火力發(fā)電廠中對(duì)不要求自起動(dòng)的Ⅱ、Ⅲ類電動(dòng)機(jī)和不能自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)一般設(shè)置0.5時(shí)限的低電壓保護(hù);武漢MSD用熔斷器對(duì)于1類電動(dòng)機(jī),當(dāng)裝有自動(dòng)投入的備用機(jī)械時(shí),或未保證人身和設(shè)備安全,在電源電壓長(zhǎng)時(shí)間消失后須自動(dòng)切除時(shí),均應(yīng)裝設(shè)9-10s的低電壓保護(hù)。F-C回路中低電壓保護(hù)構(gòu)成方法如下:一是對(duì)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(hù)裝置通過檢測(cè)來自于母線TV的電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn),接點(diǎn)作用于接觸器跳閘;二是對(duì)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(hù)功能,機(jī)械保持型的真空接觸器仍由接于F-C柜上的綜合保護(hù)裝置通過檢測(cè)來自于母線TV的電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)。專業(yè)MSD用熔斷器由綜合保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)的低電壓保護(hù)設(shè)為兩段。低壓電保護(hù)一段動(dòng)作電壓為動(dòng)作時(shí)限為9s。式中Un為系統(tǒng)的額定電壓。斷相(不平衡)運(yùn)行保護(hù)。FC回路故障時(shí),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(shè)此保護(hù)。目前F-C開關(guān)柜所采用的熔斷器均要求配撞擊器,撞擊器可實(shí)現(xiàn)上述保護(hù)撞擊器的作用是熔斷器熔斷時(shí)立即動(dòng)作聯(lián)跳接觸器,避免設(shè)備非全相運(yùn)行。
為避免阻礙新型熔斷器的未來發(fā)展,不同制造廠的熔斷器的特性曲線會(huì)存在差異。專業(yè)MSD用熔斷器目前FC回路設(shè)備的制造廠和設(shè)備規(guī)格較多,不同型號(hào)設(shè)備之間的特性有一定差異,根據(jù)對(duì)各主要制造廠熔斷器特性曲線的比較,以系統(tǒng)電壓為6kV為例,可初步確定功率不超過1250kW的高壓電動(dòng)機(jī)和容量不大于1600kVA的低壓廠用變壓器可以選用FC回路供電,并根據(jù)工程中采用的具體設(shè)備規(guī)范進(jìn)行核算和調(diào)整。這個(gè)容量上限是按采用熱穩(wěn)定電流為4kA、4s的真空接觸器得出的并推薦同樣適用于真空接觸器熱穩(wěn)定電流為 6kA、4s 時(shí),這主要是基于DL/T 5153《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中對(duì) 2000kW 及以上電動(dòng)機(jī)和2000kVA 及以上變壓器有建議裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)的相關(guān)規(guī)定。F-C 回路由于熔斷器動(dòng)作的不可操縱性而不能使用在要求設(shè)置差動(dòng)保護(hù)的回路上,當(dāng)采用熱穩(wěn)定電流為6kA、4s 的真空接觸器時(shí)雖然可以選擇額定電流更大的熔斷器并相應(yīng)提高供電負(fù)荷容量,但對(duì)于變壓器來說,1600kVA 以上即為2000kVA 等級(jí),武漢MSD用熔斷器容量已沒有提升的余地;而對(duì)于電動(dòng)機(jī),根據(jù)目前火力發(fā)電廠的輔機(jī)情況,容量介于 1250~2000kW 之間的電動(dòng)機(jī)數(shù)量很少,提升電動(dòng)機(jī)回路容量上限的經(jīng)濟(jì)意義不大。
這一要求在火力發(fā)電廠的空壓機(jī)負(fù)荷控制中經(jīng)常體現(xiàn)。火力發(fā)電廠中的空壓機(jī)負(fù)荷因其控制條件復(fù)雜,通常由空壓機(jī)廠家配置成套控制柜,控制命令一般由控制柜發(fā)出,此時(shí)需明確對(duì)控制柜發(fā)出命令的要求,即跳閘命令和合閘命令需為獨(dú)立的兩個(gè)常開接點(diǎn),而不能由一個(gè)帶保持的命令替代。專業(yè)MSD用熔斷器真空接觸器的控制回路,控制電源。從真空接觸器控制電源方面,控制電源分為直流電源控制和交流電源控制兩類。直流電源控制的特點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單、可靠,缺點(diǎn)是直流饋線故障時(shí),影響回路操作。交流電源控制分為有隔離變壓器和無隔離變壓器兩種情況,前者控制電源源于相關(guān)的一次回路,直接從開關(guān)柜內(nèi)取得,獨(dú)立性好,在有無直流電源的場(chǎng)合均可使用。與直流電源控制相比,無隔離變壓器的交流控制電源不如有隔離變壓器的可靠,武漢MSD用熔斷器兩種交流控制接線的共同缺點(diǎn)是接線復(fù)雜、可靠性要差。控制要求。火力發(fā)電廠中對(duì)于F-C回路的控制要求,回路的設(shè)計(jì)應(yīng)符合DLT5153《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》有關(guān)的要求。
