真空接觸器滅弧能力很強(qiáng),開(kāi)斷高壓感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空載或額定電流時(shí),工頻電流在自然過(guò)零前往往提前熄滅,電流突然中斷,形成截流現(xiàn)象,產(chǎn)生截流過(guò)電壓;高頻電弧重燃過(guò)電壓發(fā)生的幾率較高,過(guò)電壓幅值也很高,產(chǎn)生電弧重燃過(guò)電壓。專(zhuān)業(yè)低壓熔斷器除對(duì)絕緣造成損害外,回路中發(fā)生強(qiáng)大的操作過(guò)電壓會(huì)燒毀接觸器的觸頭,破壞設(shè)備絕緣的薄弱環(huán)節(jié)以至于引起大面積的短路由此可見(jiàn),F(xiàn)-C回路在使用過(guò)程中可能產(chǎn)生操作過(guò)電壓,給相應(yīng)供電系統(tǒng)的絕緣帶來(lái)?yè)p壞,因此有必要考慮設(shè)置相應(yīng)的過(guò)電壓保護(hù)裝置。過(guò)電壓保護(hù)裝置的作用是防止雷電過(guò)電壓的沖擊,限制操作過(guò)電壓的幅值,降低過(guò)電壓的陡波陡度。目前FC回路過(guò)電壓保護(hù)裝置按設(shè)計(jì)思想不同可分為兩類(lèi),一類(lèi)是以氧化鋅閥片構(gòu)成的過(guò)電壓限制器,寧夏低壓熔斷器另一類(lèi)是電容器與電阻元件串聯(lián)而成的阻容吸收器高壓限流熔斷器的滅弧特性及操作過(guò)電壓分析,髙壓熔斷器切斷故障電流的過(guò)程,是熔體元件溫升,然后熔化、蒸發(fā)、形成間隙,直至間隙之間電壓急劇上升,擊穿出現(xiàn)電弧,電弧燃燒熄滅的過(guò)程。
電弧的基本特性。專(zhuān)業(yè)低壓熔斷器高壓熔斷器因供電回路故障發(fā)生熔斷時(shí),熔斷器的電弧范圍內(nèi)一般由陰極壓降區(qū)、陽(yáng)極壓降區(qū)和弧柱區(qū)等三部分組成。陰極壓降區(qū)長(zhǎng)度大約只有10mm,在這個(gè)區(qū)域的一端,電流是在金屬蒸汽中流過(guò);另一端,電流是在固體或液體金屬的陰極上流過(guò)。陰極壓降區(qū)的電壓降大約為10V。陽(yáng)極壓降區(qū)長(zhǎng)度大約也只有10-3mm,在這個(gè)區(qū)域的一端,電流是在金屬蒸汽中流過(guò);另一端,電流是在固體或液體金屬的陽(yáng)極上流過(guò)??缭陉?yáng)極壓降區(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(yáng)極壓降區(qū)之間的全部空間。寧夏低壓熔斷器弧柱區(qū)溫度很高,一般在絕對(duì)溫度5000K以上。弧柱區(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(chǎng)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(zhǎng)度等各種因素有關(guān)。其特點(diǎn)是電流大時(shí),壓降較??;電流小時(shí),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(shí),回路電感之中是儲(chǔ)存有磁場(chǎng)能量的,該能量系維持電弧持續(xù)燃燒的主要能源。
多采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式,在這種條件下使用阻容吸收器,由于相對(duì)地電容值增大,電容電流也將隨之大幅度增大,這時(shí)需重新考慮中性點(diǎn)接地的接地方式及零序保護(hù)的配置。當(dāng)火力發(fā)電廠(chǎng)單機(jī)容量為300MW及以上時(shí),高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)的單相接地電容電流較大,多采用中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地的方式,相對(duì)于大得多的低電阻接地的阻性電流來(lái)說(shuō),阻容吸收器電容電流的影響就不那么大了。專(zhuān)業(yè)低壓熔斷器所以在高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)的中性點(diǎn)采用低電阻接地的接地方式的大容量機(jī)組中,采用阻容吸收器作為限制過(guò)電壓的措施在理論上已經(jīng)成為了一種可行的措施,但針對(duì)不同系統(tǒng),其具體參數(shù)需要進(jìn)一步的運(yùn)行測(cè)試檢驗(yàn)。制過(guò)電壓的保護(hù)措施及過(guò)電壓保護(hù)裝置的選針對(duì)中性點(diǎn)低電阻接地系統(tǒng),用于F-C回路的阻容過(guò)電壓吸收器可以采用不接地系統(tǒng)相同的電容值和電阻值,即可以取相間電容約為0.1~0.5F,相間電阻值約為100~500,相地電容約為0.2~1F,相地電阻值約為50~25002。由于寧夏低壓熔斷器單相接地故障時(shí)不存在相電壓升高為線(xiàn)電壓的問(wèn)題,阻容過(guò)電壓吸收器宜采用星形接線(xiàn)方式,而不再是傳統(tǒng)上適用于中性點(diǎn)非接地系統(tǒng)的“三叉戟”型式。
為避免阻礙新型熔斷器的未來(lái)發(fā)展,不同制造廠(chǎng)的熔斷器的特性曲線(xiàn)會(huì)存在差異。專(zhuān)業(yè)低壓熔斷器目前FC回路設(shè)備的制造廠(chǎng)和設(shè)備規(guī)格較多,不同型號(hào)設(shè)備之間的特性有一定差異,根據(jù)對(duì)各主要制造廠(chǎng)熔斷器特性曲線(xiàn)的比較,以系統(tǒng)電壓為6kV為例,可初步確定功率不超過(guò)1250kW的高壓電動(dòng)機(jī)和容量不大于1600kVA的低壓廠(chǎng)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(chǎng)廠(chǎng)用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中對(duì) 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(duì)于變壓器來(lái)說(shuō),1600kVA 以上即為2000kVA 等級(jí),寧夏低壓熔斷器容量已沒(méi)有提升的余地;而對(duì)于電動(dòng)機(jī),根據(jù)目前火力發(fā)電廠(chǎng)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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