隨著觸頭間隙進(jìn)一步加大,那時電壓擊穿將不再發(fā)生,電弧將最終熄滅。江蘇MSD用熔斷器最終第n次高頻重燃電弧熄滅后,電動機(jī)上最大過電壓為6.2.2 低壓變壓器的絕緣特性低壓變壓器根據(jù)其絕緣類型,應(yīng)用較多的主要為低壓油浸式變壓器和低壓干式變壓器。低壓干式變壓器與低壓油浸式變壓器相比,具有布置維護(hù)方便和消防要求低等特點,因此已經(jīng)成為發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)設(shè)計的主要選擇。低壓干式變壓器中以紙絕緣和環(huán)氧樹脂兩種類型應(yīng)用最為廣泛。下面主要介紹這兩種低壓干式變壓器的一些絕緣特性。定制MSD用熔斷器低壓干式變壓器的絕緣等級、絕緣允許最高溫度和絕緣允許溫升。電容電阻接入回路之后,負(fù)載側(cè)等值電容將起到變化,過電壓幅值將得到抑制。此外等值電容的增大,過電壓行波的陡度也將受到抑制。阻容過電壓吸收器的電阻,將增加高頻電弧重燃振蕩回路的阻尼,改變高頻振蕩發(fā)生的條件,消除高頻電弧重燃的機(jī)會,加速高頻電弧重燃過電壓的衰減。電纜的熱穩(wěn)定條件及影響因素,饋線動力電纜熱穩(wěn)定截面積的選擇是3~10kV 系統(tǒng)供電電纜截面積選擇的最主要因素。
3kV、10kV 電壓等級的高壓熔斷器在電流特性上與 6kV 等級的差別不大,當(dāng)高壓廠用電系統(tǒng)額定電壓為3kV或10kV時,江蘇MSD用熔斷器采用F-C回路供電的電動機(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 電動機(jī)和 1600kVA 低壓廠用變壓器的額定電流相等原則來初步確定,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 的電動機(jī)容量為 625kW,10kV 系統(tǒng)為2083kW。定制MSD用熔斷器由于F-C回路無法實現(xiàn)差動保護(hù)功能,當(dāng)工程中對 2000kW 或 2000kVA 及以上設(shè)備裝設(shè)差動保護(hù)時,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等級高壓熔斷器電流較小.其能供電的負(fù)荷無法達(dá)到表4-2中給出的容量,實際設(shè)計中建議予以考慮。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斷開回路提供保護(hù)。
當(dāng)采用F-C 回路供電時,F(xiàn)-C回路的保護(hù)功能是由高壓限流熔斷器和真空接觸器兩種電器元件組合實現(xiàn)的,由熔斷器切除較大的短路電流,由綜合保護(hù)裝置動作真空接觸器切除較小的短路電流和過載電流,這就決定了F-C 回路饋線電纜熱穩(wěn)定截面選擇方式的特殊性,既不同于用斷路器保護(hù)的饋線電纜熱穩(wěn)定截面的選擇方式,也不同于單純用熔斷器保護(hù)的饋線電纜的熱穩(wěn)定截面的選擇方式。定制MSD用熔斷器電纜熱穩(wěn)定條件,電纜的介質(zhì)損耗一般隨溫度上升面增加,電纜的選擇,除在正常工況下保證電纜的芯線溫度在允許范圍內(nèi),即根據(jù)額定電流選擇電纜截面外,還應(yīng)保證電纜在短路,過載、過電壓條件下其溫度不超過規(guī)定值。只要電纜在各種工況下的溫度不超過上述溫度值,電纜即具有有限的熱穩(wěn)定性。3~10kV電力電纜一般采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜,對于交聯(lián)聚乙烯電纜,聚乙烯被交聯(lián),它的電氣性能沒有什么變化,但耐熱性能機(jī)械強(qiáng)度都有了明顯提高。江蘇MSD用熔斷器交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在短路時間小于5s的情況下,其允許的溫度較高,達(dá)到250℃,若短路時間超過55,其允許的溫度將下降很多、根據(jù)相關(guān)研究,電纜線芯溫度達(dá)到130℃時,可以運行200~2s0h。
