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(shí)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(shí),由于綜合保護(hù)裝置的曲線所對應(yīng)的開斷時(shí)間低于熔斷器的熔斷時(shí)間,所以對應(yīng)此電流的整個(gè)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(shí)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(shí)間。專業(yè)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(shí)要躲過電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流或變壓器的勵(lì)磁涌流的影響,對于變壓器還應(yīng)考慮低壓側(cè)電動(dòng)機(jī)成組自起動(dòng)的影響,因此,保護(hù)交接點(diǎn)所對應(yīng)的時(shí)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(shí)間,可以確定選擇電纜截面方法。根據(jù)電纜在過電流時(shí)的特性和耐受能力,當(dāng)該交接點(diǎn)對應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間小于5s時(shí),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(dòng)作熱效應(yīng)值,河北熔斷器再根據(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(shí)電纜的耐受溫度為短路時(shí)允許溫度(以交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜為例,為250℃)。
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(shí)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(yùn)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(yùn)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)熔斷器F-C回路的過電壓與系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式密切相關(guān),設(shè)計(jì)中應(yīng)區(qū)別對待不同的中性點(diǎn)接地方式選擇過電壓保護(hù)設(shè)備配置方式。對中性點(diǎn)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(diǎn)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,河北熔斷器是指過電壓保護(hù)裝置由4個(gè)參數(shù)相同的保護(hù)器構(gòu)成,其中3個(gè)保護(hù)器分別與三相連接并形成星形接線,第4個(gè)保護(hù)器設(shè)置在星形接線的三相連接點(diǎn)與接地點(diǎn)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。
控制接線圖,TFJ為“防跳”繼電器,當(dāng)接觸器合閘回路完成一次合閘后串接在“防跳”繼電器TFJ回路中的接觸器輔助觸點(diǎn)KIM閉合,此時(shí)TFJ帶電,河北熔斷器TF的常開接點(diǎn)閉合,TFJ帶電保持,串接在合閘回路中的TFJ常閉接點(diǎn)打開,此時(shí)即使合閘命令一直處于保持狀態(tài),由于合閘回路中TFJ常閉接點(diǎn)打開,合閘回路也無法再次合閘。當(dāng)接觸器跳閘過后,TFJ失電,此時(shí)串接在合閘回路中的TF常閉接點(diǎn)閉合,合閘回路復(fù)位,保證接觸器處于斷開狀態(tài)時(shí)合閘回路的通暢,為下一次合閘做好準(zhǔn)備。專業(yè)熔斷器6kV廠用段導(dǎo)體和電氣設(shè)備選型指南叢書高壓熔斷器串真空接觸器(F-C)回路,F(xiàn)-C川路過電壓保護(hù)裝置的選擇。F-C回路過電壓的產(chǎn)生,一般電氣系統(tǒng)的過電壓分為雷電過電壓(大氣過電壓)和內(nèi)部過電壓,內(nèi)部過電壓是由于系統(tǒng)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)換和網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)變化而引起的,又可分為暫時(shí)過電壓和操作過電壓。對于F-C回路來說,主要是會(huì)受到操作過電壓的影響。由于操作、故障或某些非正常運(yùn)行狀態(tài),電力系統(tǒng)由一種穩(wěn)態(tài)過渡到另一種穩(wěn)態(tài)時(shí),過渡狀態(tài)中系統(tǒng)內(nèi)部電源能量產(chǎn)生振蕩,互相轉(zhuǎn)換和重新分布,都可能在某些設(shè)備上或系統(tǒng)中出現(xiàn)操作過電壓。
