火力發(fā)電廠中對不要求自起動的Ⅱ、Ⅲ類電動機(jī)和不能自起動的電動機(jī)一般設(shè)置0.5時限的低電壓保護(hù);石家莊熱熔斷器對于1類電動機(jī),當(dāng)裝有自動投入的備用機(jī)械時,或未保證人身和設(shè)備安全,在電源電壓長時間消失后須自動切除時,均應(yīng)裝設(shè)9-10s的低電壓保護(hù)。F-C回路中低電壓保護(hù)構(gòu)成方法如下:一是對真空接觸器由直流或直接由交流220V控制情況,由接于F-C柜上的綜合保護(hù)裝置通過檢測來自于母線TV的電壓信號實(shí)現(xiàn),接點(diǎn)作用于接觸器跳閘;二是對接觸器通過降壓變壓器(由一次回路直接降壓)交流控制情況,電保持型的真空接觸器本身具有低電壓保護(hù)功能,機(jī)械保持型的真空接觸器仍由接于F-C柜上的綜合保護(hù)裝置通過檢測來自于母線TV的電壓信號實(shí)現(xiàn)。定制熱熔斷器由綜合保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)的低電壓保護(hù)設(shè)為兩段。低壓電保護(hù)一段動作電壓為動作時限為9s。式中Un為系統(tǒng)的額定電壓。斷相(不平衡)運(yùn)行保護(hù)。FC回路故障時,由于熔斷器可能出現(xiàn)單相熔斷,為防止三相電壓不平衡的危害,F(xiàn)C回路需裝設(shè)此保護(hù)。目前F-C開關(guān)柜所采用的熔斷器均要求配撞擊器,撞擊器可實(shí)現(xiàn)上述保護(hù)撞擊器的作用是熔斷器熔斷時立即動作聯(lián)跳接觸器,避免設(shè)備非全相運(yùn)行。
近年來國內(nèi)外研制了一系列的微機(jī)型綜合保護(hù)裝置,這些裝置的特點(diǎn)恰好適應(yīng)了F-C回路對保護(hù)的要求,下面針對電動機(jī)和低壓變壓器的保護(hù)分別加以分析和說明。定制熱熔斷器為電動機(jī)供電的F-C回路保護(hù)配置,F(xiàn)-C回路供電的電動機(jī),其容量一般在200kW以下,通常裝設(shè)有下列保護(hù):電流速斷保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、負(fù)序過流保護(hù)、單相接地保護(hù)、起動時間過長保護(hù)和低電壓保護(hù)。此外,由于FC回路有單相斷線可能(熔斷器一相熔斷),還應(yīng)有斷相(不平衡)保護(hù)。(1)電流速斷保護(hù)。作為電動機(jī)定子繞組和回路供電電纜相間短路故障的保護(hù)。綜合保護(hù)裝置保護(hù)定值可設(shè)定速斷高值與速斷低值,高值為電動機(jī)起動過程中的速斷定值,低值為電動機(jī)起動完成后,正常運(yùn)行中的速斷定值。電動機(jī)起動時間可在定值中設(shè)置,從而提高速斷保護(hù)的靈敏度。(2)過負(fù)荷保護(hù)。主要用于防止電動機(jī)運(yùn)行中因過負(fù)荷、不對稱過負(fù)荷、斷線等引起的過熱,可作為保護(hù)的后備。(3)負(fù)序過流保護(hù)。作為電機(jī)電流不平衡的一種保護(hù),電動機(jī)起動結(jié)束保護(hù)自動投入。
根據(jù)高壓限流熔斷器的焦耳積分特性,F(xiàn)-C 回路故障時故障電流越小,熔斷器最小弧前焦耳積分值反而越大,當(dāng)故障電流小于熔斷器與接觸器保護(hù)交接點(diǎn)電流時,由于綜合保護(hù)裝置的曲線所對應(yīng)的開斷時間低于熔斷器的熔斷時間,所以對應(yīng)此電流的整個F-C回路的熱效應(yīng)值小于熔斷器的焦耳積分值,因此故障時流過回路的最大熱效應(yīng)值應(yīng)在保護(hù)交接點(diǎn)電流附近及所對應(yīng)的時間。定制熱熔斷器實(shí)際工程中,F(xiàn)-C 回路的最大短路電流熱效應(yīng)即是熔斷器與真空接觸器的保護(hù)交接點(diǎn)處的焦耳積分值。由于選擇熔斷器時要躲過電動機(jī)的起動電流或變壓器的勵磁涌流的影響,對于變壓器還應(yīng)考慮低壓側(cè)電動機(jī)成組自起動的影響,因此,保護(hù)交接點(diǎn)所對應(yīng)的時間一般在 2~30s之間。結(jié)合電纜的熱穩(wěn)定性能和保護(hù)交接點(diǎn)所對應(yīng)的時間,可以確定選擇電纜截面方法。根據(jù)電纜在過電流時的特性和耐受能力,當(dāng)該交接點(diǎn)對應(yīng)的動作時間小于5s時,電纜處于近似絕熱狀態(tài),按該點(diǎn)對應(yīng)的熔斷器的最大動作熱效應(yīng)值,石家莊熱熔斷器再根據(jù)絕熱狀態(tài)下的電纜最小熱穩(wěn)定截面確定電纜截面,此時電纜的耐受溫度為短路時允許溫度(以交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜為例,為250℃)。
