近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研制了一系列的微機(jī)型綜合保護(hù)裝置,這些裝置的特點(diǎn)恰好適應(yīng)了F-C回路對(duì)保護(hù)的要求,下面針對(duì)電動(dòng)機(jī)和低壓變壓器的保護(hù)分別加以分析和說(shuō)明。定制熔斷器座為電動(dòng)機(jī)供電的F-C回路保護(hù)配置,F(xiàn)-C回路供電的電動(dòng)機(jī),其容量一般在200kW以下,通常裝設(shè)有下列保護(hù):電流速斷保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、負(fù)序過(guò)流保護(hù)、單相接地保護(hù)、起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)和低電壓保護(hù)。此外,由于FC回路有單相斷線可能(熔斷器一相熔斷),還應(yīng)有斷相(不平衡)保護(hù)。(1)電流速斷保護(hù)。作為電動(dòng)機(jī)定子繞組和回路供電電纜相間短路故障的保護(hù)。綜合保護(hù)裝置保護(hù)定值可設(shè)定速斷高值與速斷低值,高值為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中的速斷定值,低值為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完成后,正常運(yùn)行中的速斷定值。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間可在定值中設(shè)置,從而提高速斷保護(hù)的靈敏度。(2)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。主要用于防止電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中因過(guò)負(fù)荷、不對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷、斷線等引起的過(guò)熱,可作為保護(hù)的后備。(3)負(fù)序過(guò)流保護(hù)。作為電機(jī)電流不平衡的一種保護(hù),電動(dòng)機(jī)起動(dòng)結(jié)束保護(hù)自動(dòng)投入。
擴(kuò)散是弧柱內(nèi)自由電子、正離子逸出弧柱以外,到周?chē)浣橘|(zhì)中去的過(guò)程。擴(kuò)散是由于帶電質(zhì)點(diǎn)的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),以及空間電荷的分布不均勻,使電弧中的高溫離子由密集的空間向密度小,溫度低的方向擴(kuò)散。定制熔斷器座電弧和周?chē)橘|(zhì)的溫度差以及離子濃度差越大擴(kuò)散作用也越強(qiáng)。擴(kuò)散出來(lái)的離子,因冷卻而相互結(jié)合,成為中性質(zhì)點(diǎn)顯然,如果游離過(guò)程大于去游離過(guò)程,電弧將繼續(xù)燃燒,并越燒越旺,如果去游離過(guò)程大于游離過(guò)程,電弧便越來(lái)越小,最后電弧將熄滅。由此分析,熄滅電弧的基本方法是設(shè)法冷卻電弧,設(shè)法加強(qiáng)復(fù)合和擴(kuò)散形成的去游離過(guò)程。高壓限流熔斷器熄滅電弧的基本原理,就是當(dāng)熔體元件熔化而出現(xiàn)電弧后,迫使電弧深入到周?chē)盍鲜⑸皹?gòu)成的縫隙中去,根據(jù)狹縫滅弧原理,電弧與石英砂緊密接觸,使電弧急劇冷卻,從而迫使電流急劇下降到零。當(dāng)預(yù)期電流非常大,熔體元件熔化、蒸發(fā)、出現(xiàn)間隙及電弧時(shí),這一過(guò)程在非常短的時(shí)間之內(nèi)就已經(jīng)完成,熔體元件在來(lái)不及向周?chē)盍鲜⑸皞鳠岬那闆r下,就已經(jīng)熔斷并形成電弧。
電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流或突然投入電流的時(shí)間一電流特性應(yīng)在綜合保護(hù)裝置的最小動(dòng)作特性以下,以免真空接觸器誤動(dòng)作。對(duì)于變壓器類(lèi)負(fù)荷,當(dāng)變壓器低壓側(cè)或變壓器內(nèi)部發(fā)生故障由真空接觸器動(dòng)作時(shí),熔斷器宜能對(duì)變壓器低壓側(cè)的短路故障進(jìn)行保護(hù),熔斷器的最小開(kāi)斷電流宜低于預(yù)期短路電流。定制熔斷器座對(duì)于廠用電系統(tǒng)中裝有接地跳閘保護(hù)時(shí),應(yīng)注意中性點(diǎn)接地方式及中性點(diǎn)接地設(shè)備的選擇,以避免出現(xiàn)在電流大于真空接觸器額定開(kāi)斷電流時(shí)真空接觸器跳合閘,具體的選擇方式可參照 DL/T 5153《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》。天津熔斷器座在與上下級(jí)電源進(jìn)行保護(hù)配合時(shí),為了保證F-C回路保護(hù)具有選擇性,電源樹(shù)斷路器綜合保護(hù)裝置的動(dòng)作特性要在熔斷器時(shí)間一電流特性曲線的右側(cè),負(fù)荷側(cè)設(shè)備的保護(hù)裝置的動(dòng)作特性要在熔斷器時(shí)間一電流特性曲線左側(cè)。對(duì)于熔斷器與電源側(cè)保護(hù)的配合,發(fā)電廠內(nèi)是F-C回路保護(hù)與高壓廠用母線進(jìn)線回路保護(hù)的配合,該進(jìn)線回路的保護(hù)特性為綜合保護(hù)裝置提供的由多條保護(hù)曲線構(gòu)成的曲線族,一般不用特殊考慮,可在調(diào)試階段由調(diào)試單位確定。
