采用氧化鋅過電壓限制器作為F-C回路的過電壓保護(hù)設(shè)備時可以考慮設(shè)置間隙。帶串聯(lián)間隙氧化鋅過電壓限制器解決了持續(xù)運行電壓和荷電率過高而導(dǎo)致的閥片老化甚至爆炸的難題。帶串聯(lián)間隙氧化鋅過電壓限制器增加了氧化鋅閥片的持續(xù)運行電壓的裕度,保證了限制器的工作壽命,殘壓較低,保護(hù)性能較好。專業(yè)高壓熔斷器F-C回路的過電壓與系統(tǒng)中性點接地方式密切相關(guān),設(shè)計中應(yīng)區(qū)別對待不同的中性點接地方式選擇過電壓保護(hù)設(shè)備配置方式。對中性點經(jīng)低電阻接地的配電系統(tǒng),過電壓保護(hù)器的相地及相間保護(hù)電壓分別按配電系統(tǒng)的相電壓和線電壓選擇,宜選用星形接線形式的三相過電壓保護(hù)器。對中性點不接地、經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)高電阻接地的配電系統(tǒng),過電壓保護(hù)器的相地及相間保護(hù)電壓均按配電系統(tǒng)的線電壓選擇,當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的是“三叉戟”接線形式的三相過電壓保護(hù)器。所謂“三叉戟”接線形式,西寧高壓熔斷器是指過電壓保護(hù)裝置由4個參數(shù)相同的保護(hù)器構(gòu)成,其中3個保護(hù)器分別與三相連接并形成星形接線,第4個保護(hù)器設(shè)置在星形接線的三相連接點與接地點之間,以保證各相之間以及相與地之間保護(hù)器配置的均衡。
當(dāng)真空接觸器額定短路開斷電流為4kA時,綜合保護(hù)裝置的過流閉鎖電流為3.3kA。但是,西寧高壓熔斷器為防止測量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)裝置沒有大電流閉鎖功能時,若高壓熔斷器熔斷電流小于高壓接觸器允許斷開電流,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電流,則電流速斷保護(hù)需退出。過負(fù)荷保護(hù)。電動機回路長時間過負(fù)荷運行會引起電動機定子過熱,并引起電機絕緣老化,甚至電機燒毀或發(fā)生嚴(yán)重短路,過負(fù)荷保護(hù)是電動機回路的主保護(hù)之一,反映電動機過負(fù)荷程度。當(dāng)電動機在過負(fù)荷運行時,由于回路電流較小,一般考慮由真空接觸器動作進(jìn)行保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)的動作時間要與電動機允許的過負(fù)荷時間配合,一般情況下取電動機的最長起動時間。專業(yè)高壓熔斷器綜合保護(hù)裝置提供的過負(fù)荷保護(hù)均為反時限保護(hù),曲線隨發(fā)熱時間常數(shù)及冷、熱態(tài)運行情況不同上下變化。在曲線選擇時,除考慮電動機的實際發(fā)熱常數(shù)和運行工況外,尚應(yīng)考慮躲過電動機起動及所選曲線與熔斷器特性曲線交點對應(yīng)的電流值小于接觸器的額定開斷電流兩種情況。
F-C回路的控制,真空接觸器的操作機構(gòu)。F-C回路以真空接觸器作為操作設(shè)備,真空接觸器普遍采用彈簧操作機構(gòu),該機構(gòu)按保持方式又可分為機械保持和電保持兩種形式。除彈簧操作機構(gòu)外,真空接觸器也可以采用水磁型操作機構(gòu),并利用永磁鐵保持。機械保持型接觸器的控制。機械保持是指當(dāng)向接觸器發(fā)出合閘指令、合閘電磁鐵的銜鐵完全吸合后,通過機械鎖扣裝置的作用將接觸器保持在合閘狀態(tài)。專業(yè)高壓熔斷器由于機械鎖扣裝置的作用,即使斷開電磁鐵的勵磁電源,接觸器仍能保持在合閘狀態(tài)。跳閘時,通過另外設(shè)置的分閘線圈勵磁,使機械保持解除,接觸器釋放。真空接觸器的操作電磁鐵,在設(shè)計上為取得好的力學(xué)特性,多采用直流勵磁。接觸器的操作電源有交流和直流之分,當(dāng)操作電源為交流時,為滿足直流電磁鐵的要求,需有整流裝置實現(xiàn)交流直流的轉(zhuǎn)換。電保持型接觸器的控制。電保持就是接觸器的合閘是由合閘電磁鐵產(chǎn)生的電磁力實現(xiàn)和保持,該保持電流小于合閘電流。跳閘時,使合閘電磁鐵去磁,在分閘彈簧的作用下,西寧高壓熔斷器接觸器主觸頭迅速分開。
