當(dāng)采用F-C 回路供電時(shí),F(xiàn)-C回路的保護(hù)功能是由高壓限流熔斷器和真空接觸器兩種電器元件組合實(shí)現(xiàn)的,由熔斷器切除較大的短路電流,由綜合保護(hù)裝置動(dòng)作真空接觸器切除較小的短路電流和過(guò)載電流,這就決定了F-C 回路饋線(xiàn)電纜熱穩(wěn)定截面選擇方式的特殊性,既不同于用斷路器保護(hù)的饋線(xiàn)電纜熱穩(wěn)定截面的選擇方式,也不同于單純用熔斷器保護(hù)的饋線(xiàn)電纜的熱穩(wěn)定截面的選擇方式。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器電纜熱穩(wěn)定條件,電纜的介質(zhì)損耗一般隨溫度上升面增加,電纜的選擇,除在正常工況下保證電纜的芯線(xiàn)溫度在允許范圍內(nèi),即根據(jù)額定電流選擇電纜截面外,還應(yīng)保證電纜在短路,過(guò)載、過(guò)電壓條件下其溫度不超過(guò)規(guī)定值。只要電纜在各種工況下的溫度不超過(guò)上述溫度值,電纜即具有有限的熱穩(wěn)定性。3~10kV電力電纜一般采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜,對(duì)于交聯(lián)聚乙烯電纜,聚乙烯被交聯(lián),它的電氣性能沒(méi)有什么變化,但耐熱性能機(jī)械強(qiáng)度都有了明顯提高。西安新能源汽車(chē)熔斷器交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在短路時(shí)間小于5s的情況下,其允許的溫度較高,達(dá)到250℃,若短路時(shí)間超過(guò)55,其允許的溫度將下降很多、根據(jù)相關(guān)研究,電纜線(xiàn)芯溫度達(dá)到130℃時(shí),可以運(yùn)行200~2s0h。
當(dāng)真空接觸器額定短路開(kāi)斷電流為4kA時(shí),綜合保護(hù)裝置的過(guò)流閉鎖電流為3.3kA。但是,西安新能源汽車(chē)熔斷器為防止測(cè)量TA飽和、導(dǎo)致保護(hù)裝置大電流閉鎖出口失效,回路配置TA的變比不能太小,以保證閉鎖電流的整定值小于TA的飽和電流。當(dāng)保護(hù)裝置沒(méi)有大電流閉鎖功能時(shí),若高壓熔斷器熔斷電流小于高壓接觸器允許斷開(kāi)電流,則電流速斷保護(hù)不必退出,若高壓熔斷器熔斷電流大于高壓接觸器允許斷開(kāi)電流,則電流速斷保護(hù)需退出。過(guò)負(fù)荷保護(hù)。電動(dòng)機(jī)回路長(zhǎng)時(shí)間過(guò)負(fù)荷運(yùn)行會(huì)引起電動(dòng)機(jī)定子過(guò)熱,并引起電機(jī)絕緣老化,甚至電機(jī)燒毀或發(fā)生嚴(yán)重短路,過(guò)負(fù)荷保護(hù)是電動(dòng)機(jī)回路的主保護(hù)之一,反映電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷程度。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí),由于回路電流較小,一般考慮由真空接觸器動(dòng)作進(jìn)行保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間要與電動(dòng)機(jī)允許的過(guò)負(fù)荷時(shí)間配合,一般情況下取電動(dòng)機(jī)的最長(zhǎng)起動(dòng)時(shí)間。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器綜合保護(hù)裝置提供的過(guò)負(fù)荷保護(hù)均為反時(shí)限保護(hù),曲線(xiàn)隨發(fā)熱時(shí)間常數(shù)及冷、熱態(tài)運(yùn)行情況不同上下變化。在曲線(xiàn)選擇時(shí),除考慮電動(dòng)機(jī)的實(shí)際發(fā)熱常數(shù)和運(yùn)行工況外,尚應(yīng)考慮躲過(guò)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)及所選曲線(xiàn)與熔斷器特性曲線(xiàn)交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流值小于接觸器的額定開(kāi)斷電流兩種情況。
電源側(cè)在電弧燃燒過(guò)程中也提供一部分能源。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明,預(yù)期電流最大的情況下,往往并不對(duì)應(yīng)燃弧消耗能量的最大值,然而,最大弧能的條件一般出現(xiàn)在預(yù)期電流達(dá)到(3~4)I。為開(kāi)始限流的預(yù)期電流值)時(shí)。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器滅弧的基本原理。熔斷器電弧的燃燒與熄滅,取決于弧道區(qū)域的游離與去游離的過(guò)程,當(dāng)去游離過(guò)程大于游離過(guò)程時(shí),電弧將熄滅。高壓熔斷器熔斷且產(chǎn)生電弧時(shí),在弧柱區(qū)的高溫作用下,介質(zhì)的分子和原子產(chǎn)生強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng),它們之間不斷發(fā)生碰撞,游離出電子和正離子,即熱游離。在電弧穩(wěn)定燃燒的情況下,弧柱的溫度很高,電弧電壓和弧柱的電場(chǎng)強(qiáng)度則較低,這種情況下,弧柱的游離作用主要是靠熱游離來(lái)維持。在發(fā)生游離過(guò)程的同時(shí),還進(jìn)行著帶電質(zhì)點(diǎn)減少的去游離過(guò)程。西安新能源汽車(chē)熔斷器在穩(wěn)定燃燒的電弧中,這兩個(gè)過(guò)程處于動(dòng)平衡狀態(tài)。去游離的主要方式是復(fù)合和擴(kuò)散。復(fù)合是異性帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷彼此中和。顯然,運(yùn)動(dòng)速度較低的帶電質(zhì)點(diǎn)更易于相互接近而復(fù)合。因此,設(shè)法降低電弧溫度,是熄滅電弧的有效措施。