干式變壓器的強(qiáng)迫空氣冷卻運(yùn)行適用于斷續(xù)過負(fù)荷運(yùn)行,或應(yīng)急事故過負(fù)荷運(yùn)行,由于過負(fù)荷時(shí)負(fù)載損耗和阻抗電壓增幅較大,處于非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài),故不應(yīng)使其處于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)過負(fù)荷運(yùn)行。運(yùn)行中的低壓干式電變壓器要承受所加電場(chǎng)和空載損耗、負(fù)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(duì)絕緣的影響。專業(yè)MSD用熔斷器絕緣材料在電場(chǎng)強(qiáng)度、發(fā)熱及其他因素的影響下可導(dǎo)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(shí)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(gè)階段。初期擊穿可能是制造上的差錯(cuò),絕緣中存在弱點(diǎn)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(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng),絕緣老化的結(jié)果。在實(shí)際中,武漢MSD用熔斷器干式變壓器絕緣老化擊穿是絕緣中存在弱點(diǎn)、運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)等綜合作用的結(jié)果。干式變壓器絕緣長(zhǎng)期在電場(chǎng)作用下,將逐漸產(chǎn)生某些物理、化學(xué)變化,從而使介質(zhì)性能發(fā)生劣化,并隨運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)而最終導(dǎo)致絕緣擊穿,此過程稱為電老化。
近年來國(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)分別加以分析和說明。專業(yè)MSD用熔斷器為電動(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)、過負(fù)荷保護(hù)、負(fù)序過流保護(hù)、單相接地保護(hù)、起動(dòng)時(shí)間過長(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)過負(fù)荷保護(hù)。主要用于防止電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中因過負(fù)荷、不對(duì)稱過負(fù)荷、斷線等引起的過熱,可作為保護(hù)的后備。(3)負(fù)序過流保護(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。
但對(duì)于以電纜供電為主的中壓配電網(wǎng),如大城市城區(qū)配電網(wǎng)、大中工礦企業(yè)配電網(wǎng)、中小型發(fā)電機(jī)電壓直配電網(wǎng)、大容量火力發(fā)電廠的高壓廠用電系統(tǒng)等,傳統(tǒng)的接地方式還有一些不足之處,主要有以下幾點(diǎn):1)內(nèi)過電壓倍數(shù)較高,可達(dá)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(jīng)超過了避雷器允許承載能力,要求避開這兩種過電壓的發(fā)生和發(fā)展,從而需提高電網(wǎng)的整體絕緣水平。專業(yè)MSD用熔斷器對(duì)于具有大量高壓電動(dòng)機(jī)的工礦企業(yè)和火力發(fā)電廠,配合較難實(shí)現(xiàn)。2)單相接地故障下,在升高的穩(wěn)態(tài)電壓下運(yùn)行時(shí)間在2h以上,不僅會(huì)導(dǎo)致絕緣早期老化,或在薄弱環(huán)節(jié)發(fā)生閃絡(luò),引起多點(diǎn)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(fù)絕緣,發(fā)生單相接地必是永久性故障,不允許繼續(xù)行,必須迅速切斷電源,避免擴(kuò)大事故。所以主要由電纜線路組成的3~10kV電網(wǎng),在電容電流超過10A(發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)為7A)時(shí),武漢MSD用熔斷器宜采用中性點(diǎn)經(jīng)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(xù)性,則可從提高線路或設(shè)備的冗余度來解決,目前城網(wǎng)和大容量發(fā)電機(jī)組的高壓廠用電系統(tǒng)已經(jīng)按此設(shè)置。
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