3~10kV電網(wǎng)的中性點接地方式包括傳統(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)、過電壓保護和絕緣配合、繼電保護構(gòu)成和跳閘方式、設(shè)備安全和人身安等諸多因素。定制高壓熔斷器下面簡要介紹幾種常用的接地方式及其對過電壓的影響。3~10kV電網(wǎng)的中性點接地方式可以簡單的歸納為單相故障時不(延時)跳閘和(立即)跳閘兩種類型。單相接地不跳閘的中性點接地方式包括不接地、經(jīng)消弧線圈接地和高電阻接地。過去國內(nèi)3~10kV電網(wǎng)大多采用這些接地方式,但隨著我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)電纜線路逐漸代替架空線和火力發(fā)電廠機組容量增大引起的電纜長度大幅增加,我國的3~10kV電網(wǎng)的中性點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)擴充改造的需要。實踐證明,單相接地故障不立即跳閘的接地方式,天津高壓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)。
火力發(fā)電廠中對不要求自起動的Ⅱ、Ⅲ類電動機和不能自起動的電動機一般設(shè)置0.5時限的低電壓保護;天津高壓熔斷器對于1類電動機,當裝有自動投入的備用機械時,或未保證人身和設(shè)備安全,在電源電壓長時間消失后須自動切除時,均應(yīng)裝設(shè)9-10s的低電壓保護。F-C回路中低電壓保護構(gòu)成方法如下:一是對真空接觸器由直流或直接由交流220V控制情況,由接于F-C柜上的綜合保護裝置通過檢測來自于母線TV的電壓信號實現(xiàn),接點作用于接觸器跳閘;二是對接觸器通過降壓變壓器(由一次回路直接降壓)交流控制情況,電保持型的真空接觸器本身具有低電壓保護功能,機械保持型的真空接觸器仍由接于F-C柜上的綜合保護裝置通過檢測來自于母線TV的電壓信號實現(xiàn)。定制高壓熔斷器由綜合保護裝置實現(xiàn)的低電壓保護設(shè)為兩段。低壓電保護一段動作電壓為動作時限為9s。式中Un為系統(tǒng)的額定電壓。斷相(不平衡)運行保護。FC回路故障時,由于熔斷器可能出現(xiàn)單相熔斷,為防止三相電壓不平衡的危害,F(xiàn)C回路需裝設(shè)此保護。目前F-C開關(guān)柜所采用的熔斷器均要求配撞擊器,撞擊器可實現(xiàn)上述保護撞擊器的作用是熔斷器熔斷時立即動作聯(lián)跳接觸器,避免設(shè)備非全相運行。
多采用中性點不接地的運行方式,在這種條件下使用阻容吸收器,由于相對地電容值增大,電容電流也將隨之大幅度增大,這時需重新考慮中性點接地的接地方式及零序保護的配置。當火力發(fā)電廠單機容量為300MW及以上時,高壓廠用電系統(tǒng)的單相接地電容電流較大,多采用中性點經(jīng)低電阻接地的方式,相對于大得多的低電阻接地的阻性電流來說,阻容吸收器電容電流的影響就不那么大了。定制高壓熔斷器所以在高壓廠用電系統(tǒng)的中性點采用低電阻接地的接地方式的大容量機組中,采用阻容吸收器作為限制過電壓的措施在理論上已經(jīng)成為了一種可行的措施,但針對不同系統(tǒng),其具體參數(shù)需要進一步的運行測試檢驗。制過電壓的保護措施及過電壓保護裝置的選針對中性點低電阻接地系統(tǒng),用于F-C回路的阻容過電壓吸收器可以采用不接地系統(tǒng)相同的電容值和電阻值,即可以取相間電容約為0.1~0.5F,相間電阻值約為100~500,相地電容約為0.2~1F,相地電阻值約為50~25002。由于天津高壓熔斷器單相接地故障時不存在相電壓升高為線電壓的問題,阻容過電壓吸收器宜采用星形接線方式,而不再是傳統(tǒng)上適用于中性點非接地系統(tǒng)的“三叉戟”型式。
