為防止撞擊器在動作時不可靠,產(chǎn)生斷相運行對設(shè)備造成危害,通常綜合保護裝置中還另外裝設(shè)斷相保護,與其出口動作接觸器,形成雙重保護。綜合保護裝置中斷相保護一般通過反映負序電流的變化而動作。定制低壓熔斷器為變壓器供電的F-C回路保護配置,F(xiàn)-C回路供電的變壓器,其容量一般在200kVA以下,應(yīng)裝設(shè)有電流速斷保護、過電流保護、過負荷保護、負序電流保護、接地保護、斷相保護、瓦斯保護(僅對油浸變壓器適用)、溫度保護(僅對干式變壓器適用)。(1)電流速斷保護。用作變壓器繞組的相間短路故障、中性點接地側(cè)繞組的接地故障以及引出線的相間故障、中性點接地側(cè)引出線的接地故障。(2)過流保護。用作變壓器及相鄰元件的相間短路故障保護。(3)過負荷保護。用作變壓器的對稱過負荷保護。(4)負序電流保護。用作變壓器負載不平衡、變壓器內(nèi)部短路故障和外部的不對稱短路故障。(5)接地保護。蘭州低壓熔斷器變壓器中性點直接接地時,用零序電流保護構(gòu)成變壓器的接地保護,用作變壓器外部接地故障和中性點直接接地繞組、引出線接地故障的后備保護。變壓器中性點不接地時,可用零序電壓保護構(gòu)成變壓器的接地保護。
但對于以電纜供電為主的中壓配電網(wǎng),如大城市城區(qū)配電網(wǎng)、大中工礦企業(yè)配電網(wǎng)、中小型發(fā)電機電壓直配電網(wǎng)、大容量火力發(fā)電廠的高壓廠用電系統(tǒng)等,傳統(tǒng)的接地方式還有一些不足之處,主要有以下幾點:1)內(nèi)過電壓倍數(shù)較高,可達3.5~4倍過電壓。間歇性電弧過電壓及諧振過電壓絕緣已經(jīng)超過了避雷器允許承載能力,要求避開這兩種過電壓的發(fā)生和發(fā)展,從而需提高電網(wǎng)的整體絕緣水平。定制低壓熔斷器對于具有大量高壓電動機的工礦企業(yè)和火力發(fā)電廠,配合較難實現(xiàn)。2)單相接地故障下,在升高的穩(wěn)態(tài)電壓下運行時間在2h以上,不僅會導致絕緣早期老化,或在薄弱環(huán)節(jié)發(fā)生閃絡(luò),引起多點故障,釀成斷路器異相開斷,惡化開斷條件。3)電纜為非自恢復絕緣,發(fā)生單相接地必是永久性故障,不允許繼續(xù)行,必須迅速切斷電源,避免擴大事故。所以主要由電纜線路組成的3~10kV電網(wǎng),在電容電流超過10A(發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)為7A)時,蘭州低壓熔斷器宜采用中性點經(jīng)電阻接地,單相接地故障立即跳閘的接地方式。由于立即跳閘而影響的供電連續(xù)性,則可從提高線路或設(shè)備的冗余度來解決,目前城網(wǎng)和大容量發(fā)電機組的高壓廠用電系統(tǒng)已經(jīng)按此設(shè)置。
電動機的起動電流約為110~130A,比較過電壓倍數(shù),斷路器與接觸器是相當?shù)?。由此可見,真空接觸器的正常運行方式,大量的操作是接通空載狀態(tài)電流、開斷電動機的額定或起動電流。操作過程中,必然伴隨著過電壓的發(fā)生,也必須采取可靠的限制過電壓的措施,才能保證電動機等用電設(shè)備的絕緣不受損害。操作過電壓分析。截流過電壓。定制低壓熔斷器真空接觸器滅弧能力很強,開斷高壓感應(yīng)電動機空載或額定電流時,工頻電流在自然過零前往往提前熄滅,電流突然中斷,形成截流現(xiàn)象。在負載側(cè)電感和電容上剩余的磁場能量及電場能量將以過電壓的形式釋放出來??梢詤⒄諗嗦菲鏖_斷感性負荷的分析方法來分析接觸器截流過電壓的發(fā)生過程,為了分析方便,這里將開斷高壓電動機的回路,解析成等值電路。蘭州低壓熔斷器接觸器開斷瞬間,負載側(cè)電動機漏感中及等值電容上儲存的磁場及電場能量將促使負載側(cè)電感電容之間發(fā)生高頻振蕩。同樣,電源側(cè)也發(fā)生著電感電容之間的高頻振蕩,只是兩者各自以自身的自振頻率進行振蕩。
