干式变压器的强迫空气冷却运行适用于断续过负荷运行,或应急事故过负荷运行,由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大,处于非经济运行状态,故不应使其处于长时间连续过负荷运行。运行中的低压干式电变压器要承受所加电场和空载损耗、负载损耗等产生的热量,此外还有环境(如空气中的温度)对绝缘的影响。定制高压熔断器绝缘材料在电场强度、发热及其他因素的影响下可导致绝缘老化,并可能逐渐发展成绝缘击穿,使绝缘完全丧失电气性能。绝缘击穿的物理特性在时间上均呈概率分布,可分为初期击穿、突发性(偶发性)击穿及老化击穿3个阶段。初期击穿可能是制造上的差错,绝缘中存在弱点所致;突发性击穿是产品本来的性质确定的;老化击穿是随着运行时间的增长,绝缘老化的结果。在实际中,兰州高压熔断器干式变压器绝缘老化击穿是绝缘中存在弱点、运行时间增长等综合作用的结果。干式变压器绝缘长期在电场作用下,将逐渐产生某些物理、化学变化,从而使介质性能发生劣化,并随运行时间增长而最终导致绝缘击穿,此过程称为电老化。
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。定制高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。兰州高压熔断器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。
过电流保护,可满足变压器低压侧三相短路时的热稳定要求;曲线F相当于速断保护,用于在大的故障电流情况下,迅速切除变压器。负序电流保护。定制高压熔断器一般负序电流一段保护作为两相短路的后备保护。负序电流一段保护电流整定值可按低压母线两相短路时灵敏系数不低于1.5的条件整定。厂变低压母线两相短路电流,折算到高压侧,A。负序电流一段保护动作时间t按与低厂变低压母线进线短延时保护动F-C回路的控制丝熔断前动作。瓦斯保护。瓦斯保护是针对油浸变压器内部故障的一种有效保护,随着故障的严重程度不同分别作用于发信号和跳闸。对F-C回路供电的油浸变压器,重瓦斯接点动作于跳真空接触器跳闸。受接触器额定开断电流的限制,当变压器内部故障而使故障电流大于综合保护装置的过流闭锁电流时,兰州高压熔断器综合保护装置将闭锁保护出口使接触器不动作,由高压熔断器来切除故障。温度保护。对于干式变压器,可设置温度保护,高温告警,超温动作于真空接触器跳闸,具体温度定值一般按变压器制造厂家要求设定。
真空接触器的控制回路应满足下列要求:1)控制电源电压应与厂用电控制系统电压一致,采用直流11V或220V,也可以采用交流220V。定制高压熔断器控制电压应不小于额定值的85%,也不应大于额定值110%,分闸回路的控制电压应不超过额定值的120%。2)接触器的最小合闸电压应不小于额定电压的85%,最小跳闸电压也应不小于额定电压的65%。3)熔断器操作完成后,接触器(电保持型接触器除外)的合、跳闸线圈应自动断开合、跳闸回路。4)具有防止接触器多次合跳的“防跳”功能。5)能监控控制电源及跳闸回路、备用设备自动投入回路的完好性。6)事故跳闸及备用设备投入应有明显的信号。7)真空接触器的辅助触头的数量应满足控制和连锁的要求。8)真空接触器宜具有与开关柜的机械防误操作连锁结构。兰州高压熔断器根据工程经验,接触器回路的“防跳”功能尤其重要。当开关柜或接触器发生机械故障时发岀合闸命令(即合闸到故障点),此时如果缺少“防跳”回路或者“防跳”回路不完全,即使发出保护跳闸命令或者手动跳闸命令。
熔化过程带有爆炸性,熔化的金属和蒸汽立即深深地渗入到还处于冷态的石英砂中去,电弧很快熄灭,这一点正好和前述最大弧能条件相呼应。定制高压熔断器当预期电流达到最大弧能的条件时,熔体元件在熔化前伴随着各种热传导,使周围填料温度已经提高。熔体元件可能在某一处或几处最薄弱的位置首先熔断,形成高温电弧,但周围填料温度较高,狭缝灭弧进行较慢,直到熔化的长度达到灭弧的必须的空隙要求,才最终熄弧。操作过电压的特点。高压限流熔断器在切断故障的过程中,在它的端子上将出现瞬态异常电压。它可以是峰值弧电压,也可能是在瞬态恢复电压时间内出现的电压。假定燃弧开始时,电流方向为正,要迫使电流下降,其变化率元必须为负。出现这种情况,必须是U1大于(e-iR。)。在燃弧开始时,这一条件尚不能满足,电流将继续上升一些,然后,电流才开始下降。为了尽快使电弧熄灭,兰州高压熔断器两端电压必须很大。F-C回路的过电压分析,增加熔体元件的槽口数有助于增加电弧电压U,因为这将形成几个电弧相串联,但需要注意这种措施也应受到一定限制,应避免熔断器两端产生太高的过电压。
限制过电压的作用将由此电压开始。过电压限制器两端子间,施加工频参考电压时,流过限制器的泄漏电流称为工频参考电流I。显然,氧化锌过电压限制器工频参考电压的选择应大于额定电压值。荷电率的选择。氧化锌过电压限制器的持续运行电压与工频参考电压的比值称为荷电率。定制高压熔断器越接近工频参考电流I,所以,荷电率不宜过高,才能确保过电压限制器的寿命荷电率的取值,各国都不相同,日本取值为0.45,美国取值为0.58,我国一般常规非有效接地系统中氧化锌过电压限制器的荷电率取0.45~0.6。《电气工程电气设计手册》中推荐氧化锌过电压限制器的荷电率不大于0.85,并要求保证使用寿命。残压的选择。残压是衡量过电压限制器保护水平的重要指标,由它构成氧化锌过电压限制器的保护特性。对于F-C回路来说,因不考虑雷电冲击过电压,这里指氧化锌过电压限制器的操作波残压。定制高压熔断器由入山假流瞬间贝较侧过电压数值,由两部分组成,其一是负载侧等值电容上的电压,其二是与截流值的大小成正比的电感上的电压,如果开断瞬间,没有发生截流,负载侧高频振荡电压幅值等于负载侧等值电容上的电压,即电源电压,过电压倍数为1。
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