限制過電壓的保護措施及過電壓保護裝置的選擇,限制過電壓的保護措施。如前所述,F(xiàn)-C回路的過電壓包括真空接觸器在開斷感性電流時產(chǎn)生的過電壓、真空接觸器觸頭分開瞬間可能產(chǎn)生的高頻電弧重燃過電壓、高壓限流熔斷器產(chǎn)生的會危害高壓電動機絕緣的熔斷電弧電壓。定制高壓熔斷器對這些過電壓應(yīng)采取措施限制其幅值和陡度,以免造成設(shè)備損壞在設(shè)備選擇上,熔斷器在滅弧過程中伴隨著電弧電壓而出現(xiàn)操作過電壓,此過電壓的幅值與開斷電流和熔體結(jié)構(gòu)有關(guān),而與工作電壓關(guān)系不是很大,制造廠家規(guī)定此電壓不超過兩倍相對地電壓,低于電動機和變壓器的絕緣強度,可以不加限制措施,但需在訂貨時向廠家明確此要求。如制造廠無法滿足該要求時,應(yīng)根據(jù)實際操作過電壓情況在過電壓保護和絕緣設(shè)計時按相關(guān)國家標準采取限制過電壓的措施,保護設(shè)備絕緣。另外,熔斷器不宜降壓使用。F-C回路過電壓保護裝置通常布置在F-C回路柜內(nèi),天津高壓熔斷器如果過電壓保裝置不能滿足保護設(shè)備絕緣的需要,則需要調(diào)整過電壓保護裝置的布置位置,將過電壓保護裝置置于電動機端以提高保護效果。
為避免阻礙新型熔斷器的未來發(fā)展,不同制造廠的熔斷器的特性曲線會存在差異。定制高壓熔斷器目前FC回路設(shè)備的制造廠和設(shè)備規(guī)格較多,不同型號設(shè)備之間的特性有一定差異,根據(jù)對各主要制造廠熔斷器特性曲線的比較,以系統(tǒng)電壓為6kV為例,可初步確定功率不超過1250kW的高壓電動機和容量不大于1600kVA的低壓廠用變壓器可以選用FC回路供電,并根據(jù)工程中采用的具體設(shè)備規(guī)范進行核算和調(diào)整。這個容量上限是按采用熱穩(wěn)定電流為4kA、4s的真空接觸器得出的并推薦同樣適用于真空接觸器熱穩(wěn)定電流為 6kA、4s 時,這主要是基于DL/T 5153《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程》中對 2000kW 及以上電動機和2000kVA 及以上變壓器有建議裝設(shè)差動保護的相關(guān)規(guī)定。F-C 回路由于熔斷器動作的不可操縱性而不能使用在要求設(shè)置差動保護的回路上,當采用熱穩(wěn)定電流為6kA、4s 的真空接觸器時雖然可以選擇額定電流更大的熔斷器并相應(yīng)提高供電負荷容量,但對于變壓器來說,1600kVA 以上即為2000kVA 等級,天津高壓熔斷器容量已沒有提升的余地;而對于電動機,根據(jù)目前火力發(fā)電廠的輔機情況,容量介于 1250~2000kW 之間的電動機數(shù)量很少,提升電動機回路容量上限的經(jīng)濟意義不大。
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,當高壓廠用電系統(tǒng)額定電壓為3kV或10kV時,天津高壓熔斷器采用F-C回路供電的電動機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 最大負荷的額定電流與可采用F-C 回路供電的6kV最大負荷的額定電流相等,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 的電動機容量為 625kW,10kV 系統(tǒng)為2083kW。定制高壓熔斷器由于F-C回路無法實現(xiàn)差動保護功能,當工程中對 2000kW 或 2000kVA 及以上設(shè)備裝設(shè)差動保護時,10kV 系統(tǒng)的供電負荷容量上限均小于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.其能供電的負荷無法達到表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配合,F(xiàn) -C回路中的培斷器作為保護電器,可在大的故障電流下通過斷開回路提供保護。
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