干式變壓器的強迫空氣冷卻運行適用于斷續(xù)過負荷運行,或應(yīng)急事故過負荷運行,由于過負荷時負載損耗和阻抗電壓增幅較大,處于非經(jīng)濟運行狀態(tài),故不應(yīng)使其處于長時間連續(xù)過負荷運行。運行中的低壓干式電變壓器要承受所加電場和空載損耗、負載損耗等產(chǎn)生的熱量,此外還有環(huán)境(如空氣中的溫度)對絕緣的影響。專業(yè)電力熔斷器絕緣材料在電場強度、發(fā)熱及其他因素的影響下可導致絕緣老化,并可能逐漸發(fā)展成絕緣擊穿,使絕緣完全喪失電氣性能。絕緣擊穿的物理特性在時間上均呈概率分布,可分為初期擊穿、突發(fā)性(偶發(fā)性)擊穿及老化擊穿3個階段。初期擊穿可能是制造上的差錯,絕緣中存在弱點所致;突發(fā)性擊穿是產(chǎn)品本來的性質(zhì)確定的;老化擊穿是隨著運行時間的增長,絕緣老化的結(jié)果。在實際中,太原電力熔斷器干式變壓器絕緣老化擊穿是絕緣中存在弱點、運行時間增長等綜合作用的結(jié)果。干式變壓器絕緣長期在電場作用下,將逐漸產(chǎn)生某些物理、化學變化,從而使介質(zhì)性能發(fā)生劣化,并隨運行時間增長而最終導致絕緣擊穿,此過程稱為電老化。
負序電流保護。太原電力熔斷器負序電流保護可以對電動機反相運行、斷相運行匝間短路、電壓不對稱等異常情況進行保護,負序電流保護通常分為兩段。負序一段保護電流值按躲過區(qū)外不對稱短路時電動機負序反饋電流和電動機啟動時由于互感器的誤差以及暫態(tài)特性出現(xiàn)的負序電流。當綜合保護裝置提供負序反相閉鎖功能時,動作時限可取(0.5-1)s,否則延時需要適當加長為5~6s,以躲過電動機外部兩相短路故障產(chǎn)生的負序電流引起的誤動作。專業(yè)電力熔斷器負序二段保護電流值按躲過正常運行時可能的最大負序電動作時限一般取大于電動機啟動時間。單相接地保護。目前,綜合保護裝置多提供有單相接地保護,有些裝置接地電流值可以整定得很低,完全可以滿足保護的靈敏度要求。中性點不接地時,接地保護的電流動作值應(yīng)躲過外部單相接地時電動機的電容電流。起動時間過長保護。電動機起動時間過長會造成電動機過熱,因此起動時間過長保護作用于跳閘。低電壓保護。當供電電壓降低或者供電短時中斷后,為防止電動機自啟動時使供電電壓進一步降低,以致造成重要電動機自起動困難。
單相接地短路保護。變壓器回路的單相接地短路保護系針對變壓器低壓側(cè)單相接地短路的保護,該保護應(yīng)裝設(shè)下列保護之一:裝在變壓器低壓側(cè)中性線上的零序過電流保護;利用高壓側(cè)的過電流保護兼做低壓側(cè)單相接地短路保護。專業(yè)電力熔斷器瓦斯保護。用來反映油浸式變壓器的內(nèi)部故障和漏油造成的油面降低,同時也能反映繞組的開焊故障。即使是匝數(shù)很少的短路故障,瓦斯保護同樣能可靠保護。溫度保護。對于干式變壓器,可設(shè)置溫度保護,高溫告警,超溫跳閘。為變壓器供電的F-C回路保護整定計算,以1600kVA低壓廠用變壓器為例,變壓器額定電壓比為6/0.4kV,阻抗電壓U4=6%,額定電流為154A,變壓器低壓側(cè)電動機成組自起動電流為469A,考慮勵磁涌流影響后,根據(jù)本文所述變壓器回路熔斷器的選擇方法。速斷保護。當回路發(fā)生短路故障時,由于短路電流較大,電流速斷保護動作。電流速斷保護由熔斷器提供,太原電力熔斷器其動作特性即為回路所選擇的高壓限流熔斷器的時間一電流特性曲線。與電動機保護類似,變壓器的電流速斷保護也可以利用綜合保護裝置的大電流閉鎖功能。
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(jié)果造成上一級開關(guān)設(shè)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(shè)計應(yīng)符合D/T5153《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程》和GB/T50063《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》有關(guān)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(yīng)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。太原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。
采用氧化鋅過電壓限制器作為F-C回路的過電壓保護設(shè)備時可以考慮設(shè)置間隙。帶串聯(lián)間隙氧化鋅過電壓限制器解決了持續(xù)運行電壓和荷電率過高而導致的閥片老化甚至爆炸的難題。帶串聯(lián)間隙氧化鋅過電壓限制器增加了氧化鋅閥片的持續(xù)運行電壓的裕度,保證了限制器的工作壽命,殘壓較低,保護性能較好。專業(yè)電力熔斷器F-C回路的過電壓與系統(tǒng)中性點接地方式密切相關(guān),設(shè)計中應(yīng)區(qū)別對待不同的中性點接地方式選擇過電壓保護設(shè)備配置方式。對中性點經(jīng)低電阻接地的配電系統(tǒng),過電壓保護器的相地及相間保護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電壓保護器。對中性點不接地、經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)高電阻接地的配電系統(tǒng),過電壓保護器的相地及相間保護電壓均按配電系統(tǒng)的線電壓選擇,當前應(yīng)用比較廣泛的是“三叉戟”接線形式的三相過電壓保護器。所謂“三叉戟”接線形式,太原電力熔斷器是指過電壓保護裝置由4個參數(shù)相同的保護器構(gòu)成,其中3個保護器分別與三相連接并形成星形接線,第4個保護器設(shè)置在星形接線的三相連接點與接地點之間,以保證各相之間以及相與地之間保護器配置的均衡。
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