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(duì)應(yīng)的開(kāi)斷時(shí)間低于熔斷器的熔斷時(shí)間,所以對(duì)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(guò)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(duì)應(yīng)的時(shí)間。定制熔斷器實(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(guò)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(duì)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(duì)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(duì)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(guò)電流時(shí)的特性和耐受能力,當(dāng)該交接點(diǎn)對(duì)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(duì)應(yīng)的熔斷器的最大動(dòng)作熱效應(yīng)值,西寧熔斷器再根據(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℃)。
3kV、10kV 電壓等級(jí)的高壓熔斷器在電流特性上與 6kV 等級(jí)的差別不大,當(dāng)高壓廠用電系統(tǒng)額定電壓為3kV或10kV時(shí),西寧熔斷器采用F-C回路供電的電動(dòng)機(jī)和變壓器的最大容量可暫按其額定電流與6kV系統(tǒng)初步確定的1250kW 電動(dòng)機(jī)和 1600kVA 低壓廠用變壓器的額定電流相等原則來(lái)初步確定,再根據(jù)工程中采用的具體設(shè)備規(guī)范進(jìn)行核算和調(diào)整。電流相等原則是指可采用 F-C 回路供電的 3、10kV 最大負(fù)荷的額定電流與可采用F-C 回路供電的6kV最大負(fù)荷的額定電流相等,例如6kV系統(tǒng)可采用F-C回路供電的最大電動(dòng)機(jī)容量為1250kW,其額定電流為150.4A,則3kV系統(tǒng)可采用F-C 回路供電且額定電流為150.4A 的電動(dòng)機(jī)容量為 625kW,10kV 系統(tǒng)為2083kW。定制熔斷器由于F-C回路無(wú)法實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)功能,當(dāng)工程中對(duì) 2000kW 或 2000kVA 及以上設(shè)備裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)時(shí),10kV 系統(tǒng)的供電負(fù)荷容量上限均小于2000kW或2000kVA。另外,目前大部分制造廠生產(chǎn)的10kV等級(jí)高壓熔斷器電流較小.其能供電的負(fù)荷無(wú)法達(dá)到表4-2中給出的容量,實(shí)際設(shè)計(jì)中建議予以考慮。高壓熔斷器與真空接觸器的保護(hù)配合,F(xiàn) -C回路中的培斷器作為保護(hù)電器,可在大的故障電流下通過(guò)斷開(kāi)回路提供保護(hù)。
高壓電動(dòng)機(jī)和低壓變壓器的絕緣特性,西寧熔斷器高壓電動(dòng)機(jī)的絕緣特性。電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)、絕緣允許最高溫度及絕緣允許溫升是按電動(dòng)機(jī)的功率大小、使用環(huán)境條件、環(huán)境溫度等因素確定。電動(dòng)機(jī)的溫升高低與電動(dòng)機(jī)的負(fù)載大小、環(huán)境溫度高低、通風(fēng)量的大小、實(shí)際轉(zhuǎn)速高低和電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量好壞有直接關(guān)系,但不能超過(guò)允許最高溫度,否則會(huì)加速絕緣材料的老化,甚至燒毀。在高壓電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行過(guò)程中,造成高壓電動(dòng)機(jī)絕緣降低的原因有電動(dòng)機(jī)繞組受潮、繞組上灰塵及碳化物質(zhì)太多、引出線及接線盒內(nèi)絕緣不良、電動(dòng)機(jī)繞組長(zhǎng)期過(guò)熱老化等。定制熔斷器在電力系統(tǒng)中,旋轉(zhuǎn)電機(jī)隨時(shí)都可能受到來(lái)自電網(wǎng)中的各種暫態(tài)電壓的沖擊,使繞組的匝間絕緣和主絕緣遭受到高強(qiáng)度的電氣損傷,并逐步削弱其絕緣水平,最終導(dǎo)致繞組絕緣事故。引起這類(lèi)惡性事故的絕緣故障經(jīng)常表現(xiàn)為絕緣介質(zhì)被擊穿,造成繞組對(duì)地或相間短路火力發(fā)電廠高壓廠用電系統(tǒng)的操作過(guò)電壓是經(jīng)常發(fā)生的一種快速暫態(tài)過(guò)電壓,是直接危害電機(jī)絕緣的主要原因之一。