擴(kuò)散是弧柱內(nèi)自由電子、正離子逸出弧柱以外,到周?chē)浣橘|(zhì)中去的過(guò)程。擴(kuò)散是由于帶電質(zhì)點(diǎn)的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),以及空間電荷的分布不均勻,使電弧中的高溫離子由密集的空間向密度小,溫度低的方向擴(kuò)散。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器電弧和周?chē)橘|(zhì)的溫度差以及離子濃度差越大擴(kuò)散作用也越強(qiáng)。擴(kuò)散出來(lái)的離子,因冷卻而相互結(jié)合,成為中性質(zhì)點(diǎn)顯然,如果游離過(guò)程大于去游離過(guò)程,電弧將繼續(xù)燃燒,并越燒越旺,如果去游離過(guò)程大于游離過(guò)程,電弧便越來(lái)越小,最后電弧將熄滅。由此分析,熄滅電弧的基本方法是設(shè)法冷卻電弧,設(shè)法加強(qiáng)復(fù)合和擴(kuò)散形成的去游離過(guò)程。高壓限流熔斷器熄滅電弧的基本原理,就是當(dāng)熔體元件熔化而出現(xiàn)電弧后,迫使電弧深入到周?chē)盍鲜⑸皹?gòu)成的縫隙中去,根據(jù)狹縫滅弧原理,電弧與石英砂緊密接觸,使電弧急劇冷卻,從而迫使電流急劇下降到零。當(dāng)預(yù)期電流非常大,熔體元件熔化、蒸發(fā)、出現(xiàn)間隙及電弧時(shí),這一過(guò)程在非常短的時(shí)間之內(nèi)就已經(jīng)完成,熔體元件在來(lái)不及向周?chē)盍鲜⑸皞鳠岬那闆r下,就已經(jīng)熔斷并形成電弧。
單相接地短路保護(hù)。變壓器回路的單相接地短路保護(hù)系針對(duì)變壓器低壓側(cè)單相接地短路的保護(hù),該保護(hù)應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)之一:裝在變壓器低壓側(cè)中性線(xiàn)上的零序過(guò)電流保護(hù);利用高壓側(cè)的過(guò)電流保護(hù)兼做低壓側(cè)單相接地短路保護(hù)。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器瓦斯保護(hù)。用來(lái)反映油浸式變壓器的內(nèi)部故障和漏油造成的油面降低,同時(shí)也能反映繞組的開(kāi)焊故障。即使是匝數(shù)很少的短路故障,瓦斯保護(hù)同樣能可靠保護(hù)。溫度保護(hù)。對(duì)于干式變壓器,可設(shè)置溫度保護(hù),高溫告警,超溫跳閘。為變壓器供電的F-C回路保護(hù)整定計(jì)算,以1600kVA低壓廠用變壓器為例,變壓器額定電壓比為6/0.4kV,阻抗電壓U4=6%,額定電流為154A,變壓器低壓側(cè)電動(dòng)機(jī)成組自起動(dòng)電流為469A,考慮勵(lì)磁涌流影響后,根據(jù)本文所述變壓器回路熔斷器的選擇方法。速斷保護(hù)。當(dāng)回路發(fā)生短路故障時(shí),由于短路電流較大,電流速斷保護(hù)動(dòng)作。電流速斷保護(hù)由熔斷器提供,西安新能源汽車(chē)熔斷器其動(dòng)作特性即為回路所選擇的高壓限流熔斷器的時(shí)間一電流特性曲線(xiàn)。與電動(dòng)機(jī)保護(hù)類(lèi)似,變壓器的電流速斷保護(hù)也可以利用綜合保護(hù)裝置的大電流閉鎖功能。
為防止撞擊器在動(dòng)作時(shí)不可靠,產(chǎn)生斷相運(yùn)行對(duì)設(shè)備造成危害,通常綜合保護(hù)裝置中還另外裝設(shè)斷相保護(hù),與其出口動(dòng)作接觸器,形成雙重保護(hù)。綜合保護(hù)裝置中斷相保護(hù)一般通過(guò)反映負(fù)序電流的變化而動(dòng)作。專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)熔斷器為變壓器供電的F-C回路保護(hù)配置,F(xiàn)-C回路供電的變壓器,其容量一般在200kVA以下,應(yīng)裝設(shè)有電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)、接地保護(hù)、斷相保護(hù)、瓦斯保護(hù)(僅對(duì)油浸變壓器適用)、溫度保護(hù)(僅對(duì)干式變壓器適用)。(1)電流速斷保護(hù)。用作變壓器繞組的相間短路故障、中性點(diǎn)接地側(cè)繞組的接地故障以及引出線(xiàn)的相間故障、中性點(diǎn)接地側(cè)引出線(xiàn)的接地故障。(2)過(guò)流保護(hù)。用作變壓器及相鄰元件的相間短路故障保護(hù)。(3)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。用作變壓器的對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。(4)負(fù)序電流保護(hù)。用作變壓器負(fù)載不平衡、變壓器內(nèi)部短路故障和外部的不對(duì)稱(chēng)短路故障。(5)接地保護(hù)。西安新能源汽車(chē)熔斷器變壓器中性點(diǎn)直接接地時(shí),用零序電流保護(hù)構(gòu)成變壓器的接地保護(hù),用作變壓器外部接地故障和中性點(diǎn)直接接地繞組、引出線(xiàn)接地故障的后備保護(hù)。變壓器中性點(diǎn)不接地時(shí),可用零序電壓保護(hù)構(gòu)成變壓器的接地保護(hù)。
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