为避免阻碍新型熔断器的未来发展,不同制造厂的熔断器的特性曲线会存在差异。专业熔断器目前FC回路设备的制造厂和设备规格较多,不同型号设备之间的特性有一定差异,根据对各主要制造厂熔断器特性曲线的比较,以系统电压为6kV为例,可初步确定功率不超过1250kW的高压电动机和容量不大于1600kVA的低压厂用变压器可以选用FC回路供电,并根据工程中采用的具体设备规范进行核算和调整。这个容量上限是按采用热稳定电流为4kA、4s的真空接触器得出的并推荐同样适用于真空接触器热稳定电流为 6kA、4s 时,这主要是基于DL/T 5153《火力发电厂厂用电设计技术规程》中对 2000kW 及以上电动机和2000kVA 及以上变压器有建议装设差动保护的相关规定。F-C 回路由于熔断器动作的不可操纵性而不能使用在要求设置差动保护的回路上,当采用热稳定电流为6kA、4s 的真空接触器时虽然可以选择额定电流更大的熔断器并相应提高供电负荷容量,但对于变压器来说,1600kVA 以上即为2000kVA 等级,湖北熔断器容量已没有提升的余地;而对于电动机,根据目前火力发电厂的辅机情况,容量介于 1250~2000kW 之间的电动机数量很少,提升电动机回路容量上限的经济意义不大。
但是它不能降低操作过电压行波的陡度,所以一般情况下不能保护电动机绕组的匝间绝缘。氧化锌过电压限制器的参数选择。过电压限制器额定电压Uk的选择。额定电压U表征限制器两端子之间允许的最大工频电压,限制器在该电压下能够可靠地工作。持续运行电压Uc的选择。专业熔断器在没有间隙的情况下,氧化锌阀片在正常工况下,将长期处于相对地电压的作用之下,并有泄漏电流流过。对于氧化锌阀片而言,该电压称之为持续运行电压U。持续运行电压作用之下的泄漏电流称为持续运行电流1,该电流必须严格控制,才能确保过电压限制器有足够长的工作寿命,所以持续运行电压必须小于额定电压非有效接地系统允许带单相接地故障继续运行2h,考虑到此时非故障相电压的升高,有关部门规定,6kV厂用电中性点非有效接地方式系统氧化锌过电压限制器持续运行电压由原标准4kV提高到7.6kV。湖北熔断器对于中性点有效接地系统氧化锌过电压限制器持续运行电压要大于系统额定电压。工频参考电压U及工频参考电流Im的选择。工频参考电压即起始动作电压,由该电压开始,电流将随电压的升高而大幅度增加。
火力发电厂中对不要求自起动的Ⅱ、Ⅲ类电动机和不能自起动的电动机一般设置0.5时限的低电压保护;湖北熔断器对于1类电动机,当装有自动投入的备用机械时,或未保证人身和设备安全,在电源电压长时间消失后须自动切除时,均应装设9-10s的低电压保护。F-C回路中低电压保护构成方法如下:一是对真空接触器由直流或直接由交流220V控制情况,由接于F-C柜上的综合保护装置通过检测来自于母线TV的电压信号实现,接点作用于接触器跳闸;二是对接触器通过降压变压器(由一次回路直接降压)交流控制情况,电保持型的真空接触器本身具有低电压保护功能,机械保持型的真空接触器仍由接于F-C柜上的综合保护装置通过检测来自于母线TV的电压信号实现。专业熔断器由综合保护装置实现的低电压保护设为两段。低压电保护一段动作电压为动作时限为9s。式中Un为系统的额定电压。断相(不平衡)运行保护。FC回路故障时,由于熔断器可能出现单相熔断,为防止三相电压不平衡的危害,FC回路需装设此保护。目前F-C开关柜所采用的熔断器均要求配撞击器,撞击器可实现上述保护撞击器的作用是熔断器熔断时立即动作联跳接触器,避免设备非全相运行。
3~10kV电网的中性点接地方式包括传统的不接地或经消弧线圈接地,以及电阻接地等多种接地方式。要确定电网的接地方式,必须综合考虑供电安全可靠性和连续性、配电网和线路结构、过电压保护和绝缘配合、继电保护构成和跳闸方式、设备安全和人身安等诸多因素。专业熔断器下面简要介绍几种常用的接地方式及其对过电压的影响。3~10kV电网的中性点接地方式可以简单的归纳为单相故障时不(延时)跳闸和(立即)跳闸两种类型。单相接地不跳闸的中性点接地方式包括不接地、经消弧线圈接地和高电阻接地。过去国内3~10kV电网大多采用这些接地方式,但随着我国城乡电网电缆线路逐渐代替架空线和火力发电厂机组容量增大引起的电缆长度大幅增加,我国的3~10kV电网的中性点采用不接地或消弧线圈接地方式的做法已经不能满足电力工业建设发展和城市电网扩充改造的需要。实践证明,单相接地故障不立即跳闸的接地方式,湖北熔断器有利于提高供电连续性特别适合于故障几率高、绝缘可自行恢复的以架空线路为主的配电网,如农村和中小城市供电网。
扩散是弧柱内自由电子、正离子逸出弧柱以外,到周围冷介质中去的过程。扩散是由于带电质点的不规则热运动,以及空间电荷的分布不均匀,使电弧中的高温离子由密集的空间向密度小,温度低的方向扩散。专业熔断器电弧和周围介质的温度差以及离子浓度差越大扩散作用也越强。扩散出来的离子,因冷却而相互结合,成为中性质点显然,如果游离过程大于去游离过程,电弧将继续燃烧,并越烧越旺,如果去游离过程大于游离过程,电弧便越来越小,最后电弧将熄灭。由此分析,熄灭电弧的基本方法是设法冷却电弧,设法加强复合和扩散形成的去游离过程。高压限流熔断器熄灭电弧的基本原理,就是当熔体元件熔化而出现电弧后,迫使电弧深入到周围填料石英砂构成的缝隙中去,根据狭缝灭弧原理,电弧与石英砂紧密接触,使电弧急剧冷却,从而迫使电流急剧下降到零。当预期电流非常大,熔体元件熔化、蒸发、出现间隙及电弧时,这一过程在非常短的时间之内就已经完成,熔体元件在来不及向周围填料石英砂传热的情况下,就已经熔断并形成电弧。
真空接触器灭弧能力很强,开断高压感应电动机空载或额定电流时,工频电流在自然过零前往往提前熄灭,电流突然中断,形成截流现象,产生截流过电压;高频电弧重燃过电压发生的几率较高,过电压幅值也很高,产生电弧重燃过电压。专业熔断器除对绝缘造成损害外,回路中发生强大的操作过电压会烧毁接触器的触头,破坏设备绝缘的薄弱环节以至于引起大面积的短路由此可见,F-C回路在使用过程中可能产生操作过电压,给相应供电系统的绝缘带来损坏,因此有必要考虑设置相应的过电压保护装置。过电压保护装置的作用是防止雷电过电压的冲击,限制操作过电压的幅值,降低过电压的陡波陡度。目前FC回路过电压保护装置按设计思想不同可分为两类,一类是以氧化锌阀片构成的过电压限制器,湖北熔断器另一类是电容器与电阻元件串联而成的阻容吸收器高压限流熔断器的灭弧特性及操作过电压分析,髙压熔断器切断故障电流的过程,是熔体元件温升,然后熔化、蒸发、形成间隙,直至间隙之间电压急剧上升,击穿出现电弧,电弧燃烧熄灭的过程。
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