關(guān)于熔斷器的允許操作過(guò)電壓的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),是最大允許值。實(shí)際產(chǎn)品往往小于上述標(biāo)準(zhǔn)。西寧熔斷器真空接觸器滅弧特性及操作過(guò)電壓分析,真空接觸器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和滅弧特性。真空接觸器與真空斷路器非常相似,兩者就其結(jié)構(gòu)而言基本相同,合閘與分閘時(shí)間也大致相同真空接觸器與真空斷路器比較,滅弧室方面存在一些小的差別,其是斷路器滅弧室內(nèi)設(shè)屏蔽罩,接觸器則可以取消屏蔽罩;其二是斷路器觸頭為圓柱體,端面上徑向開(kāi)有斜槽,滅弧過(guò)程形成旋轉(zhuǎn)電弧,接觸器的觸頭雖然也是圓柱體,但端面上一般沒(méi)有徑向斜槽;其三是觸頭開(kāi)距不同,斷路器觸頭開(kāi)距稍大真空斷路器與真空接觸器分合閘時(shí)間雖然大致相同,但它們的觸頭間開(kāi)距不同,接觸器略小,所以接觸器的分合閘速度實(shí)際上低于斷路器。定制熔斷器但就分閘的絕對(duì)速度來(lái)分析,實(shí)際上速率并不低。因此真空接觸器雖然在滅弧室的結(jié)構(gòu)上與斷路器比較有微小差異,但它們的滅弧原理是相同的,這一點(diǎn)對(duì)分析操作過(guò)電壓的特性十分重要。F-C回路的過(guò)電壓分析,試驗(yàn)在一系列6kV中、小容量電動(dòng)機(jī)群展開(kāi),證明切斷電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的過(guò)程中,發(fā)生重燃的幾率較高,而且觸頭打開(kāi)與電流自然過(guò)零的時(shí)間間隔小于1ms。
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。 西寧熔斷器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)。
阻容過(guò)電壓吸收器的選擇,阻容過(guò)電壓吸收器由電阻與電容器等元件串聯(lián)組成,是通過(guò)改變開(kāi)斷回路的阻抗參數(shù)來(lái)吸收過(guò)電壓的能量,從理論上來(lái)說(shuō),西寧熔斷器這是最理想的過(guò)電壓保護(hù)措施。阻容吸收器可聯(lián)接在FC回路斷口之外的負(fù)載側(cè),阻容過(guò)電,研究人員曾進(jìn)行過(guò)阻容過(guò)電壓吸收器的配合試驗(yàn),吸收器的參數(shù)為R=2502,Cb=0.33xF。開(kāi)斷空載電動(dòng)機(jī)共進(jìn)行24相次,截流值由不加吸收器前的21A降到10.5A,過(guò)電壓倍數(shù)不超過(guò)2.33倍相電壓,開(kāi)斷起動(dòng)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)也進(jìn)行了24相次,測(cè)試表明,吸收器投入后高頻振蕩持續(xù)時(shí)間縮短,最大過(guò)電壓為4倍相電壓,但出現(xiàn)的幾率由不加吸收器前的76.6%降到3.23%。可見(jiàn)阻容過(guò)電壓吸收器對(duì)開(kāi)斷感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的過(guò)電壓具有較好的限制保護(hù)作用。定制熔斷器針對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),實(shí)踐表明,用于F-C回路的阻容過(guò)電壓吸收器可以采用與“三叉戟”式避雷器相同的接線方式,可以取相地相間電容約為0.1~0.51F,相地相間電阻值約為100~5002。但是阻容吸收器的投入,也使6kV廠用電系統(tǒng)相對(duì)地電容值增加。以往由于國(guó)內(nèi)發(fā)電機(jī)組的高壓廠用電系統(tǒng)在接地電容電流滿(mǎn)足要求的條件。
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