熔化過程帶有爆炸性,熔化的金屬和蒸汽立即深深地滲入到還處于冷態(tài)的石英砂中去,電弧很快熄滅,這一點正好和前述最大弧能條件相呼應(yīng)。專業(yè)熱熔斷器當(dāng)預(yù)期電流達(dá)到最大弧能的條件時,熔體元件在熔化前伴隨著各種熱傳導(dǎo),使周圍填料溫度已經(jīng)提高。熔體元件可能在某一處或幾處最薄弱的位置首先熔斷,形成高溫電弧,但周圍填料溫度較高,狹縫滅弧進(jìn)行較慢,直到熔化的長度達(dá)到滅弧的必須的空隙要求,才最終熄弧。操作過電壓的特點。高壓限流熔斷器在切斷故障的過程中,在它的端子上將出現(xiàn)瞬態(tài)異常電壓。它可以是峰值弧電壓,也可能是在瞬態(tài)恢復(fù)電壓時間內(nèi)出現(xiàn)的電壓。假定燃弧開始時,電流方向為正,要迫使電流下降,其變化率元必須為負(fù)。出現(xiàn)這種情況,必須是U1大于(e-iR。)。在燃弧開始時,這一條件尚不能滿足,電流將繼續(xù)上升一些,然后,電流才開始下降。為了盡快使電弧熄滅,太原熱熔斷器兩端電壓必須很大。F-C回路的過電壓分析,增加熔體元件的槽口數(shù)有助于增加電弧電壓U,因為這將形成幾個電弧相串聯(lián),但需要注意這種措施也應(yīng)受到一定限制,應(yīng)避免熔斷器兩端產(chǎn)生太高的過電壓。
干式變壓器運行中產(chǎn)生的中性點接地方式及其對過電壓保護(hù)的影響,損耗轉(zhuǎn)換為熱的形式,使絕緣的溫度升高,在較高溫度下絕緣會產(chǎn)生裂解,因此一般高溫將使電老化加速。如果絕緣材料的質(zhì)量或選擇達(dá)不到絕緣等級的要求,就會使絕緣壽命縮短,即絕緣的機(jī)械、電氣性能逐漸變壞,此過程即為熱老化。干式變壓器的損壞,一般多由熱老化開始,但絕緣中溫度分布是不同的,因此絕緣的熱老化主要決定于最熱點溫度。專業(yè)熱熔斷器干式變壓器運行中的工作溫度不應(yīng)超過絕緣材料允許溫度,從而使絕緣具有經(jīng)濟(jì)合理的壽命。由于絕緣材料存在某些缺陷,以及澆注工藝不夠完善造成的,在干式變壓器樹脂絕緣中總是存在氣隙或氣泡,從而導(dǎo)致絕緣中局部放電,它也是樹脂絕緣干式變壓器老化的主要因素。中性點接地方式及其對過電壓保護(hù)的影響,工礦企業(yè)3~10kV供電系統(tǒng)有中性點不接地、經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)電阻接地等多種中性點接地方式,系統(tǒng)中性點接地方式的不同將直接影響到系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平、太原熱熔斷器過電壓水平、過電壓保護(hù)元件的選擇、繼電保護(hù)方式系統(tǒng)的運行可靠性、通信干擾等各個方面3~10kV電網(wǎng)的中性點接地方式對過電壓及其保護(hù)器的選擇有較大影響。
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。專業(yè)熱熔斷器目前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(jī)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(jìn)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(jī)和2000kVA 及以上變壓器有建議裝設(shè)差動保護(hù)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(hù)的回路上,當(dāng)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(fù)荷容量,但對于變壓器來說,1600kVA 以上即為2000kVA 等級,太原熱熔斷器容量已沒有提升的余地;而對于電動機(jī),根據(jù)目前火力發(fā)電廠的輔機(jī)情況,容量介于 1250~2000kW 之間的電動機(jī)數(shù)量很少,提升電動機(jī)回路容量上限的經(jīng)濟(jì)意義不大。
永磁保持型接觸器的控制。永磁保持是指借助于高性能永久磁鐵與合閘接觸器共同作用實現(xiàn)合閘,與跳閘接觸器共同作用(產(chǎn)生的磁通與合閘相反)實跇閘;而靠水磁鐵的永磁力使接觸器保持在合閘狀態(tài)的一種操作機(jī)構(gòu)型式。在對上述三種型式接觸器控制分析的基礎(chǔ)上,現(xiàn)將各自特點歸納總?cè)缦隆?a href="/tag/%E4%B8%93%E4%B8%9A" target="_blank">專業(yè)熱熔斷器機(jī)械保持型的優(yōu)點是可靠、節(jié)能,由于有單獨的分閘線圈,更符合高壓廠用電系統(tǒng)控制習(xí)慣,能完全滿足對控制回路的基本要求,缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,壽命略低。電保持型的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、壽命長,但在可靠性和節(jié)能方面不及機(jī)械保持型。由于結(jié)構(gòu)特點,該型接觸器接線不能完全滿足對控制回路的要求,如不具備“防跳”功能等。太原熱熔斷器永磁保持型與常規(guī)電磁系統(tǒng)相比,具有動作電流小(因而靈敏度高)原材料消耗低、整機(jī)體積小等優(yōu)點,缺點是高溫下性能不穩(wěn)定,抗沖擊振動性能差。當(dāng)真空接觸器的操作機(jī)構(gòu)采用機(jī)械保持時,對真空接觸器的控制回路有一定要求,即控制回路中的分閘命令和合閘命令需為獨立的常開接點。
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(hù)的配置。當(dāng)火力發(fā)電廠單機(jī)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。專業(yè)熱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(jī)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(jìn)一步的運行測試檢驗。制過電壓的保護(hù)措施及過電壓保護(hù)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。由于太原熱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。
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)交接點電流時,由于綜合保護(hù)裝置的曲線所對應(yīng)的開斷時間低于熔斷器的熔斷時間,所以對應(yīng)此電流的整個F-C回路的熱效應(yīng)值小于熔斷器的焦耳積分值,因此故障時流過回路的最大熱效應(yīng)值應(yīng)在保護(hù)交接點電流附近及所對應(yīng)的時間。專業(yè)熱熔斷器實際工程中,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)交接點處的焦耳積分值。由于選擇熔斷器時要躲過電動機(jī)的起動電流或變壓器的勵磁涌流的影響,對于變壓器還應(yīng)考慮低壓側(cè)電動機(jī)成組自起動的影響,因此,保護(hù)交接點所對應(yīng)的時間一般在 2~30s之間。結(jié)合電纜的熱穩(wěn)定性能和保護(hù)交接點所對應(yīng)的時間,可以確定選擇電纜截面方法。根據(jù)電纜在過電流時的特性和耐受能力,當(dāng)該交接點對應(yīng)的動作時間小于5s時,電纜處于近似絕熱狀態(tài),按該點對應(yīng)的熔斷器的最大動作熱效應(yīng)值,太原熱熔斷器再根據(jù)絕熱狀態(tài)下的電纜最小熱穩(wěn)定截面確定電纜截面,此時電纜的耐受溫度為短路時允許溫度(以交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜為例,為250℃)。
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