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)中性線上的零序過電流保護(hù);利用高壓側(cè)的過電流保護(hù)兼做低壓側(cè)單相接地短路保護(hù)。專業(yè)高壓熔斷器瓦斯保護(hù)。用來反映油浸式變壓器的內(nèi)部故障和漏油造成的油面降低,同時也能反映繞組的開焊故障。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)電動機成組自起動電流為469A,考慮勵磁涌流影響后,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,由于短路電流較大,電流速斷保護(hù)動作。電流速斷保護(hù)由熔斷器提供,西寧高壓熔斷器其動作特性即為回路所選擇的高壓限流熔斷器的時間一電流特性曲線。與電動機保護(hù)類似,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。
除熔斷器的保護(hù)曲線外,綜合保護(hù)裝置內(nèi)部可以對速斷保護(hù)設(shè)置速斷電流高值、低值和大電流閉鎖功能,以實現(xiàn)對一定區(qū)間范圍內(nèi)短路電流的動作在電動機起動過程中,電動機按照速斷保護(hù)高值動作,以躲過電動機的起動電流,此時速斷保護(hù)低值被閉鎖以防止誤動作;專業(yè)高壓熔斷器在電動機起動完成后按照速斷保護(hù)低值動作,以提高保護(hù)靈敏度。當(dāng)電流速斷保護(hù)定值在真空接觸器的開斷能力范圍內(nèi)時,如能充分發(fā)揮接觸器的開斷能力(潛力),利用真空接觸器對需要電流速斷保護(hù)開斷的部分故障電流進(jìn)行開斷,不僅可以減少高壓熔斷器的消耗,也可提高工藝系統(tǒng)運行的連續(xù)性,使F-C回路可以更經(jīng)濟的運行。為此,目前綜合保護(hù)裝置設(shè)置有大電流閉鎖功能,利用綜保裝置對回路電流精確的測量能力,當(dāng)回路故障電流大于綜保裝置過流閉鎖電流值時,閉鎖跳閘出口,由高壓熔斷器提供保護(hù)。西寧高壓熔斷器利用綜保裝置的大電流閉鎖功能,真空接觸器可以承擔(dān)一部分F-C回路的電流速斷保護(hù)功能,速斷保護(hù)動作時間一般設(shè)置為0s,即當(dāng)回路故障電流大于速斷保護(hù)整定電流且小于過流閉鎖電流值時,可以由真空接觸器瞬時動作并開斷。
為方便進(jìn)行設(shè)備絕緣試驗,過電壓保護(hù)裝置前宜設(shè)置可拆連接片。西寧高壓熔斷器F-C回路過電壓保護(hù)裝置,就設(shè)計思想來說,分為兩類,一類是電容器與電阻元件串聯(lián)而成的阻容吸收器,另一類是以氧化鋅閥片構(gòu)成的過電壓限制器。由于當(dāng)前的3~10kV配電網(wǎng)的接地方式主要采取中性點不接地和低電阻接地兩種型式,對于限制過電壓的保護(hù)措施也主要針對這兩種接地方式。阻容過電壓吸收器是F-C回路的過電壓保護(hù)設(shè)備的主要選擇之一,適用于中性點有效接地的配電系統(tǒng)中。從原理上講,阻容過電壓吸收器是最理想的過電壓保護(hù)設(shè)備,不僅可以限制過電壓幅值、保護(hù)電動機主絕緣也能夠抑制過電壓陡度,保護(hù)電動機的匝間絕緣。但在設(shè)計中按不同回路的不同阻容特性選擇阻容過電壓吸收器在操作上難度較大,這是限制阻容過電壓吸收器的一個重要原因。專業(yè)高壓熔斷器氧化鋅過電壓限制器也是F-C回路的過電壓保護(hù)設(shè)備的主要選擇之氧化鋅過電壓限制器由氧化鋅閥片疊加組成,具有十分優(yōu)異的非線性伏安特性。氧化鋅過電壓限制器可以限制操作過電壓幅值,保護(hù)電動機及低壓變壓器的主絕緣,但其缺點是不能降低操作過電壓行波的陡度,不能有效保護(hù)電動機繞組的匝間絕緣。
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