線方式,而不再是傳統上適用于中性點非接地系統的“三叉戟”型式。
除熔斷器的保護曲線外,綜合保護裝置內部可以對速斷保護設置速斷電流高值、低值和大電流閉鎖功能,以實現對一定區間范圍內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;定制高壓熔斷器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時,如能充分發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,也可提高工藝系統運行的連續性,使F-C回路可以更經濟的運行。為此,目前綜合保護裝置設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。蘭州高壓熔斷器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。
雖然短路時間超過 5×時,電纜已經可以考慮對外的散熱過程,但允許溫度下降的影響對電纜的熱穩定性能具有決定作用。 影響電纜熱穩定性的因素,電纜的熱穩定性主要受熱阻、熱容、溫升時間常數、外部條件的影響。定制高壓熔斷器熱阻分為電纜熱阻和外部媒介熱阻,熱阻是與材質及結構有關的固有特征,熱阻越大,其散熱性越差。熱容與材料的熱容系數有關,與材料的體積成正比,熱容越大,溫升所需的熱量越多。電纜和外部媒質均有其溫升時間常數,表征的是溫度上升或下降至63.2%最終溫度所需要的時間。電纜所處的外部條件,例如環境溫度,通風狀況,敷設方式等也都會對電纜的載流量和熱穩定性產生影響。 蘭州高壓熔斷器F-C 回路電纜熱穩定截面選擇條件的確定,高壓熔斷器與真空接觸器對回路形成聯合保護時,以圖 3-6 所示的電動機回路熔斷器選擇及配合曲線為例,當短路電流大于熔斷器與真空接觸器保護交接點電流時,由熔斷器提供保護;小于交接點電流時,由真空接觸器按照綜合保護裝置保護曲線動作提供保護。
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