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置0.5時限的低電壓保護;陜西電力熔斷器對于1類電動機,當裝有自動投入的備用機械時,或未保證人身和設備安全,在電源電壓長時間消失后須自動切除時,均應裝設9-10s的低電壓保護。F-C回路中低電壓保護構成方法如下: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)。專業(yè)電力熔斷器由綜合保護裝置實現(xiàn)的低電壓保護設為兩段。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回路需裝設此保護。目前F-C開關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,避免設備非全相運行。
當采用F-C 回路供電時,F(xiàn)-C回路的保護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的饋線電纜的熱穩(wěn)定截面的選擇方式。專業(yè)電力熔斷器電纜熱穩(wěn)定條件,電纜的介質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,即根據(jù)額定電流選擇電纜截面外,還應保證電纜在短路,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,但耐熱性能機械強度都有了明顯提高。陜西電力熔斷器交聯(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)相關研究,電纜線芯溫度達到130℃時,可以運行200~2s0h。
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,當故障電流小于熔斷器與接觸器保護交接點電流時,由于綜合保護裝置的曲線所對應的開斷時間低于熔斷器的熔斷時間,所以對應此電流的整個F-C回路的熱效應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值應在保護交接點電流附近及所對應的時間。專業(yè)電力熔斷器實際工程中,F(xiàn)-C 回路的最大短路電流熱效應即是熔斷器與真空接觸器的保護交接點處的焦耳積分值。由于選擇熔斷器時要躲過電動機的起動電流或變壓器的勵磁涌流的影響,對于變壓器還應考慮低壓側電動機成組自起動的影響,因此,保護交接點所對應的時間一般在 2~30s之間。結合電纜的熱穩(wěn)定性能和保護交接點所對應的時間,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,當該交接點對應的動作時間小于5s時,電纜處于近似絕熱狀態(tài),按該點對應的熔斷器的最大動作熱效應值,陜西電力熔斷器再根據(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℃)。
由于合閘命令處于保持狀態(tài),接觸器的跳閘回路動作后,合閘命令會再次合閘,致使接觸器多次合跳,結果造成上一級開關設備保護跳閘,擴大事故范圍,造成發(fā)電廠停機等嚴重后果。因此在接觸器的控制回路中需配置完善的“防跳”回路。專業(yè)電力熔斷器測量、信號回路。火力發(fā)電廠中對于F-C回路的信號和測量回路要求,回路的設計應符合D/T5153《火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)程》和GB/T50063《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》有關的要求。F-C回路的測量儀表和變送器根據(jù)上述規(guī)范配置。FC回路的電流互感器配置應滿足保護和測量要求。目前,大多數(shù)F-C的控制回路采用直流控制電源。隨著綜合保護裝置的逐步發(fā)展,其對F-C回路的保護和補充功能越來越完善,多數(shù)F-C的供電回路均配有綜合保護裝置。陜西電力熔斷器本書以電動機負荷為例,給出一種F-C回路典型控制圖(圖5-3典型FC回路控制接線圖)。F-C回路典型控制圖控制電源采用直流110V,具有“防跳”功能及控制電源和跳合閘回路的監(jiān)視功能等,滿足真空接觸器的控制,信號和測量回路要求。
但是它不能降低操作過電壓行波的陡度,所以一般情況下不能保護電動機繞組的匝間絕緣。氧化鋅過電壓限制器的參數(shù)選擇。過電壓限制器額定電壓Uk的選擇。額定電壓U表征限制器兩端子之間允許的最大工頻電壓,限制器在該電壓下能夠可靠地工作。持續(xù)運行電壓Uc的選擇。專業(yè)電力熔斷器在沒有間隙的情況下,氧化鋅閥片在正常工況下,將長期處于相對地電壓的作用之下,并有泄漏電流流過。對于氧化鋅閥片而言,該電壓稱之為持續(xù)運行電壓U。持續(xù)運行電壓作用之下的泄漏電流稱為持續(xù)運行電流1,該電流必須嚴格控制,才能確保過電壓限制器有足夠長的工作壽命,所以持續(xù)運行電壓必須小于額定電壓非有效接地系統(tǒng)允許帶單相接地故障繼續(xù)運行2h,考慮到此時非故障相電壓的升高,有關部門規(guī)定,6kV廠用電中性點非有效接地方式系統(tǒng)氧化鋅過電壓限制器持續(xù)運行電壓由原標準4kV提高到7.6kV。陜西電力熔斷器對于中性點有效接地系統(tǒng)氧化鋅過電壓限制器持續(xù)運行電壓要大于系統(tǒng)額定電壓。工頻參考電壓U及工頻參考電流Im的選擇。工頻參考電壓即起始動作電壓,由該電壓開始,電流將隨電壓的升高而大幅度增加。
為防止撞擊器在動作時不可靠,產生斷相運行對設備造成危害,通常綜合保護裝置中還另外裝設斷相保護,與其出口動作接觸器,形成雙重保護。綜合保護裝置中斷相保護一般通過反映負序電流的變化而動作。專業(yè)電力熔斷器為變壓器供電的F-C回路保護配置,F(xiàn)-C回路供電的變壓器,其容量一般在200kVA以下,應裝設有電流速斷保護、過電流保護、過負荷保護、負序電流保護、接地保護、斷相保護、瓦斯保護(僅對油浸變壓器適用)、溫度保護(僅對干式變壓器適用)。(1)電流速斷保護。用作變壓器繞組的相間短路故障、中性點接地側繞組的接地故障以及引出線的相間故障、中性點接地側引出線的接地故障。(2)過流保護。用作變壓器及相鄰元件的相間短路故障保護。(3)過負荷保護。用作變壓器的對稱過負荷保護。(4)負序電流保護。用作變壓器負載不平衡、變壓器內部短路故障和外部的不對稱短路故障。(5)接地保護。陜西電力熔斷器變壓器中性點直接接地時,用零序電流保護構成變壓器的接地保護,用作變壓器外部接地故障和中性點直接接地繞組、引出線接地故障的后備保護。變壓器中性點不接地時,可用零序電壓保護構成變壓器的接地保護。
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