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。专业热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。
过电流保护,可满足变压器低压侧三相短路时的热稳定要求;曲线F相当于速断保护,用于在大的故障电流情况下,迅速切除变压器。负序电流保护。专业热熔断器一般负序电流一段保护作为两相短路的后备保护。负序电流一段保护电流整定值可按低压母线两相短路时灵敏系数不低于1.5的条件整定。厂变低压母线两相短路电流,折算到高压侧,A。负序电流一段保护动作时间t按与低厂变低压母线进线短延时保护动F-C回路的控制丝熔断前动作。瓦斯保护。瓦斯保护是针对油浸变压器内部故障的一种有效保护,随着故障的严重程度不同分别作用于发信号和跳闸。对F-C回路供电的油浸变压器,重瓦斯接点动作于跳真空接触器跳闸。受接触器额定开断电流的限制,当变压器内部故障而使故障电流大于综合保护装置的过流闭锁电流时,宁夏热熔断器综合保护装置将闭锁保护出口使接触器不动作,由高压熔断器来切除故障。温度保护。对于干式变压器,可设置温度保护,高温告警,超温动作于真空接触器跳闸,具体温度定值一般按变压器制造厂家要求设定。
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。专业热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、宁夏热熔断器过电压水平、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。
电源侧在电弧燃烧过程中也提供一部分能源。实际经验表明,预期电流最大的情况下,往往并不对应燃弧消耗能量的最大值,然而,最大弧能的条件一般出现在预期电流达到(3~4)I。为开始限流的预期电流值)时。专业热熔断器灭弧的基本原理。熔断器电弧的燃烧与熄灭,取决于弧道区域的游离与去游离的过程,当去游离过程大于游离过程时,电弧将熄灭。高压熔断器熔断且产生电弧时,在弧柱区的高温作用下,介质的分子和原子产生强烈运动,它们之间不断发生碰撞,游离出电子和正离子,即热游离。在电弧稳定燃烧的情况下,弧柱的温度很高,电弧电压和弧柱的电场强度则较低,这种情况下,弧柱的游离作用主要是靠热游离来维持。在发生游离过程的同时,还进行着带电质点减少的去游离过程。宁夏热熔断器在稳定燃烧的电弧中,这两个过程处于动平衡状态。去游离的主要方式是复合和扩散。复合是异性带电质点的电荷彼此中和。显然,运动速度较低的带电质点更易于相互接近而复合。因此,设法降低电弧温度,是熄灭电弧的有效措施。
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。专业热熔断器低电压保护。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。宁夏热熔断器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。
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)专业热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,宁夏热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。
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