過電流保護(hù),可滿足變壓器低壓側(cè)三相短路時的熱穩(wěn)定要求;曲線F相當(dāng)于速斷保護(hù),用于在大的故障電流情況下,迅速切除變壓器。負(fù)序電流保護(hù)。定制熱熔斷器一般負(fù)序電流一段保護(hù)作為兩相短路的后備保護(hù)。負(fù)序電流一段保護(hù)電流整定值可按低壓母線兩相短路時靈敏系數(shù)不低于1.5的條件整定。廠變低壓母線兩相短路電流,折算到高壓側(cè),A。負(fù)序電流一段保護(hù)動作時間t按與低廠變低壓母線進(jìn)線短延時保護(hù)動F-C回路的控制絲熔斷前動作。瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)是針對油浸變壓器內(nèi)部故障的一種有效保護(hù),隨著故障的嚴(yán)重程度不同分別作用于發(fā)信號和跳閘。對F-C回路供電的油浸變壓器,重瓦斯接點(diǎn)動作于跳真空接觸器跳閘。受接觸器額定開斷電流的限制,當(dāng)變壓器內(nèi)部故障而使故障電流大于綜合保護(hù)裝置的過流閉鎖電流時,石家莊熱熔斷器綜合保護(hù)裝置將閉鎖保護(hù)出口使接觸器不動作,由高壓熔斷器來切除故障。溫度保護(hù)。對于干式變壓器,可設(shè)置溫度保護(hù),高溫告警,超溫動作于真空接觸器跳閘,具體溫度定值一般按變壓器制造廠家要求設(shè)定。
阻容過電壓吸收器的選擇,阻容過電壓吸收器由電阻與電容器等元件串聯(lián)組成,是通過改變開斷回路的阻抗參數(shù)來吸收過電壓的能量,從理論上來說,石家莊熱熔斷器這是最理想的過電壓保護(hù)措施。阻容吸收器可聯(lián)接在FC回路斷口之外的負(fù)載側(cè),阻容過電,研究人員曾進(jìn)行過阻容過電壓吸收器的配合試驗(yàn),吸收器的參數(shù)為R=2502,Cb=0.33xF。開斷空載電動機(jī)共進(jìn)行24相次,截流值由不加吸收器前的21A降到10.5A,過電壓倍數(shù)不超過2.33倍相電壓,開斷起動狀態(tài)電動機(jī)也進(jìn)行了24相次,測試表明,吸收器投入后高頻振蕩持續(xù)時間縮短,最大過電壓為4倍相電壓,但出現(xiàn)的幾率由不加吸收器前的76.6%降到3.23%??梢娮枞葸^電壓吸收器對開斷感應(yīng)電動機(jī)的過電壓具有較好的限制保護(hù)作用。定制熱熔斷器針對中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),實(shí)踐表明,用于F-C回路的阻容過電壓吸收器可以采用與“三叉戟”式避雷器相同的接線方式,可以取相地相間電容約為0.1~0.51F,相地相間電阻值約為100~5002。但是阻容吸收器的投入,也使6kV廠用電系統(tǒng)相對地電容值增加。以往由于國內(nèi)發(fā)電機(jī)組的高壓廠用電系統(tǒng)在接地電容電流滿足要求的條件。
電弧的基本特性。定制熱熔斷器高壓熔斷器因供電回路故障發(fā)生熔斷時,熔斷器的電弧范圍內(nèi)一般由陰極壓降區(qū)、陽極壓降區(qū)和弧柱區(qū)等三部分組成。陰極壓降區(qū)長度大約只有10mm,在這個區(qū)域的一端,電流是在金屬蒸汽中流過;另一端,電流是在固體或液體金屬的陰極上流過。陰極壓降區(qū)的電壓降大約為10V。陽極壓降區(qū)長度大約也只有10-3mm,在這個區(qū)域的一端,電流是在金屬蒸汽中流過;另一端,電流是在固體或液體金屬的陽極上流過??缭陉枠O壓降區(qū)的電壓,可以是由零至熔體材料的原子電離電位之間的任何值,般認(rèn)為取熔體材料的電離電位較合理?;≈鶇^(qū)占據(jù)陰極壓降區(qū)和陽極壓降區(qū)之間的全部空間。石家莊熱熔斷器弧柱區(qū)溫度很高,一般在絕對溫度5000K以上?;≈鶇^(qū)可以認(rèn)為是具有一定導(dǎo)電率的導(dǎo)體,其內(nèi)部電場強(qiáng)度較低,這一段的電壓與電弧燃燒的熾熱程度、弧柱截面的大小、弧柱的長度等各種因素有關(guān)。其特點(diǎn)是電流大時,壓降較??;電流小時,壓降反而較大。維持電弧高溫燃燒是由回路電感提倛主要能源,因?yàn)榍袛喽搪冯娏鲿r,回路電感之中是儲存有磁場能量的,該能量系維持電弧持續(xù)燃燒的主要能源。
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