擴(kuò)散是弧柱內(nèi)自由電子、正離子逸出弧柱以外,到周圍冷介質(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。定制低壓限流熔斷器電弧和周圍介質(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,迫使電弧深入到周圍填料石英砂構(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)不及向周圍填料石英砂傳熱的情況下,就已經(jīng)熔斷并形成電弧。
干式變壓器的強(qiáng)迫空氣冷卻運(yùn)行適用于斷續(xù)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行,或應(yīng)急事故過(guò)負(fù)荷運(yùn)行,由于過(guò)負(fù)荷時(shí)負(fù)載損耗和阻抗電壓增幅較大,處于非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài),故不應(yīng)使其處于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。運(yùn)行中的低壓干式電變壓器要承受所加電場(chǎng)和空載損耗、負(fù)載損耗等產(chǎn)生的熱量,此外還有環(huán)境(如空氣中的溫度)對(duì)絕緣的影響。定制低壓限流熔斷器絕緣材料在電場(chǎng)強(qiáng)度、發(fā)熱及其他因素的影響下可導(dǎo)致絕緣老化,并可能逐漸發(fā)展成絕緣擊穿,使絕緣完全喪失電氣性能。絕緣擊穿的物理特性在時(shí)間上均呈概率分布,可分為初期擊穿、突發(fā)性(偶發(fā)性)擊穿及老化擊穿3個(gè)階段。初期擊穿可能是制造上的差錯(cuò),絕緣中存在弱點(diǎn)所致;突發(fā)性擊穿是產(chǎn)品本來(lái)的性質(zhì)確定的;老化擊穿是隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng),絕緣老化的結(jié)果。在實(shí)際中,濟(jì)南低壓限流熔斷器干式變壓器絕緣老化擊穿是絕緣中存在弱點(diǎn)、運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)等綜合作用的結(jié)果。干式變壓器絕緣長(zhǎng)期在電場(chǎng)作用下,將逐漸產(chǎn)生某些物理、化學(xué)變化,從而使介質(zhì)性能發(fā)生劣化,并隨運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)而最終導(dǎo)致絕緣擊穿,此過(guò)程稱為電老化。
負(fù)序電流保護(hù)。濟(jì)南低壓限流熔斷器負(fù)序電流保護(hù)可以對(duì)電動(dòng)機(jī)反相運(yùn)行、斷相運(yùn)行匝間短路、電壓不對(duì)稱等異常情況進(jìn)行保護(hù),負(fù)序電流保護(hù)通常分為兩段。負(fù)序一段保護(hù)電流值按躲過(guò)區(qū)外不對(duì)稱短路時(shí)電動(dòng)機(jī)負(fù)序反饋電流和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)由于互感器的誤差以及暫態(tài)特性出現(xiàn)的負(fù)序電流。當(dāng)綜合保護(hù)裝置提供負(fù)序反相閉鎖功能時(shí),動(dòng)作時(shí)限可取(0.5-1)s,否則延時(shí)需要適當(dāng)加長(zhǎng)為5~6s,以躲過(guò)電動(dòng)機(jī)外部?jī)上喽搪饭收袭a(chǎn)生的負(fù)序電流引起的誤動(dòng)作。定制低壓限流熔斷器負(fù)序二段保護(hù)電流值按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)可能的最大負(fù)序電動(dòng)作時(shí)限一般取大于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。單相接地保護(hù)。目前,綜合保護(hù)裝置多提供有單相接地保護(hù),有些裝置接地電流值可以整定得很低,完全可以滿足保護(hù)的靈敏度要求。中性點(diǎn)不接地時(shí),接地保護(hù)的電流動(dòng)作值應(yīng)躲過(guò)外部單相接地時(shí)電動(dòng)機(jī)的電容電流。起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成電動(dòng)機(jī)過(guò)熱,因此起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)作用于跳閘。低電壓保護(hù)。當(dāng)供電電壓降低或者供電短時(shí)中斷后,為防止電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)使供電電壓進(jìn)一步降低,以致造成重要電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)困難。
由于合閘命令處于保持狀態(tài),接觸器的跳閘回路動(dòng)作后,合閘命令會(huì)再次合閘,致使接觸器多次合跳,結(jié)果造成上一級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備保護(hù)跳閘,擴(kuò)大事故范圍,造成發(fā)電廠停機(jī)等嚴(yán)重后果。因此在接觸器的控制回路中需配置完善的“防跳”回路。定制低壓限流熔斷器測(cè)量、信號(hào)回路?;鹆Πl(fā)電廠中對(duì)于F-C回路的信號(hào)和測(cè)量回路要求,回路的設(shè)計(jì)應(yīng)符合D/T5153《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》和GB/T50063《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)的要求。F-C回路的測(cè)量?jī)x表和變送器根據(jù)上述規(guī)范配置。FC回路的電流互感器配置應(yīng)滿足保護(hù)和測(cè)量要求。目前,大多數(shù)F-C的控制回路采用直流控制電源。隨著綜合保護(hù)裝置的逐步發(fā)展,其對(duì)F-C回路的保護(hù)和補(bǔ)充功能越來(lái)越完善,多數(shù)F-C的供電回路均配有綜合保護(hù)裝置。濟(jì)南低壓限流熔斷器本書(shū)以電動(dòng)機(jī)負(fù)荷為例,給出一種F-C回路典型控制圖(圖5-3典型FC回路控制接線圖)。F-C回路典型控制圖控制電源采用直流110V,具有“防跳”功能及控制電源和跳合閘回路的監(jiān)視功能等,滿足真空接觸器的控制,信號(hào)和測(cè)量回路要求。
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(guò)長(zhǎng)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(zhǎng)時(shí)限。定制低壓限流熔斷器低電壓保護(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(duì)稱,產(chǎn)生較大的負(fù)序電流,從而造成轉(zhuǎn)子過(guò)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。濟(jì)南低壓限流熔斷器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(guò)綜合保護(hù)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
雖然短路時(shí)間超過(guò) 5×?xí)r,電纜已經(jīng)可以考慮對(duì)外的散熱過(guò)程,但允許溫度下降的影響對(duì)電纜的熱穩(wěn)定性能具有決定作用。 影響電纜熱穩(wěn)定性的因素,電纜的熱穩(wěn)定性主要受熱阻、熱容、溫升時(shí)間常數(shù)、外部條件的影響。定制低壓限流熔斷器熱阻分為電纜熱阻和外部媒介熱阻,熱阻是與材質(zhì)及結(jié)構(gòu)有關(guān)的固有特征,熱阻越大,其散熱性越差。熱容與材料的熱容系數(shù)有關(guān),與材料的體積成正比,熱容越大,溫升所需的熱量越多。電纜和外部媒質(zhì)均有其溫升時(shí)間常數(shù),表征的是溫度上升或下降至63.2%最終溫度所需要的時(shí)間。電纜所處的外部條件,例如環(huán)境溫度,通風(fēng)狀況,敷設(shè)方式等也都會(huì)對(duì)電纜的載流量和熱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。 濟(jì)南低壓限流熔斷器F-C 回路電纜熱穩(wěn)定截面選擇條件的確定,高壓熔斷器與真空接觸器對(duì)回路形成聯(lián)合保護(hù)時(shí),以圖 3-6 所示的電動(dòng)機(jī)回路熔斷器選擇及配合曲線為例,當(dāng)短路電流大于熔斷器與真空接觸器保護(hù)交接點(diǎn)電流時(shí),由熔斷器提供保護(hù);小于交接點(diǎn)電流時(shí),由真空接觸器按照綜合保護(hù)裝置保護(hù)曲線動(dòng)作提供保護(hù)。
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