單相接地保護(hù)。采用零序電流互感器獲取電動(dòng)機(jī)的電纜零序電流構(gòu)成單相接地保護(hù)。啟動(dòng)時(shí)間過長保護(hù)。該保護(hù)主要用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)的堵轉(zhuǎn),電動(dòng)機(jī)在規(guī)定的時(shí)間未完成起動(dòng)時(shí)保護(hù)動(dòng)作,其時(shí)限大于電機(jī)實(shí)際正常起動(dòng)的最長時(shí)限。專業(yè)熔斷器低電壓保護(hù)。當(dāng)電機(jī)任一相電壓低到整定值時(shí),可動(dòng)作于跳閘。斷相(不平衡)保護(hù)。用于防止電動(dòng)機(jī)電流嚴(yán)重不對稱,產(chǎn)生較大的負(fù)序電流,從而造成轉(zhuǎn)子過熱,該保護(hù)可設(shè)兩段定時(shí)限保護(hù)。為電動(dòng)機(jī)供電的FC回路保護(hù)整定計(jì)算,以1000kW泵類電動(dòng)機(jī)為例,制造廠給出電動(dòng)機(jī)額定電流為120.3A起動(dòng)電流為750A,根據(jù)工藝系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)其起動(dòng)時(shí)間為6s,每小時(shí)起動(dòng)2次。電流速斷保護(hù)。當(dāng)回路發(fā)生短路故障時(shí),由于短路電流較大,由電流速斷保護(hù)動(dòng)作。FC回路的電流速斷保護(hù)由熔斷器提供,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。河北熔斷器F-C回路中的真空接觸器具有一定的短路電流分?jǐn)嗄芰?,為降低熔斷器的更換率,節(jié)省運(yùn)行成本,F(xiàn)C回路中的真空接觸器宜承擔(dān)其分?jǐn)嗄芰Ψ秶鷥?nèi)的速斷保護(hù)功能,這可以通過綜合保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)。
基于這一原因,加之不同電壓等級的高壓限流熔斷器采取的措施可能不一致,如果將高電壓等級的熔斷器應(yīng)用在低電壓等級的電氣系統(tǒng)中,就可能在熔斷器熔斷時(shí)產(chǎn)生超過低電壓等級電器絕緣耐受水平的過電壓,因此F-C回路中的高壓熔斷器不宜降壓使用。為弧前時(shí)間,Tb為燃弧時(shí)間,動(dòng)作時(shí)間為Ta與Tb之和。預(yù)期電流的波形應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是U=0的情況下,在電源電動(dòng)勢e的作用下,電流的變化情況。專業(yè)熔斷器在電源電動(dòng)勢的正半波中,預(yù)期電流將不斷增加,直到電動(dòng)勢c=0時(shí),預(yù)期電流才達(dá)到最大值。而出現(xiàn)電弧時(shí),電弧電壓U不等于零,并且電弧電壓必須大于電動(dòng)勢即U>e,才能迫使電流i改變預(yù)期的上升趨勢而迅速下降為零。U-(e-iR)]應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是作用于電感上,促使電流不斷減小的反向電壓。顯然,在此反向電壓作用下迫使電流下降到零的過程,也就是電感中所儲(chǔ)磁能不斷釋放出來的過程。因此,河北熔斷器電弧電壓越高,電流越小,越有利于切斷故障電流。然而,電弧電壓不能無限制地提高,必須受到允許過電壓水平的限制,以免損壞絕緣。
為避免阻礙新型熔斷器的未來發(fā)展,不同制造廠的熔斷器的特性曲線會(huì)存在差異。專業(yè)熔斷器目前FC回路設(shè)備的制造廠和設(shè)備規(guī)格較多,不同型號設(shè)備之間的特性有一定差異,根據(jù)對各主要制造廠熔斷器特性曲線的比較,以系統(tǒng)電壓為6kV為例,可初步確定功率不超過1250kW的高壓電動(dòng)機(jī)和容量不大于1600kVA的低壓廠用變壓器可以選用FC回路供電,并根據(jù)工程中采用的具體設(shè)備規(guī)范進(jìn)行核算和調(diào)整。這個(gè)容量上限是按采用熱穩(wěn)定電流為4kA、4s的真空接觸器得出的并推薦同樣適用于真空接觸器熱穩(wěn)定電流為 6kA、4s 時(shí),這主要是基于DL/T 5153《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中對 2000kW 及以上電動(dòng)機(jī)和2000kVA 及以上變壓器有建議裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)的相關(guān)規(guī)定。F-C 回路由于熔斷器動(dòng)作的不可操縱性而不能使用在要求設(shè)置差動(dòng)保護(hù)的回路上,當(dāng)采用熱穩(wěn)定電流為6kA、4s 的真空接觸器時(shí)雖然可以選擇額定電流更大的熔斷器并相應(yīng)提高供電負(fù)荷容量,但對于變壓器來說,1600kVA 以上即為2000kVA 等級,河北熔斷器容量已沒有提升的余地;而對于電動(dòng)機(jī),根據(jù)目前火力發(fā)電廠的輔機(jī)情況,容量介于 1250~2000kW 之間的電動(dòng)機(jī)數(shù)量很少,提升電動(dòng)機(jī)回路容量上限的經(jīng)濟(jì)意義不大。
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