单相接地保护。采用零序电流互感器获取电动机的电缆零序电流构成单相接地保护。启动时间过长保护。该保护主要用于保护电动机在启动时的堵转,电动机在规定的时间未完成起动时保护动作,其时限大于电机实际正常起动的最长时限。专业低压熔断器低电压保护。当电机任一相电压低到整定值时,可动作于跳闸。断相(不平衡)保护。用于防止电动机电流严重不对称,产生较大的负序电流,从而造成转子过热,该保护可设两段定时限保护。为电动机供电的FC回路保护整定计算,以1000kW泵类电动机为例,制造厂给出电动机额定电流为120.3A起动电流为750A,根据工艺系统技术特点其起动时间为6s,每小时起动2次。电流速断保护。当回路发生短路故障时,由于短路电流较大,由电流速断保护动作。FC回路的电流速断保护由熔断器提供,其动作特性即为回路所选择的高压限流熔断器的时间一电流特性曲线。南京低压熔断器F-C回路中的真空接触器具有一定的短路电流分断能力,为降低熔断器的更换率,节省运行成本,FC回路中的真空接触器宜承担其分断能力范围内的速断保护功能,这可以通过综合保护装置来实现。
在满足可靠性和下一段保护选择性的前提下,当在本段保护范围内发生短路时,F-C 回路应能在最短时间内切除故障,以防止熔断时间过长而加剧被保护电器的损坏。专业低压熔断器对于熔断器与负荷侧设备的保护配合,即低压厂用变压器回路熔断器与低压侧负荷断路器之间的保护配合,一般低压侧断路器选择性保护所设置的短延时时间不超过0.6s,可用低压厂用变压器低压侧三相短路时对应的高压侧电流值乘以可靠系数(可取 1.07~1.1)和低压母线上负荷断路器中短延时保护设定时间最长的时间在熔断器时间一电流特性曲线图上确定一点来校验,该点应位于已选择好的熔断器的时间一电流特性曲线左侧。该配合除低压厂用变压器低压侧短路由熔断器开断的回路外,其他回路可不用特殊考虑校验。南京低压熔断器F-C回路的继电保护,在F-C回路中,较大的故障电流由熔断器提供保护,较小的故障电流则由综合保护装置通过动作接触器加以补充,即F-C回路的保护由一次保护和二次保护共同完成。二次保护通常由综合保护装置来实现,综合保护装置是一种集多种保护功能于一体的保护装置,它几乎涵盖了所有电动机或低压变压器所需的保护。
为防止撞击器在动作时不可靠,产生断相运行对设备造成危害,通常综合保护装置中还另外装设断相保护,与其出口动作接触器,形成双重保护。综合保护装置中断相保护一般通过反映负序电流的变化而动作。专业低压熔断器为变压器供电的F-C回路保护配置,F-C回路供电的变压器,其容量一般在200kVA以下,应装设有电流速断保护、过电流保护、过负荷保护、负序电流保护、接地保护、断相保护、瓦斯保护(仅对油浸变压器适用)、温度保护(仅对干式变压器适用)。(1)电流速断保护。用作变压器绕组的相间短路故障、中性点接地侧绕组的接地故障以及引出线的相间故障、中性点接地侧引出线的接地故障。(2)过流保护。用作变压器及相邻元件的相间短路故障保护。(3)过负荷保护。用作变压器的对称过负荷保护。(4)负序电流保护。用作变压器负载不平衡、变压器内部短路故障和外部的不对称短路故障。(5)接地保护。南京低压熔断器变压器中性点直接接地时,用零序电流保护构成变压器的接地保护,用作变压器外部接地故障和中性点直接接地绕组、引出线接地故障的后备保护。变压器中性点不接地时,可用零序电压保护构成变压器的接地保护。
根据高压限流熔断器的焦耳积分特性,F-C 回路故障时故障电流越小,熔断器最小弧前焦耳积分值反而越大,当故障电流小于熔断器与接触器保护交接点电流时,由于综合保护装置的曲线所对应的开断时间低于熔断器的熔断时间,所以对应此电流的整个F-C回路的热效应值小于熔断器的焦耳积分值,因此故障时流过回路的最大热效应值应在保护交接点电流附近及所对应的时间。专业低压熔断器实际工程中,F-C 回路的最大短路电流热效应即是熔断器与真空接触器的保护交接点处的焦耳积分值。由于选择熔断器时要躲过电动机的起动电流或变压器的励磁涌流的影响,对于变压器还应考虑低压侧电动机成组自起动的影响,因此,保护交接点所对应的时间一般在 2~30s之间。结合电缆的热稳定性能和保护交接点所对应的时间,可以确定选择电缆截面方法。根据电缆在过电流时的特性和耐受能力,当该交接点对应的动作时间小于5s时,电缆处于近似绝热状态,按该点对应的熔断器的最大动作热效应值,南京低压熔断器再根据绝热状态下的电缆最小热稳定截面确定电缆截面,此时电缆的耐受温度为短路时允许温度(以交联聚乙烯绝缘电缆为例,为250℃)。
当真空接触器额定短路开断电流为4kA时,综合保护装置的过流闭锁电流为3.3kA。但是,南京低压熔断器为防止测量TA饱和、导致保护装置大电流闭锁出口失效,回路配置TA的变比不能太小,以保证闭锁电流的整定值小于TA的饱和电流。当保护装置没有大电流闭锁功能时,若高压熔断器熔断电流小于高压接触器允许断开电流,则电流速断保护不必退出,若高压熔断器熔断电流大于高压接触器允许断开电流,则电流速断保护需退出。过负荷保护。电动机回路长时间过负荷运行会引起电动机定子过热,并引起电机绝缘老化,甚至电机烧毁或发生严重短路,过负荷保护是电动机回路的主保护之一,反映电动机过负荷程度。当电动机在过负荷运行时,由于回路电流较小,一般考虑由真空接触器动作进行保护。过负荷保护的动作时间要与电动机允许的过负荷时间配合,一般情况下取电动机的最长起动时间。专业低压熔断器综合保护装置提供的过负荷保护均为反时限保护,曲线随发热时间常数及冷、热态运行情况不同上下变化。在曲线选择时,除考虑电动机的实际发热常数和运行工况外,尚应考虑躲过电动机起动及所选曲线与熔断器特性曲线交点对应的电流值小于接触器的额定开断电流两种情况。
阻容过电压吸收器的选择,阻容过电压吸收器由电阻与电容器等元件串联组成,是通过改变开断回路的阻抗参数来吸收过电压的能量,从理论上来说,南京低压熔断器这是最理想的过电压保护措施。阻容吸收器可联接在FC回路断口之外的负载侧,阻容过电,研究人员曾进行过阻容过电压吸收器的配合试验,吸收器的参数为R=2502,Cb=0.33xF。开断空载电动机共进行24相次,截流值由不加吸收器前的21A降到10.5A,过电压倍数不超过2.33倍相电压,开断起动状态电动机也进行了24相次,测试表明,吸收器投入后高频振荡持续时间缩短,最大过电压为4倍相电压,但出现的几率由不加吸收器前的76.6%降到3.23%。可见阻容过电压吸收器对开断感应电动机的过电压具有较好的限制保护作用。专业低压熔断器针对中性点不接地系统,实践表明,用于F-C回路的阻容过电压吸收器可以采用与“三叉戟”式避雷器相同的接线方式,可以取相地相间电容约为0.1~0.51F,相地相间电阻值约为100~5002。但是阻容吸收器的投入,也使6kV厂用电系统相对地电容值增加。以往由于国内发电机组的高压厂用电系统在接地电容电流满足要求的条件。
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