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,上海直流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。定制直流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。
操作过电压对旋转电机绝缘安全造成的危害比对静止设备的严重,高压厂用电系统中电动机的绝缘水平低于输变电设备(变压器、断路器)的绝缘水平,每次严重的操作过电压冲击都会产生破坏性的超强暂态电场,它不仅加剧了电机内部局部放电和介质绝缘劣化过程,而且引起绕组电位分布不均,进一步诱发定子绝缘介质局部放电,当部分绕组上的电压超过其绝缘的承受能力,必将造成电机绝缘击穿的事故。定制直流熔断器低压干式变压器的安全运行和使用寿命,很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度会使绝缘破坏,这是导致变压器不能正常工作的原因之一。因此对变压器的运行温度的监测及其报警控制是十分重要的。低压干式变压器的绝缘散热情况与过载能力、环境温度、冷却方式过载前的负载情况(起始负载)和发热时间常数等有关。低压干式变压器冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。上海直流熔断器自然空气冷却时,变压器可在额定容量下长期连续运行;强迫空气冷却时,变压器输出容量可提高50%。
干式变压器运行中产生的中性点接地方式及其对过电压保护的影响,损耗转换为热的形式,使绝缘的温度升高,在较高温度下绝缘会产生裂解,因此一般高温将使电老化加速。如果绝缘材料的质量或选择达不到绝缘等级的要求,就会使绝缘寿命缩短,即绝缘的机械、电气性能逐渐变坏,此过程即为热老化。干式变压器的损坏,一般多由热老化开始,但绝缘中温度分布是不同的,因此绝缘的热老化主要决定于最热点温度。定制直流熔断器干式变压器运行中的工作温度不应超过绝缘材料允许温度,从而使绝缘具有经济合理的寿命。由于绝缘材料存在某些缺陷,以及浇注工艺不够完善造成的,在干式变压器树脂绝缘中总是存在气隙或气泡,从而导致绝缘中局部放电,它也是树脂绝缘干式变压器老化的主要因素。中性点接地方式及其对过电压保护的影响,工矿企业3~10kV供电系统有中性点不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地等多种中性点接地方式,系统中性点接地方式的不同将直接影响到系统设备绝缘水平、上海直流熔断器过电压水平、过电压保护元件的选择、继电保护方式系统的运行可靠性、通信干扰等各个方面3~10kV电网的中性点接地方式对过电压及其保护器的选择有较大影响。
近年来国内外研制了一系列的微机型综合保护装置,这些装置的特点恰好适应了F-C回路对保护的要求,下面针对电动机和低压变压器的保护分别加以分析和说明。定制直流熔断器为电动机供电的F-C回路保护配置,F-C回路供电的电动机,其容量一般在200kW以下,通常装设有下列保护:电流速断保护、过负荷保护、负序过流保护、单相接地保护、起动时间过长保护和低电压保护。此外,由于FC回路有单相断线可能(熔断器一相熔断),还应有断相(不平衡)保护。(1)电流速断保护。作为电动机定子绕组和回路供电电缆相间短路故障的保护。综合保护装置保护定值可设定速断高值与速断低值,高值为电动机起动过程中的速断定值,低值为电动机起动完成后,正常运行中的速断定值。电动机起动时间可在定值中设置,从而提高速断保护的灵敏度。(2)过负荷保护。主要用于防止电动机运行中因过负荷、不对称过负荷、断线等引起的过热,可作为保护的后备。(3)负序过流保护。作为电机电流不平衡的一种保护,电动机起动结束保护自动投入。
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。定制直流熔断器目前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,上海直流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。
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