這種電壓的出現(xiàn)具有隨機性,因此預防的難度相對來說也較大,如不采取措施加以限制或消除,有可能使電氣設(shè)備的絕緣擊穿而損壞或造成事故,因此必須引起足夠的重視操作過電壓的特性與開關(guān)設(shè)備操作的形式有關(guān)。定制低壓熔斷器在F-C回路中,低壓熔斷器的開斷不是過零開斷,而是一種截流開斷,即在電流峰值前的截斷電流下強迫開斷,這時儲存在磁場(電感)中的能量對電容放電形成比較高的操作過電壓。一般熔斷器的熔管越長,操作過電壓越高。高壓限流熔斷器在切斷故障的過程中在它的端子上將出現(xiàn)瞬態(tài)異常電壓,它可以是峰值弧電壓,也可能是在瞬態(tài)恢復電壓時間內(nèi)出現(xiàn)的電壓。對高壓限流熔斷器來說,蘭州低壓熔斷器電弧電壓越高,電流越小,越有利于切斷故障電流,但是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。蘇熔真空接觸器在F-C回路當中的功能主要是接通和斷開高壓電動機、低壓變壓器等用電負荷。真空接觸器雖然在滅弧室的結(jié)構(gòu)上與斷路器有微小差異,但它們的滅弧原理是相同的。
除熔斷器的保護曲線外,綜合保護裝置內(nèi)部可以對速斷保護設(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高值動作,以躲過電動機的起動電流,此時速斷保護低值被閉鎖以防止誤動作;定制低壓熔斷器在電動機起動完成后按照速斷保護低值動作,以提高保護靈敏度。當電流速斷保護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開斷的部分故障電流進行開斷,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。蘭州低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一部分F-C回路的電流速斷保護功能,速斷保護動作時間一般設(shè)置為0s,即當回路故障電流大于速斷保護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。
在滿足可靠性和下一段保護選擇性的前提下,當在本段保護范圍內(nèi)發(fā)生短路時,F(xiàn)-C 回路應(yīng)能在最短時間內(nèi)切除故障,以防止熔斷時間過長而加劇被保護電器的損壞。定制低壓熔斷器對于熔斷器與負荷側(cè)設(shè)備的保護配合,即低壓廠用變壓器回路熔斷器與低壓側(cè)負荷斷路器之間的保護配合,一般低壓側(cè)斷路器選擇性保護所設(shè)置的短延時時間不超過0.6s,可用低壓廠用變壓器低壓側(cè)三相短路時對應(yīng)的高壓側(cè)電流值乘以可靠系數(shù)(可取 1.07~1.1)和低壓母線上負荷斷路器中短延時保護設(shè)定時間最長的時間在熔斷器時間一電流特性曲線圖上確定一點來校驗,該點應(yīng)位于已選擇好的熔斷器的時間一電流特性曲線左側(cè)。該配合除低壓廠用變壓器低壓側(cè)短路由熔斷器開斷的回路外,其他回路可不用特殊考慮校驗。蘭州低壓熔斷器F-C回路的繼電保護,在F-C回路中,較大的故障電流由熔斷器提供保護,較小的故障電流則由綜合保護裝置通過動作接觸器加以補充,即F-C回路的保護由一次保護和二次保護共同完成。二次保護通常由綜合保護裝置來實現(xiàn),綜合保護裝置是一種集多種保護功能于一體的保護裝置,它幾乎涵蓋了所有電動機或低壓變壓器所需的保護。
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