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)低壓熔斷器實際工程中,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,上海低壓熔斷器再根據(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℃)。
雖然短路時間超過 5×?xí)r,電纜已經(jīng)可以考慮對外的散熱過程,但允許溫度下降的影響對電纜的熱穩(wěn)定性能具有決定作用。 影響電纜熱穩(wěn)定性的因素,電纜的熱穩(wěn)定性主要受熱阻、熱容、溫升時間常數(shù)、外部條件的影響。專業(yè)低壓熔斷器熱阻分為電纜熱阻和外部媒介熱阻,熱阻是與材質(zhì)及結(jié)構(gòu)有關(guān)的固有特征,熱阻越大,其散熱性越差。熱容與材料的熱容系數(shù)有關(guān),與材料的體積成正比,熱容越大,溫升所需的熱量越多。電纜和外部媒質(zhì)均有其溫升時間常數(shù),表征的是溫度上升或下降至63.2%最終溫度所需要的時間。電纜所處的外部條件,例如環(huán)境溫度,通風(fēng)狀況,敷設(shè)方式等也都會對電纜的載流量和熱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。 上海低壓熔斷器F-C 回路電纜熱穩(wěn)定截面選擇條件的確定,高壓熔斷器與真空接觸器對回路形成聯(lián)合保護(hù)時,以圖 3-6 所示的電動機(jī)回路熔斷器選擇及配合曲線為例,當(dāng)短路電流大于熔斷器與真空接觸器保護(hù)交接點電流時,由熔斷器提供保護(hù);小于交接點電流時,由真空接觸器按照綜合保護(hù)裝置保護(hù)曲線動作提供保護(hù)。
在滿足可靠性和下一段保護(hù)選擇性的前提下,當(dāng)在本段保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路時,F(xiàn)-C 回路應(yīng)能在最短時間內(nèi)切除故障,以防止熔斷時間過長而加劇被保護(hù)電器的損壞。專業(yè)低壓熔斷器對于熔斷器與負(fù)荷側(cè)設(shè)備的保護(hù)配合,即低壓廠用變壓器回路熔斷器與低壓側(cè)負(fù)荷斷路器之間的保護(hù)配合,一般低壓側(cè)斷路器選擇性保護(hù)所設(shè)置的短延時時間不超過0.6s,可用低壓廠用變壓器低壓側(cè)三相短路時對應(yīng)的高壓側(cè)電流值乘以可靠系數(shù)(可取 1.07~1.1)和低壓母線上負(fù)荷斷路器中短延時保護(hù)設(shè)定時間最長的時間在熔斷器時間一電流特性曲線圖上確定一點來校驗,該點應(yīng)位于已選擇好的熔斷器的時間一電流特性曲線左側(cè)。該配合除低壓廠用變壓器低壓側(cè)短路由熔斷器開斷的回路外,其他回路可不用特殊考慮校驗。上海低壓熔斷器F-C回路的繼電保護(hù),在F-C回路中,較大的故障電流由熔斷器提供保護(hù),較小的故障電流則由綜合保護(hù)裝置通過動作接觸器加以補充,即F-C回路的保護(hù)由一次保護(hù)和二次保護(hù)共同完成。二次保護(hù)通常由綜合保護(hù)裝置來實現(xiàn),綜合保護(hù)裝置是一種集多種保護(hù)功能于一體的保護(hù)裝置,它幾乎涵蓋了所有電動機(jī)或低壓變壓器所需的保護(hù)。
當(dāng)采用F-C 回路供電時,F(xiàn)-C回路的保護(hù)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(hù)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(hù)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(hù)的饋線電纜的熱穩(wěn)定截面的選擇方式。專業(yè)低壓熔斷器電纜熱穩(wěn)定條件,電纜的介質(zhì)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(nèi),即根據(jù)額定電流選擇電纜截面外,還應(yīng)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(jī)械強度都有了明顯提高。上海低壓熔斷器交聯(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(dá)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(guān)研究,電纜線芯溫度達(dá)到130℃時,可以運行200~2s0h。
由真空接觸器承擔(dān)一部分分?jǐn)喙δ埽溥^流閉鎖電流為的計算方法與式(55)相同。另外,上海低壓熔斷器由于變壓器回路合閘時會產(chǎn)生勵磁涌流,此時可考慮為電流速斷保護(hù)設(shè)置比較短的動作時限,以避開勵磁涌流的影響,提高直考慮空接觸器的動作范圍。中口接在相電流上的電流速斷保護(hù)的整定電流可按下列條件整定。首先故是應(yīng)躲過外部短路故障電流時流過保護(hù)的最大短路電流、整定電流I過流保護(hù)。過流保護(hù)作為速斷保護(hù)的后備保護(hù),接在相電流上的過流保護(hù)的整定電流按躲過變壓器所帶負(fù)荷中需要自啟動的電動機(jī)的最大啟動電流之和整定。根據(jù)有關(guān)變壓器標(biāo)準(zhǔn),變壓器低壓側(cè)三相短路時熱穩(wěn)定容許時間為2s,考慮到與下級保護(hù)的配合,保護(hù)裝置的動作時間應(yīng)在1.5s左右。專業(yè)低壓熔斷器該保護(hù)按躲過變壓器低壓側(cè)需自起動的電動機(jī)起動條件整定,動作時間取1.5s,同時應(yīng)注意保護(hù)與熔斷器時間一電流特性曲線F的交點對應(yīng)的電流值小于過流閉鎖電流IN。這樣,變壓器的保護(hù)由三段構(gòu)成:曲線E為過負(fù)荷保護(hù),由于是按變壓器的過負(fù)荷能力選擇,故可使其過負(fù)荷能力充分發(fā)揮。
隨著觸頭間隙進(jìn)一步加大,那時電壓擊穿將不再發(fā)生,電弧將最終熄滅。上海低壓熔斷器最終第n次高頻重燃電弧熄滅后,電動機(jī)上最大過電壓為6.2.2 低壓變壓器的絕緣特性低壓變壓器根據(jù)其絕緣類型,應(yīng)用較多的主要為低壓油浸式變壓器和低壓干式變壓器。低壓干式變壓器與低壓油浸式變壓器相比,具有布置維護(hù)方便和消防要求低等特點,因此已經(jīng)成為發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)設(shè)計的主要選擇。低壓干式變壓器中以紙絕緣和環(huán)氧樹脂兩種類型應(yīng)用最為廣泛。下面主要介紹這兩種低壓干式變壓器的一些絕緣特性。專業(yè)低壓熔斷器低壓干式變壓器的絕緣等級、絕緣允許最高溫度和絕緣允許溫升。電容電阻接入回路之后,負(fù)載側(cè)等值電容將起到變化,過電壓幅值將得到抑制。此外等值電容的增大,過電壓行波的陡度也將受到抑制。阻容過電壓吸收器的電阻,將增加高頻電弧重燃振蕩回路的阻尼,改變高頻振蕩發(fā)生的條件,消除高頻電弧重燃的機(jī)會,加速高頻電弧重燃過電壓的衰減。電纜的熱穩(wěn)定條件及影響因素,饋線動力電纜熱穩(wěn)定截面積的選擇是3~10kV 系統(tǒng)供電電纜截面積選擇的最主要因素。
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