在小的故障电流或过载情况下借助综合保护装置由真空接触器断开同路来提供保护,即F-C回路的保护由熔断器的一次保护和综保装置的二次保护配合共同完成。熔断器与真空接触器(通过综保装置的曲线)的保护配合基于熔断器的最小熔断时间一电流特性曲线和综保装置的时间一电流特性曲线。专业熔断器底座在耐受能力上,真空接触器的额定开断电流值应大于综合保护装置的最小特性与熔断器的全开断特性的交点电流值,同时,真空接触器应能耐受熔断器的最大限流电流峰值,在热稳定方面应能耐受开断能量,这样,才能保证真空接触器能够分担F-C 回路中的部分保护功能。为了提高保护的可靠性,熔断器的最小开断电流应不超过最小交接点电流,且希望熔断器的最小开断电流应是尽量小。乌鲁木齐熔断器底座最小开断电流以下的电流应由真空接触器断开,在电流低于熔断器最小开断电流时,熔断器无损伤的电弧耐受时间应长于联用的真空接触器脱扣时间。在为用电负荷提供保护时,对于电动机类负荷,电动机的堵转电流应在真空接触器的开断电流以内,熔断器不应开断。
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。专业熔断器底座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,乌鲁木齐熔断器底座两端电压必须很大。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。
当采用F-C 回路供电时,F-C回路的保护功能是由高压限流熔断器和真空接触器两种电器元件组合实现的,由熔断器切除较大的短路电流,由综合保护装置动作真空接触器切除较小的短路电流和过载电流,这就决定了F-C 回路馈线电缆热稳定截面选择方式的特殊性,既不同于用断路器保护的馈线电缆热稳定截面的选择方式,也不同于单纯用熔断器保护的馈线电缆的热稳定截面的选择方式。专业熔断器底座电缆热稳定条件,电缆的介质损耗一般随温度上升面增加,电缆的选择,除在正常工况下保证电缆的芯线温度在允许范围内,即根据额定电流选择电缆截面外,还应保证电缆在短路,过载、过电压条件下其温度不超过规定值。只要电缆在各种工况下的温度不超过上述温度值,电缆即具有有限的热稳定性。3~10kV电力电缆一般采用交联聚乙烯绝缘电缆,对于交联聚乙烯电缆,聚乙烯被交联,它的电气性能没有什么变化,但耐热性能机械强度都有了明显提高。乌鲁木齐熔断器底座交联聚乙烯绝缘电缆在短路时间小于5s的情况下,其允许的温度较高,达到250℃,若短路时间超过55,其允许的温度将下降很多、根据相关研究,电缆线芯温度达到130℃时,可以运行200~2s0h。
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。专业熔断器底座目前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,乌鲁木齐熔断器底座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。
根据高压限流熔断器的焦耳积分特性,F-C 回路故障时故障电流越小,熔断器最小弧前焦耳积分值反而越大,当故障电流小于熔断器与接触器保护交接点电流时,由于综合保护装置的曲线所对应的开断时间低于熔断器的熔断时间,所以对应此电流的整个F-C回路的热效应值小于熔断器的焦耳积分值,因此故障时流过回路的最大热效应值应在保护交接点电流附近及所对应的时间。专业熔断器底座实际工程中,F-C 回路的最大短路电流热效应即是熔断器与真空接触器的保护交接点处的焦耳积分值。由于选择熔断器时要躲过电动机的起动电流或变压器的励磁涌流的影响,对于变压器还应考虑低压侧电动机成组自起动的影响,因此,保护交接点所对应的时间一般在 2~30s之间。结合电缆的热稳定性能和保护交接点所对应的时间,可以确定选择电缆截面方法。根据电缆在过电流时的特性和耐受能力,当该交接点对应的动作时间小于5s时,电缆处于近似绝热状态,按该点对应的熔断器的最大动作热效应值,乌鲁木齐熔断器底座再根据绝热状态下的电缆最小热稳定截面确定电缆截面,此时电缆的耐受温度为短路时允许温度(以交联聚乙烯绝缘电缆为例,为250℃)。
当真空接触器额定短路开断电流为4kA时,综合保护装置的过流闭锁电流为3.3kA。但是,乌鲁木齐熔断器底座为防止测量TA饱和、导致保护装置大电流闭锁出口失效,回路配置TA的变比不能太小,以保证闭锁电流的整定值小于TA的饱和电流。当保护装置没有大电流闭锁功能时,若高压熔断器熔断电流小于高压接触器允许断开电流,则电流速断保护不必退出,若高压熔断器熔断电流大于高压接触器允许断开电流,则电流速断保护需退出。过负荷保护。电动机回路长时间过负荷运行会引起电动机定子过热,并引起电机绝缘老化,甚至电机烧毁或发生严重短路,过负荷保护是电动机回路的主保护之一,反映电动机过负荷程度。当电动机在过负荷运行时,由于回路电流较小,一般考虑由真空接触器动作进行保护。过负荷保护的动作时间要与电动机允许的过负荷时间配合,一般情况下取电动机的最长起动时间。专业熔断器底座综合保护装置提供的过负荷保护均为反时限保护,曲线随发热时间常数及冷、热态运行情况不同上下变化。在曲线选择时,除考虑电动机的实际发热常数和运行工况外,尚应考虑躲过电动机起动及所选曲线与熔断器特性曲线交点对应的电流值小于接触器的额定开断电流两种情况。
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