3~10kV電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式包括傳統(tǒng)的不接地或經(jīng)消弧線圈接地,以及電阻接地等多種接地方式。要確定電網(wǎng)的接地方式,必須綜合考慮供電安全可靠性和連續(xù)性、配電網(wǎng)和線路結(jié)構(gòu)、過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合、繼電保護(hù)構(gòu)成和跳閘方式、設(shè)備安全和人身安等諸多因素。專業(yè)熱熔斷器下面簡(jiǎn)要介紹幾種常用的接地方式及其對(duì)過(guò)電壓的影響。3~10kV電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式可以簡(jiǎn)單的歸納為單相故障時(shí)不(延時(shí))跳閘和(立即)跳閘兩種類型。單相接地不跳閘的中性點(diǎn)接地方式包括不接地、經(jīng)消弧線圈接地和高電阻接地。過(guò)去國(guó)內(nèi)3~10kV電網(wǎng)大多采用這些接地方式,但隨著我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)電纜線路逐漸代替架空線和火力發(fā)電廠機(jī)組容量增大引起的電纜長(zhǎng)度大幅增加,我國(guó)的3~10kV電網(wǎng)的中性點(diǎn)采用不接地或消弧線圈接地方式的做法已經(jīng)不能滿足電力工業(yè)建設(shè)發(fā)展和城市電網(wǎng)擴(kuò)充改造的需要。實(shí)踐證明,單相接地故障不立即跳閘的接地方式,西安熱熔斷器有利于提高供電連續(xù)性特別適合于故障幾率高、絕緣可自行恢復(fù)的以架空線路為主的配電網(wǎng),如農(nóng)村和中小城市供電網(wǎng)。
在小的故障電流或過(guò)載情況下借助綜合保護(hù)裝置由真空接觸器斷開(kāi)同路來(lái)提供保護(hù),即F-C回路的保護(hù)由熔斷器的一次保護(hù)和綜保裝置的二次保護(hù)配合共同完成。熔斷器與真空接觸器(通過(guò)綜保裝置的曲線)的保護(hù)配合基于熔斷器的最小熔斷時(shí)間一電流特性曲線和綜保裝置的時(shí)間一電流特性曲線。專業(yè)熱熔斷器在耐受能力上,真空接觸器的額定開(kāi)斷電流值應(yīng)大于綜合保護(hù)裝置的最小特性與熔斷器的全開(kāi)斷特性的交點(diǎn)電流值,同時(shí),真空接觸器應(yīng)能耐受熔斷器的最大限流電流峰值,在熱穩(wěn)定方面應(yīng)能耐受開(kāi)斷能量,這樣,才能保證真空接觸器能夠分擔(dān)F-C 回路中的部分保護(hù)功能。為了提高保護(hù)的可靠性,熔斷器的最小開(kāi)斷電流應(yīng)不超過(guò)最小交接點(diǎn)電流,且希望熔斷器的最小開(kāi)斷電流應(yīng)是盡量小。西安熱熔斷器最小開(kāi)斷電流以下的電流應(yīng)由真空接觸器斷開(kāi),在電流低于熔斷器最小開(kāi)斷電流時(shí),熔斷器無(wú)損傷的電弧耐受時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)于聯(lián)用的真空接觸器脫扣時(shí)間。在為用電負(fù)荷提供保護(hù)時(shí),對(duì)于電動(dòng)機(jī)類負(fù)荷,電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流應(yīng)在真空接觸器的開(kāi)斷電流以內(nèi),熔斷器不應(yīng)開(kāi)斷。
電弧的基本特性。專業(yè)熱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)。跨在陽(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。西安熱熔斷器弧柱區(qū)溫度很高,一般在絕對(duì)溫度5000K以上?;≈鶇^(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。
采用氧化鋅過(guò)電壓限制器作為F-C回路的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備時(shí)可以考慮設(shè)置間隙。帶串聯(lián)間隙氧化鋅過(guò)電壓限制器解決了持續(xù)運(yùn)行電壓和荷電率過(guò)高而導(dǎo)致的閥片老化甚至爆炸的難題。帶串聯(lián)間隙氧化鋅過(guò)電壓限制器增加了氧化鋅閥片的持續(xù)運(yùn)行電壓的裕度,保證了限制器的工作壽命,殘壓較低,保護(hù)性能較好。專業(yè)熱熔斷器F-C回路的過(guò)電壓與系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式密切相關(guān),設(shè)計(jì)中應(yīng)區(qū)別對(duì)待不同的中性點(diǎn)接地方式選擇過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備配置方式。