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。專業(yè)低壓熔斷器實(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,上海低壓熔斷器再根據(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℃)。
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。專業(yè)低壓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。 上海低壓熔斷器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)。
在滿足可靠性和下一段保護(hù)選擇性的前提下,當(dāng)在本段保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路時(shí),F(xiàn)-C 回路應(yīng)能在最短時(shí)間內(nèi)切除故障,以防止熔斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而加劇被保護(hù)電器的損壞。專業(yè)低壓熔斷器對(duì)于熔斷器與負(fù)荷側(cè)設(shè)備的保護(hù)配合,即低壓廠用變壓器回路熔斷器與低壓側(cè)負(fù)荷斷路器之間的保護(hù)配合,一般低壓側(cè)斷路器選擇性保護(hù)所設(shè)置的短延時(shí)時(shí)間不超過(guò)0.6s,可用低壓廠用變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)對(duì)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(fù)荷斷路器中短延時(shí)保護(hù)設(shè)定時(shí)間最長(zhǎng)的時(shí)間在熔斷器時(shí)間一電流特性曲線圖上確定一點(diǎn)來(lái)校驗(yàn),該點(diǎn)應(yīng)位于已選擇好的熔斷器的時(shí)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(yàn)。上海低壓熔斷器F-C回路的繼電保護(hù),在F-C回路中,較大的故障電流由熔斷器提供保護(hù),較小的故障電流則由綜合保護(hù)裝置通過(guò)動(dòng)作接觸器加以補(bǔ)充,即F-C回路的保護(hù)由一次保護(hù)和二次保護(hù)共同完成。二次保護(hù)通常由綜合保護(hù)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn),綜合保護(hù)裝置是一種集多種保護(hù)功能于一體的保護(hù)裝置,它幾乎涵蓋了所有電動(dòng)機(jī)或低壓變壓器所需的保護(hù)。
當(dāng)采用F-C 回路供電時(shí),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(shí)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(dòng)作真空接觸器切除較小的短路電流和過(guò)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。專業(yè)低壓熔斷器電纜熱穩(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(guò)載、過(guò)電壓條件下其溫度不超過(guò)規(guī)定值。只要電纜在各種工況下的溫度不超過(guò)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(duì)于交聯(lián)聚乙烯電纜,聚乙烯被交聯(lián),它的電氣性能沒(méi)有什么變化,但耐熱性能機(jī)械強(qiáng)度都有了明顯提高。上海低壓熔斷器交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在短路時(shí)間小于5s的情況下,其允許的溫度較高,達(dá)到250℃,若短路時(shí)間超過(guò)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(shí),可以運(yùn)行200~2s0h。
由真空接觸器承擔(dān)一部分分?jǐn)喙δ?,其過(guò)流閉鎖電流為的計(jì)算方法與式(55)相同。另外,上海低壓熔斷器由于變壓器回路合閘時(shí)會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流,此時(shí)可考慮為電流速斷保護(hù)設(shè)置比較短的動(dòng)作時(shí)限,以避開勵(lì)磁涌流的影響,提高直考慮空接觸器的動(dòng)作范圍。中口接在相電流上的電流速斷保護(hù)的整定電流可按下列條件整定。首先故是應(yīng)躲過(guò)外部短路故障電流時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大短路電流、整定電流I過(guò)流保護(hù)。過(guò)流保護(hù)作為速斷保護(hù)的后備保護(hù),接在相電流上的過(guò)流保護(hù)的整定電流按躲過(guò)變壓器所帶負(fù)荷中需要自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的最大啟動(dòng)電流之和整定。根據(jù)有關(guān)變壓器標(biāo)準(zhǔn),變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)熱穩(wěn)定容許時(shí)間為2s,考慮到與下級(jí)保護(hù)的配合,保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)在1.5s左右。專業(yè)低壓熔斷器該保護(hù)按躲過(guò)變壓器低壓側(cè)需自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)條件整定,動(dòng)作時(shí)間取1.5s,同時(shí)應(yīng)注意保護(hù)與熔斷器時(shí)間一電流特性曲線F的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流值小于過(guò)流閉鎖電流IN。這樣,變壓器的保護(hù)由三段構(gòu)成:曲線E為過(guò)負(fù)荷保護(hù),由于是按變壓器的過(guò)負(fù)荷能力選擇,故可使其過(guò)負(fù)荷能力充分發(fā)揮。
隨著觸頭間隙進(jìn)一步加大,那時(shí)電壓擊穿將不再發(fā)生,電弧將最終熄滅。上海低壓熔斷器最終第n次高頻重燃電弧熄滅后,電動(dòng)機(jī)上最大過(guò)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(diǎn),因此已經(jīng)成為發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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。專業(yè)低壓熔斷器低壓干式變壓器的絕緣等級(jí)、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(guò)電壓幅值將得到抑制。此外等值電容的增大,過(guò)電壓行波的陡度也將受到抑制。阻容過(guò)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(huì),加速高頻電弧重燃過(guò)電壓的衰減。電纜的熱穩(wěn)定條件及影響因素,饋線動(dòng)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。
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