采用氧化锌过电压限制器作为F-C回路的过电压保护设备时可以考虑设置间隙。带串联间隙氧化锌过电压限制器解决了持续运行电压和荷电率过高而导致的阀片老化甚至爆炸的难题。带串联间隙氧化锌过电压限制器增加了氧化锌阀片的持续运行电压的裕度,保证了限制器的工作寿命,残压较低,保护性能较好。专业高压限流熔断器F-C回路的过电压与系统中性点接地方式密切相关,设计中应区别对待不同的中性点接地方式选择过电压保护设备配置方式。对中性点经低电阻接地的配电系统,过电压保护器的相地及相间保护电压分别按配电系统的相电压和线电压选择,宜选用星形接线形式的三相过电压保护器。对中性点不接地、经消弧线圈接地或经高电阻接地的配电系统,过电压保护器的相地及相间保护电压均按配电系统的线电压选择,当前应用比较广泛的是“三叉戟”接线形式的三相过电压保护器。所谓“三叉戟”接线形式,四川高压限流熔断器是指过电压保护装置由4个参数相同的保护器构成,其中3个保护器分别与三相连接并形成星形接线,第4个保护器设置在星形接线的三相连接点与接地点之间,以保证各相之间以及相与地之间保护器配置的均衡。
为方便进行设备绝缘试验,过电压保护装置前宜设置可拆连接片。四川高压限流熔断器F-C回路过电压保护装置,就设计思想来说,分为两类,一类是电容器与电阻元件串联而成的阻容吸收器,另一类是以氧化锌阀片构成的过电压限制器。由于当前的3~10kV配电网的接地方式主要采取中性点不接地和低电阻接地两种型式,对于限制过电压的保护措施也主要针对这两种接地方式。阻容过电压吸收器是F-C回路的过电压保护设备的主要选择之一,适用于中性点有效接地的配电系统中。从原理上讲,阻容过电压吸收器是最理想的过电压保护设备,不仅可以限制过电压幅值、保护电动机主绝缘也能够抑制过电压陡度,保护电动机的匝间绝缘。但在设计中按不同回路的不同阻容特性选择阻容过电压吸收器在操作上难度较大,这是限制阻容过电压吸收器的一个重要原因。专业高压限流熔断器氧化锌过电压限制器也是F-C回路的过电压保护设备的主要选择之氧化锌过电压限制器由氧化锌阀片叠加组成,具有十分优异的非线性伏安特性。氧化锌过电压限制器可以限制操作过电压幅值,保护电动机及低压变压器的主绝缘,但其缺点是不能降低操作过电压行波的陡度,不能有效保护电动机绕组的匝间绝缘。
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。专业高压限流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。四川高压限流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。
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。专业高压限流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。
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;四川高压限流熔断器对于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。专业高压限流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。
电动机的启动电流或突然投入电流的时间一电流特性应在综合保护装置的最小动作特性以下,以免真空接触器误动作。对于变压器类负荷,当变压器低压侧或变压器内部发生故障由真空接触器动作时,熔断器宜能对变压器低压侧的短路故障进行保护,熔断器的最小开断电流宜低于预期短路电流。专业高压限流熔断器对于厂用电系统中装有接地跳闸保护时,应注意中性点接地方式及中性点接地设备的选择,以避免出现在电流大于真空接触器额定开断电流时真空接触器跳合闸,具体的选择方式可参照 DL/T 5153《火力发电厂厂用电设计技术规程》。四川高压限流熔断器在与上下级电源进行保护配合时,为了保证F-C回路保护具有选择性,电源树断路器综合保护装置的动作特性要在熔断器时间一电流特性曲线的右侧,负荷侧设备的保护装置的动作特性要在熔断器时间一电流特性曲线左侧。对于熔断器与电源侧保护的配合,发电厂内是F-C回路保护与高压厂用母线进线回路保护的配合,该进线回路的保护特性为综合保护装置提供的由多条保护曲线构成的曲线族,一般不用特殊考虑,可在调试阶段由调试单位确定。
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