真空接触器灭弧能力很强,开断高压感应电动机空载或额定电流时,工频电流在自然过零前往往提前熄灭,电流突然中断,形成截流现象,产生截流过电压;高频电弧重燃过电压发生的几率较高,过电压幅值也很高,产生电弧重燃过电压。专业螺旋式熔断器除对绝缘造成损害外,回路中发生强大的操作过电压会烧毁接触器的触头,破坏设备绝缘的薄弱环节以至于引起大面积的短路由此可见,F-C回路在使用过程中可能产生操作过电压,给相应供电系统的绝缘带来损坏,因此有必要考虑设置相应的过电压保护装置。过电压保护装置的作用是防止雷电过电压的冲击,限制操作过电压的幅值,降低过电压的陡波陡度。目前FC回路过电压保护装置按设计思想不同可分为两类,一类是以氧化锌阀片构成的过电压限制器,成都螺旋式熔断器另一类是电容器与电阻元件串联而成的阻容吸收器高压限流熔断器的灭弧特性及操作过电压分析,髙压熔断器切断故障电流的过程,是熔体元件温升,然后熔化、蒸发、形成间隙,直至间隙之间电压急剧上升,击穿出现电弧,电弧燃烧熄灭的过程。
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。专业螺旋式熔断器目前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,成都螺旋式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。
电动机的启动电流或突然投入电流的时间一电流特性应在综合保护装置的最小动作特性以下,以免真空接触器误动作。对于变压器类负荷,当变压器低压侧或变压器内部发生故障由真空接触器动作时,熔断器宜能对变压器低压侧的短路故障进行保护,熔断器的最小开断电流宜低于预期短路电流。专业螺旋式熔断器对于厂用电系统中装有接地跳闸保护时,应注意中性点接地方式及中性点接地设备的选择,以避免出现在电流大于真空接触器额定开断电流时真空接触器跳合闸,具体的选择方式可参照 DL/T 5153《火力发电厂厂用电设计技术规程》。成都螺旋式熔断器在与上下级电源进行保护配合时,为了保证F-C回路保护具有选择性,电源树断路器综合保护装置的动作特性要在熔断器时间一电流特性曲线的右侧,负荷侧设备的保护装置的动作特性要在熔断器时间一电流特性曲线左侧。对于熔断器与电源侧保护的配合,发电厂内是F-C回路保护与高压厂用母线进线回路保护的配合,该进线回路的保护特性为综合保护装置提供的由多条保护曲线构成的曲线族,一般不用特殊考虑,可在调试阶段由调试单位确定。
负序电流保护。成都螺旋式熔断器负序电流保护可以对电动机反相运行、断相运行匝间短路、电压不对称等异常情况进行保护,负序电流保护通常分为两段。负序一段保护电流值按躲过区外不对称短路时电动机负序反馈电流和电动机启动时由于互感器的误差以及暂态特性出现的负序电流。当综合保护装置提供负序反相闭锁功能时,动作时限可取(0.5-1)s,否则延时需要适当加长为5~6s,以躲过电动机外部两相短路故障产生的负序电流引起的误动作。专业螺旋式熔断器负序二段保护电流值按躲过正常运行时可能的最大负序电动作时限一般取大于电动机启动时间。单相接地保护。目前,综合保护装置多提供有单相接地保护,有些装置接地电流值可以整定得很低,完全可以满足保护的灵敏度要求。中性点不接地时,接地保护的电流动作值应躲过外部单相接地时电动机的电容电流。起动时间过长保护。电动机起动时间过长会造成电动机过热,因此起动时间过长保护作用于跳闸。低电压保护。当供电电压降低或者供电短时中断后,为防止电动机自启动时使供电电压进一步降低,以致造成重要电动机自起动困难。
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,成都螺旋式熔断器为防止测量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。专业螺旋式熔断器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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