F-C回路的控制,真空接觸器的操作機(jī)構(gòu)。F-C回路以真空接觸器作為操作設(shè)備,真空接觸器普遍采用彈簧操作機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)按保持方式又可分為機(jī)械保持和電保持兩種形式。除彈簧操作機(jī)構(gòu)外,真空接觸器也可以采用水磁型操作機(jī)構(gòu),并利用永磁鐵保持。機(jī)械保持型接觸器的控制。機(jī)械保持是指當(dāng)向接觸器發(fā)出合閘指令、合閘電磁鐵的銜鐵完全吸合后,通過(guò)機(jī)械鎖扣裝置的作用將接觸器保持在合閘狀態(tài)。定制熔斷器座由于機(jī)械鎖扣裝置的作用,即使斷開(kāi)電磁鐵的勵(lì)磁電源,接觸器仍能保持在合閘狀態(tài)。跳閘時(shí),通過(guò)另外設(shè)置的分閘線圈勵(lì)磁,使機(jī)械保持解除,接觸器釋放。真空接觸器的操作電磁鐵,在設(shè)計(jì)上為取得好的力學(xué)特性,多采用直流勵(lì)磁。接觸器的操作電源有交流和直流之分,當(dāng)操作電源為交流時(shí),為滿足直流電磁鐵的要求,需有整流裝置實(shí)現(xiàn)交流直流的轉(zhuǎn)換。電保持型接觸器的控制。電保持就是接觸器的合閘是由合閘電磁鐵產(chǎn)生的電磁力實(shí)現(xiàn)和保持,該保持電流小于合閘電流。跳閘時(shí),使合閘電磁鐵去磁,在分閘彈簧的作用下,天津熔斷器座接觸器主觸頭迅速分開(kāi)。
熔化過(guò)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(diǎn)正好和前述最大弧能條件相呼應(yīng)。定制熔斷器座當(dāng)預(yù)期電流達(dá)到最大弧能的條件時(shí),熔體元件在熔化前伴隨著各種熱傳導(dǎo),使周?chē)盍蠝囟纫呀?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?chē)盍蠝囟容^高,狹縫滅弧進(jìn)行較慢,直到熔化的長(zhǎng)度達(dá)到滅弧的必須的空隙要求,才最終熄弧。操作過(guò)電壓的特點(diǎn)。高壓限流熔斷器在切斷故障的過(guò)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(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的電壓。假定燃弧開(kāi)始時(shí),電流方向?yàn)檎?,要迫使電流下降,其變化率元必須為?fù)。出現(xiàn)這種情況,必須是U1大于(e-iR。)。在燃弧開(kāi)始時(shí),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(kāi)始下降。為了盡快使電弧熄滅,天津熔斷器座兩端電壓必須很大。F-C回路的過(guò)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?yàn)檫@將形成幾個(gè)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(guò)電壓。
操作過(guò)電壓對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣安全造成的危害比對(duì)靜止設(shè)備的嚴(yán)重,高壓廠用電系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的絕緣水平低于輸變電設(shè)備(變壓器、斷路器)的絕緣水平,每次嚴(yán)重的操作過(guò)電壓沖擊都會(huì)產(chǎn)生破壞性的超強(qiáng)暫態(tài)電場(chǎng),它不僅加劇了電機(jī)內(nèi)部局部放電和介質(zhì)絕緣劣化過(guò)程,而且引起繞組電位分布不均,進(jìn)一步誘發(fā)定子絕緣介質(zhì)局部放電,當(dāng)部分繞組上的電壓超過(guò)其絕緣的承受能力,必將造成電機(jī)絕緣擊穿的事故。定制熔斷器座低壓干式變壓器的安全運(yùn)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(guò)絕緣耐受溫度會(huì)使絕緣破壞,這是導(dǎo)致變壓器不能正常工作的原因之一。因此對(duì)變壓器的運(yùn)行溫度的監(jiān)測(cè)及其報(bào)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(guò)載能力、環(huán)境溫度、冷卻方式過(guò)載前的負(fù)載情況(起始負(fù)載)和發(fā)熱時(shí)間常數(shù)等有關(guān)。低壓干式變壓器冷卻方式分為自然空氣冷卻(AN)和強(qiáng)迫空氣冷卻(AF)。天津熔斷器座自然空氣冷卻時(shí),變壓器可在額定容量下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行;強(qiáng)迫空氣冷卻時(shí),變壓器輸出容量可提高50%。
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