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存在差異。專業(yè)10kv高壓熔斷器目前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 及以上電動機(jī)和2000kVA 及以上變壓器有建議裝設(shè)差動保護(hù)的相關(guān)規(guī)定。F-C 回路由于熔斷器動作的不可操縱性而不能使用在要求設(shè)置差動保護(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,太原10kv高壓熔斷器容量已沒有提升的余地;而對于電動機(jī),根據(jù)目前火力發(fā)電廠的輔機(jī)情況,容量介于 1250~2000kW 之間的電動機(jī)數(shù)量很少,提升電動機(jī)回路容量上限的經(jīng)濟(jì)意義不大。
高壓電動機(jī)和低壓變壓器的絕緣特性,太原10kv高壓熔斷器高壓電動機(jī)的絕緣特性。電動機(jī)的絕緣等級、絕緣允許最高溫度及絕緣允許溫升是按電動機(jī)的功率大小、使用環(huán)境條件、環(huán)境溫度等因素確定。電動機(jī)的溫升高低與電動機(jī)的負(fù)載大小、環(huán)境溫度高低、通風(fēng)量的大小、實(shí)際轉(zhuǎn)速高低和電動機(jī)的質(zhì)量好壞有直接關(guān)系,但不能超過允許最高溫度,否則會加速絕緣材料的老化,甚至燒毀。在高壓電動機(jī)正常運(yùn)行過程中,造成高壓電動機(jī)絕緣降低的原因有電動機(jī)繞組受潮、繞組上灰塵及碳化物質(zhì)太多、引出線及接線盒內(nèi)絕緣不良、電動機(jī)繞組長期過熱老化等。專業(yè)10kv高壓熔斷器在電力系統(tǒng)中,旋轉(zhuǎn)電機(jī)隨時(shí)都可能受到來自電網(wǎng)中的各種暫態(tài)電壓的沖擊,使繞組的匝間絕緣和主絕緣遭受到高強(qiáng)度的電氣損傷,并逐步削弱其絕緣水平,最終導(dǎo)致繞組絕緣事故。引起這類惡性事故的絕緣故障經(jīng)常表現(xiàn)為絕緣介質(zhì)被擊穿,造成繞組對地或相間短路火力發(fā)電廠高壓廠用電系統(tǒng)的操作過電壓是經(jīng)常發(fā)生的一種快速暫態(tài)過電壓,是直接危害電機(jī)絕緣的主要原因之一。
在小的故障電流或過載情況下借助綜合保護(hù)裝置由真空接觸器斷開同路來提供保護(hù),即F-C回路的保護(hù)由熔斷器的一次保護(hù)和綜保裝置的二次保護(hù)配合共同完成。熔斷器與真空接觸器(通過綜保裝置的曲線)的保護(hù)配合基于熔斷器的最小熔斷時(shí)間一電流特性曲線和綜保裝置的時(shí)間一電流特性曲線。專業(yè)10kv高壓熔斷器在耐受能力上,真空接觸器的額定開斷電流值應(yīng)大于綜合保護(hù)裝置的最小特性與熔斷器的全開斷特性的交點(diǎn)電流值,同時(shí),真空接觸器應(yīng)能耐受熔斷器的最大限流電流峰值,在熱穩(wěn)定方面應(yīng)能耐受開斷能量,這樣,才能保證真空接觸器能夠分擔(dān)F-C 回路中的部分保護(hù)功能。為了提高保護(hù)的可靠性,熔斷器的最小開斷電流應(yīng)不超過最小交接點(diǎn)電流,且希望熔斷器的最小開斷電流應(yīng)是盡量小。太原10kv高壓熔斷器最小開斷電流以下的電流應(yīng)由真空接觸器斷開,在電流低于熔斷器最小開斷電流時(shí),熔斷器無損傷的電弧耐受時(shí)間應(yīng)長于聯(lián)用的真空接觸器脫扣時(shí)間。在為用電負(fù)荷提供保護(hù)時(shí),對于電動機(jī)類負(fù)荷,電動機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流應(yīng)在真空接觸器的開斷電流以內(nèi),熔斷器不應(yīng)開斷。
當(dāng)采用F-C 回路供電時(shí),F(xiàn)-C回路的保護(hù)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(shí)現(xiàn)的,由熔斷器切除較大的短路電流,由綜合保護(hù)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(wěn)定截面選擇方式的特殊性,既不同于用斷路器保護(hù)的饋線電纜熱穩(wěn)定截面的選擇方式,也不同于單純用熔斷器保護(hù)的饋線電纜的熱穩(wěn)定截面的選擇方式。專業(yè)10kv高壓熔斷器電纜熱穩(wěn)定條件,電纜的介質(zhì)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(nèi),即根據(jù)額定電流選擇電纜截面外,還應(yīng)保證電纜在短路,過載、過電壓條件下其溫度不超過規(guī)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(wěn)定性。3~10kV電力電纜一般采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜,對于交聯(lián)聚乙烯電纜,聚乙烯被交聯(lián),它的電氣性能沒有什么變化,但耐熱性能機(jī)械強(qiáng)度都有了明顯提高。太原10kv高壓熔斷器交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在短路時(shí)間小于5s的情況下,其允許的溫度較高,達(dá)到250℃,若短路時(shí)間超過55,其允許的溫度將下降很多、根據(jù)相關(guān)研究,電纜線芯溫度達(dá)到130℃時(shí),可以運(yùn)行200~2s0h。
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。太原10kv高壓熔斷器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,對于限制過電壓的保護(hù)措施也主要針對這兩種接地方式。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)電動機(jī)主絕緣也能夠抑制過電壓陡度,保護(hù)電動機(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)10kv高壓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)電動機(jī)繞組的匝間絕緣。
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