為方便進(jìn)行設(shè)備絕緣試驗,過電壓保護(hù)裝置前宜設(shè)置可拆連接片。江蘇MSD用熔斷器F-C回路過電壓保護(hù)裝置,就設(shè)計思想來說,分為兩類,一類是電容器與電阻元件串聯(lián)而成的阻容吸收器,另一類是以氧化鋅閥片構(gòu)成的過電壓限制器。由于當(dāng)前的3~10kV配電網(wǎng)的接地方式主要采取中性點不接地和低電阻接地兩種型式,對于限制過電壓的保護(hù)措施也主要針對這兩種接地方式。阻容過電壓吸收器是F-C回路的過電壓保護(hù)設(shè)備的主要選擇之一,適用于中性點有效接地的配電系統(tǒng)中。從原理上講,阻容過電壓吸收器是最理想的過電壓保護(hù)設(shè)備,不僅可以限制過電壓幅值、保護(hù)電動機(jī)主絕緣也能夠抑制過電壓陡度,保護(hù)電動機(jī)的匝間絕緣。但在設(shè)計中按不同回路的不同阻容特性選擇阻容過電壓吸收器在操作上難度較大,這是限制阻容過電壓吸收器的一個重要原因。定制MSD用熔斷器氧化鋅過電壓限制器也是F-C回路的過電壓保護(hù)設(shè)備的主要選擇之氧化鋅過電壓限制器由氧化鋅閥片疊加組成,具有十分優(yōu)異的非線性伏安特性。氧化鋅過電壓限制器可以限制操作過電壓幅值,保護(hù)電動機(jī)及低壓變壓器的主絕緣,但其缺點是不能降低操作過電壓行波的陡度,不能有效保護(hù)電動機(jī)繞組的匝間絕緣。
電源側(cè)在電弧燃燒過程中也提供一部分能源。實際經(jīng)驗表明,預(yù)期電流最大的情況下,往往并不對應(yīng)燃弧消耗能量的最大值,然而,最大弧能的條件一般出現(xiàn)在預(yù)期電流達(dá)到(3~4)I。為開始限流的預(yù)期電流值)時。定制MSD用熔斷器滅弧的基本原理。熔斷器電弧的燃燒與熄滅,取決于弧道區(qū)域的游離與去游離的過程,當(dāng)去游離過程大于游離過程時,電弧將熄滅。高壓熔斷器熔斷且產(chǎn)生電弧時,在弧柱區(qū)的高溫作用下,介質(zhì)的分子和原子產(chǎn)生強(qiáng)烈運動,它們之間不斷發(fā)生碰撞,游離出電子和正離子,即熱游離。在電弧穩(wěn)定燃燒的情況下,弧柱的溫度很高,電弧電壓和弧柱的電場強(qiáng)度則較低,這種情況下,弧柱的游離作用主要是靠熱游離來維持。在發(fā)生游離過程的同時,還進(jìn)行著帶電質(zhì)點減少的去游離過程。江蘇MSD用熔斷器在穩(wěn)定燃燒的電弧中,這兩個過程處于動平衡狀態(tài)。去游離的主要方式是復(fù)合和擴(kuò)散。復(fù)合是異性帶電質(zhì)點的電荷彼此中和。顯然,運動速度較低的帶電質(zhì)點更易于相互接近而復(fù)合。因此,設(shè)法降低電弧溫度,是熄滅電弧的有效措施。
干式變壓器的強(qiáng)迫空氣冷卻運行適用于斷續(xù)過負(fù)荷運行,或應(yīng)急事故過負(fù)荷運行,由于過負(fù)荷時負(fù)載損耗和阻抗電壓增幅較大,處于非經(jīng)濟(jì)運行狀態(tài),故不應(yīng)使其處于長時間連續(xù)過負(fù)荷運行。運行中的低壓干式電變壓器要承受所加電場和空載損耗、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)對絕緣的影響。定制MSD用熔斷器絕緣材料在電場強(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個階段。初期擊穿可能是制造上的差錯,絕緣中存在弱點所致;突發(fā)性擊穿是產(chǎn)品本來的性質(zhì)確定的;老化擊穿是隨著運行時間的增長,絕緣老化的結(jié)果。在實際中,江蘇MSD用熔斷器干式變壓器絕緣老化擊穿是絕緣中存在弱點、運行時間增長等綜合作用的結(jié)果。干式變壓器絕緣長期在電場作用下,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,并隨運行時間增長而最終導(dǎo)致絕緣擊穿,此過程稱為電老化。
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