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)。无锡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%。
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。定制熔断器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,无锡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。
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、无锡熔断器过电压水平、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。
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,无锡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。
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。定制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。无锡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。
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。定制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。无锡熔断器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。
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