對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地的配電系統(tǒng),過(guò)電壓保護(hù)器的相地及相間保護(hù)電壓分別按配電系統(tǒng)的相電壓和線電壓選擇,宜選用星形接線形式的三相過(guò)電壓保護(hù)器。對(duì)中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)高電阻接地的配電系統(tǒng),過(guò)電壓保護(hù)器的相地及相間保護(hù)電壓均按配電系統(tǒng)的線電壓選擇,當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的是“三叉戟”接線形式的三相過(guò)電壓保護(hù)器。所謂“三叉戟”接線形式,西安熱熔斷器是指過(guò)電壓保護(hù)裝置由4個(gè)參數(shù)相同的保護(hù)器構(gòu)成,其中3個(gè)保護(hù)器分別與三相連接并形成星形接線,第4個(gè)保護(hù)器設(shè)置在星形接線的三相連接點(diǎn)與接地點(diǎn)之間,以保證各相之間以及相與地之間保護(hù)器配置的均衡。
真空接觸器的控制回路應(yīng)滿足下列要求:1)控制電源電壓應(yīng)與廠用電控制系統(tǒng)電壓一致,采用直流11V或220V,也可以采用交流220V。專業(yè)熱熔斷器控制電壓應(yīng)不小于額定值的85%,也不應(yīng)大于額定值110%,分閘回路的控制電壓應(yīng)不超過(guò)額定值的120%。2)接觸器的最小合閘電壓應(yīng)不小于額定電壓的85%,最小跳閘電壓也應(yīng)不小于額定電壓的65%。3)熔斷器操作完成后,接觸器(電保持型接觸器除外)的合、跳閘線圈應(yīng)自動(dòng)斷開(kāi)合、跳閘回路。4)具有防止接觸器多次合跳的“防跳”功能。5)能監(jiān)控控制電源及跳閘回路、備用設(shè)備自動(dòng)投入回路的完好性。6)事故跳閘及備用設(shè)備投入應(yīng)有明顯的信號(hào)。7)真空接觸器的輔助觸頭的數(shù)量應(yīng)滿足控制和連鎖的要求。8)真空接觸器宜具有與開(kāi)關(guān)柜的機(jī)械防誤操作連鎖結(jié)構(gòu)。西安熱熔斷器根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),接觸器回路的“防跳”功能尤其重要。當(dāng)開(kāi)關(guān)柜或接觸器發(fā)生機(jī)械故障時(shí)發(fā)岀合閘命令(即合閘到故障點(diǎn)),此時(shí)如果缺少“防跳”回路或者“防跳”回路不完全,即使發(fā)出保護(hù)跳閘命令或者手動(dòng)跳閘命令。
為方便進(jìn)行設(shè)備絕緣試驗(yàn),過(guò)電壓保護(hù)裝置前宜設(shè)置可拆連接片。西安熱熔斷器F-C回路過(guò)電壓保護(hù)裝置,就設(shè)計(jì)思想來(lái)說(shuō),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(guò)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(diǎn)不接地和低電阻接地兩種型式,對(duì)于限制過(guò)電壓的保護(hù)措施也主要針對(duì)這兩種接地方式。阻容過(guò)電壓吸收器是F-C回路的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備的主要選擇之一,適用于中性點(diǎn)有效接地的配電系統(tǒng)中。從原理上講,阻容過(guò)電壓吸收器是最理想的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備,不僅可以限制過(guò)電壓幅值、保護(hù)電動(dòng)機(jī)主絕緣也能夠抑制過(guò)電壓陡度,保護(hù)電動(dòng)機(jī)的匝間絕緣。但在設(shè)計(jì)中按不同回路的不同阻容特性選擇阻容過(guò)電壓吸收器在操作上難度較大,這是限制阻容過(guò)電壓吸收器的一個(gè)重要原因。專業(yè)熱熔斷器氧化鋅過(guò)電壓限制器也是F-C回路的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備的主要選擇之氧化鋅過(guò)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(guò)電壓限制器可以限制操作過(guò)電壓幅值,保護(hù)電動(dòng)機(jī)及低壓變壓器的主絕緣,但其缺點(diǎn)是不能降低操作過(guò)電壓行波的陡度,不能有效保護(hù)電動(dòng)機(jī)繞組的匝間絕緣。
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