3~10kV电网单相接地跳闸的中性点接地方式主要指低电阻接地方式,当接地电流大于15A时中性点经高电阻接地系统也要求立即跳闸,电阻接地系统的主要特点如下。1)高电阻接地方式以限制单相接地故障电流为目的,并可防止和阻尼谐振过电压和间歇性电弧接地过电压,主要用于200MW以上大型发电机回路和某些3~10kV配电网。2)专业MSD用熔断器低电阻接地方式可获得一个大的阻性电流叠加在故障点上,具有可以快速切除故障,过电压水平低,谐振过电压不能发展的特点,可以减少绝缘老化效应,延长设备寿命,自动隔离故障等优点。低电阻接地方式的接地故障电流可达100~1000A甚至更大。这种大的接地故障电流会带来些问题,包括电缆接地时,大的电弧电流可能影响电缆通道内其它相邻电。限制过电压的保护措施,缆,扩大事故;接地故障电流过大,导致大的热容量电阻制造困难;接地故障电流引起地电位升高,甚至超过了通信线路、低压电气线路和人身保安要求的安全允许值。为了克服低电阻接地方式的大接地故障电流的影响,目前在工程中一般采取适当增大接地电阻阻值的方式,石家庄MSD用熔断器使阻性电流大于容性电流但不能超过一定范围,以限制过电压不超过2.6倍,同时可以保证接地保护的灵敏度和选择性,保证设备人身安全。
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。专业MSD用熔断器目前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,石家庄MSD用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。
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。专业MSD用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、石家庄MSD用熔断器过电压水平、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。
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MSD用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。石家庄MSD用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。
多采用中性点不接地的运行方式,在这种条件下使用阻容吸收器,由于相对地电容值增大,电容电流也将随之大幅度增大,这时需重新考虑中性点接地的接地方式及零序保护的配置。当火力发电厂单机容量为300MW及以上时,高压厂用电系统的单相接地电容电流较大,多采用中性点经低电阻接地的方式,相对于大得多的低电阻接地的阻性电流来说,阻容吸收器电容电流的影响就不那么大了。专业MSD用熔断器所以在高压厂用电系统的中性点采用低电阻接地的接地方式的大容量机组中,采用阻容吸收器作为限制过电压的措施在理论上已经成为了一种可行的措施,但针对不同系统,其具体参数需要进一步的运行测试检验。制过电压的保护措施及过电压保护装置的选针对中性点低电阻接地系统,用于F-C回路的阻容过电压吸收器可以采用不接地系统相同的电容值和电阻值,即可以取相间电容约为0.1~0.5F,相间电阻值约为100~500,相地电容约为0.2~1F,相地电阻值约为50~25002。由于石家庄MSD用熔断器单相接地故障时不存在相电压升高为线电压的问题,阻容过电压吸收器宜采用星形接线方式,而不再是传统上适用于中性点非接地系统的“三叉戟”型式。
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MSD用熔断器低电压保护。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。石家庄MSD用熔断器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。
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