氧化鋅過電壓限制器的選擇,目前絕大多數的廠家普遍采用氧化鋅過電壓限制器作為F-C回路的過電壓保護設備。專業限流熔斷器氧化鋅過電壓限制器由氧化鋅閥片疊加組成,具有十分優異的非線性伏一安特性。正常電壓作用下,泄漏電流只有幾十微安,實際上相當于一個對地絕緣的絕緣子,但在異常電壓發生時,它的電阻又非常小,過電壓行波過后,不存在工頻續流,是當前使用較多的限制過電壓設備。高壓廠用電系統的中性點接地方式,不論是中性點不接地還是經高阻抗接地的接地方式,都屬于中性點非有效接地系統。該系統過電壓限制器的選擇難度較大,限制器的運行條件比較苛刻。由于非有效接地系統允許系統帶單相接地故障持續運行2h,因此非故障相的持續運行電壓將升高√3倍,寧夏限流熔斷器過電壓限制器的工頻電壓耐受能力應按此條件選擇顯然,工頻電壓耐受能力要求越高,則過電壓限制器的額定電壓的選擇也相應越高,相反它的保護效果越差。氧化鋅過電壓限制器雖然可以限制操作過電壓,保護電動機及低壓變壓器的主絕緣。
單相接地保護。采用零序電流互感器獲取電動機的電纜零序電流構成單相接地保護。啟動時間過長保護。該保護主要用于保護電動機在啟動時的堵轉,電動機在規定的時間未完成起動時保護動作,其時限大于電機實際正常起動的最長時限。專業限流熔斷器低電壓保護。當電機任一相電壓低到整定值時,可動作于跳閘。斷相(不平衡)保護。用于防止電動機電流嚴重不對稱,產生較大的負序電流,從而造成轉子過熱,該保護可設兩段定時限保護。為電動機供電的FC回路保護整定計算,以1000kW泵類電動機為例,制造廠給出電動機額定電流為120.3A起動電流為750A,根據工藝系統技術特點其起動時間為6s,每小時起動2次。電流速斷保護。當回路發生短路故障時,由于短路電流較大,由電流速斷保護動作。FC回路的電流速斷保護由熔斷器提供,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。寧夏限流熔斷器F-C回路中的真空接觸器具有一定的短路電流分斷能力,為降低熔斷器的更換率,節省運行成本,FC回路中的真空接觸器宜承擔其分斷能力范圍內的速斷保護功能,這可以通過綜合保護裝置來實現。
操作過電壓對旋轉電機絕緣安全造成的危害比對靜止設備的嚴重,高壓廠用電系統中電動機的絕緣水平低于輸變電設備(變壓器、斷路器)的絕緣水平,每次嚴重的操作過電壓沖擊都會產生破壞性的超強暫態電場,它不僅加劇了電機內部局部放電和介質絕緣劣化過程,而且引起繞組電位分布不均,進一步誘發定子絕緣介質局部放電,當部分繞組上的電壓超過其絕緣的承受能力,必將造成電機絕緣擊穿的事故。專業限流熔斷器低壓干式變壓器的安全運行和使用壽命,很大程度上取決于變壓器繞組絕緣的安全可靠。繞組溫度超過絕緣耐受溫度會使絕緣破壞,這是導致變壓器不能正常工作的原因之一。因此對變壓器的運行溫度的監測及其報警控制是十分重要的。低壓干式變壓器的絕緣散熱情況與過載能力、環境溫度、冷卻方式過載前的負載情況(起始負載)和發熱時間常數等有關。低壓干式變壓器冷卻方式分為自然空氣冷卻(AN)和強迫空氣冷卻(AF)。寧夏限流熔斷器自然空氣冷卻時,變壓器可在額定容量下長期連續運行;強迫空氣冷卻時,變壓器輸出容量可提高50%。
真空接觸器的控制回路應滿足下列要求:1)控制電源電壓應與廠用電控制系統電壓一致,采用直流11V或220V,也可以采用交流220V。專業限流熔斷器控制電壓應不小于額定值的85%,也不應大于額定值110%,分閘回路的控制電壓應不超過額定值的120%。2)接觸器的最小合閘電壓應不小于額定電壓的85%,最小跳閘電壓也應不小于額定電壓的65%。3)熔斷器操作完成后,接觸器(電保持型接觸器除外)的合、跳閘線圈應自動斷開合、跳閘回路。4)具有防止接觸器多次合跳的“防跳”功能。5)能監控控制電源及跳閘回路、備用設備自動投入回路的完好性。6)事故跳閘及備用設備投入應有明顯的信號。7)真空接觸器的輔助觸頭的數量應滿足控制和連鎖的要求。8)真空接觸器宜具有與開關柜的機械防誤操作連鎖結構。寧夏限流熔斷器根據工程經驗,接觸器回路的“防跳”功能尤其重要。當開關柜或接觸器發生機械故障時發岀合閘命令(即合閘到故障點),此時如果缺少“防跳”回路或者“防跳”回路不完全,即使發出保護跳閘命令或者手動跳閘命令。
3~10kV電網的中性點接地方式包括傳統的不接地或經消弧線圈接地,以及電阻接地等多種接地方式。要確定電網的接地方式,必須綜合考慮供電安全可靠性和連續性、配電網和線路結構、過電壓保護和絕緣配合、繼電保護構成和跳閘方式、設備安全和人身安等諸多因素。專業限流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、經消弧線圈接地和高電阻接地。過去國內3~10kV電網大多采用這些接地方式,但隨著我國城鄉電網電纜線路逐漸代替架空線和火力發電廠機組容量增大引起的電纜長度大幅增加,我國的3~10kV電網的中性點采用不接地或消弧線圈接地方式的做法已經不能滿足電力工業建設發展和城市電網擴充改造的需要。實踐證明,單相接地故障不立即跳閘的接地方式,寧夏限流熔斷器有利于提高供電連續性特別適合于故障幾率高、絕緣可自行恢復的以架空線路為主的配電網,如農村和中小城市供電網。
但對于以電纜供電為主的中壓配電網,如大城市城區配電網、大中工礦企業配電網、中小型發電機電壓直配電網、大容量火力發電廠的高壓廠用電系統等,傳統的接地方式還有一些不足之處,主要有以下幾點:1)內過電壓倍數較高,可達3.5~4倍過電壓。間歇性電弧過電壓及諧振過電壓絕緣已經超過了避雷器允許承載能力,要求避開這兩種過電壓的發生和發展,從而需提高電網的整體絕緣水平。專業限流熔斷器對于具有大量高壓電動機的工礦企業和火力發電廠,配合較難實現。2)單相接地故障下,在升高的穩態電壓下運行時間在2h以上,不僅會導致絕緣早期老化,或在薄弱環節發生閃絡,引起多點故障,釀成斷路器異相開斷,惡化開斷條件。3)電纜為非自恢復絕緣,發生單相接地必是永久性故障,不允許繼續行,必須迅速切斷電源,避免擴大事故。所以主要由電纜線路組成的3~10kV電網,在電容電流超過10A(發電廠廠用電系統為7A)時,寧夏限流熔斷器宜采用中性點經電阻接地,單相接地故障立即跳閘的接地方式。由于立即跳閘而影響的供電連續性,則可從提高線路或設備的冗余度來解決,目前城網和大容量發電機組的高壓廠用電系統已經按此設置。
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