3~10kV电网的中性点接地方式包括传统的不接地或经消弧线圈接地,以及电阻接地等多种接地方式。要确定电网的接地方式,必须综合考虑供电安全可靠性和连续性、配电网和线路结构、过电压保护和绝缘配合、继电保护构成和跳闸方式、设备安全和人身安等诸多因素。定制高压熔断器下面简要介绍几种常用的接地方式及其对过电压的影响。3~10kV电网的中性点接地方式可以简单的归纳为单相故障时不(延时)跳闸和(立即)跳闸两种类型。单相接地不跳闸的中性点接地方式包括不接地、经消弧线圈接地和高电阻接地。过去国内3~10kV电网大多采用这些接地方式,但随着我国城乡电网电缆线路逐渐代替架空线和火力发电厂机组容量增大引起的电缆长度大幅增加,我国的3~10kV电网的中性点采用不接地或消弧线圈接地方式的做法已经不能满足电力工业建设发展和城市电网扩充改造的需要。实践证明,单相接地故障不立即跳闸的接地方式,天津高压熔断器有利于提高供电连续性特别适合于故障几率高、绝缘可自行恢复的以架空线路为主的配电网,如农村和中小城市供电网。
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;天津高压熔断器对于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。定制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。
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。定制高压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。由于天津高压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。
限制过电压的保护措施及过电压保护装置的选择,限制过电压的保护措施。如前所述,F-C回路的过电压包括真空接触器在开断感性电流时产生的过电压、真空接触器触头分开瞬间可能产生的高频电弧重燃过电压、高压限流熔断器产生的会危害高压电动机绝缘的熔断电弧电压。定制高压熔断器对这些过电压应采取措施限制其幅值和陡度,以免造成设备损坏在设备选择上,熔断器在灭弧过程中伴随着电弧电压而出现操作过电压,此过电压的幅值与开断电流和熔体结构有关,而与工作电压关系不是很大,制造厂家规定此电压不超过两倍相对地电压,低于电动机和变压器的绝缘强度,可以不加限制措施,但需在订货时向厂家明确此要求。如制造厂无法满足该要求时,应根据实际操作过电压情况在过电压保护和绝缘设计时按相关国家标准采取限制过电压的措施,保护设备绝缘。另外,熔断器不宜降压使用。F-C回路过电压保护装置通常布置在F-C回路柜内,天津高压熔断器如果过电压保装置不能满足保护设备绝缘的需要,则需要调整过电压保护装置的布置位置,将过电压保护装置置于电动机端以提高保护效果。
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。定制高压熔断器目前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,天津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。
3kV、10kV 电压等级的高压熔断器在电流特性上与 6kV 等级的差别不大,当高压厂用电系统额定电压为3kV或10kV时,天津高压熔断器采用F-C回路供电的电动机和变压器的最大容量可暂按其额定电流与6kV系统初步确定的1250kW 电动机和 1600kVA 低压厂用变压器的额定电流相等原则来初步确定,再根据工程中采用的具体设备规范进行核算和调整。电流相等原则是指可采用 F-C 回路供电的 3、10kV 最大负荷的额定电流与可采用F-C 回路供电的6kV最大负荷的额定电流相等,例如6kV系统可采用F-C回路供电的最大电动机容量为1250kW,其额定电流为150.4A,则3kV系统可采用F-C 回路供电且额定电流为150.4A 的电动机容量为 625kW,10kV 系统为2083kW。定制高压熔断器由于F-C回路无法实现差动保护功能,当工程中对 2000kW 或 2000kVA 及以上设备装设差动保护时,10kV 系统的供电负荷容量上限均小于2000kW或2000kVA。另外,目前大部分制造厂生产的10kV等级高压熔断器电流较小.其能供电的负荷无法达到表4-2中给出的容量,实际设计中建议予以考虑。高压熔断器与真空接触器的保护配合,F -C回路中的培断器作为保护电器,可在大的故障电流下通过断开回路提供保护。
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