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。专业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,江苏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。专业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。专业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。
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;江苏高压熔断器对于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。
这一要求在火力发电厂的空压机负荷控制中经常体现。火力发电厂中的空压机负荷因其控制条件复杂,通常由空压机厂家配置成套控制柜,控制命令一般由控制柜发出,此时需明确对控制柜发出命令的要求,即跳闸命令和合闸命令需为独立的两个常开接点,而不能由一个带保持的命令替代。专业高压熔断器真空接触器的控制回路,控制电源。从真空接触器控制电源方面,控制电源分为直流电源控制和交流电源控制两类。直流电源控制的特点是接线简单、可靠,缺点是直流馈线故障时,影响回路操作。交流电源控制分为有隔离变压器和无隔离变压器两种情况,前者控制电源源于相关的一次回路,直接从开关柜内取得,独立性好,在有无直流电源的场合均可使用。与直流电源控制相比,无隔离变压器的交流控制电源不如有隔离变压器的可靠,江苏高压熔断器两种交流控制接线的共同缺点是接线复杂、可靠性要差。控制要求。火力发电厂中对于F-C回路的控制要求,回路的设计应符合DLT5153《火力发电厂厂用电设计技术规程》有关的要求。
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。专业高压熔断器目前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,江苏高压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。
基于这一原因,加之不同电压等级的高压限流熔断器采取的措施可能不一致,如果将高电压等级的熔断器应用在低电压等级的电气系统中,就可能在熔断器熔断时产生超过低电压等级电器绝缘耐受水平的过电压,因此F-C回路中的高压熔断器不宜降压使用。为弧前时间,Tb为燃弧时间,动作时间为Ta与Tb之和。预期电流的波形应当认为是U=0的情况下,在电源电动势e的作用下,电流的变化情况。专业高压熔断器在电源电动势的正半波中,预期电流将不断增加,直到电动势c=0时,预期电流才达到最大值。而出现电弧时,电弧电压U不等于零,并且电弧电压必须大于电动势即U>e,才能迫使电流i改变预期的上升趋势而迅速下降为零。U-(e-iR)]应当认为是作用于电感上,促使电流不断减小的反向电压。显然,在此反向电压作用下迫使电流下降到零的过程,也就是电感中所储磁能不断释放出来的过程。因此,江苏高压熔断器电弧电压越高,电流越小,越有利于切断故障电流。然而,电弧电压不能无限制地提高,必须受到允许过电压水平的限制,以免损坏绝缘。
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