
近年来国内外研制了一系列的微机型综合保护装置,这些装置的特点恰好适应了F-C回路对保护的要求,下面针对电动机和低压变压器的保护分别加以分析和说明。专业高压熔断器为电动机供电的F-C回路保护配置,F-C回路供电的电动机,其容量一般在200kW以下,通常装设有下列保护:电流速断保护、过负荷保护、负序过流保护、单相接地保护、起动时间过长保护和低电压保护。此外,由于FC回路有单相断线可能(熔断器一相熔断),还应有断相(不平衡)保护。(1)电流速断保护。作为电动机定子绕组和回路供电电缆相间短路故障的保护。综合保护装置保护定值可设定速断高值与速断低值,高值为电动机起动过程中的速断定值,低值为电动机起动完成后,正常运行中的速断定值。电动机起动时间可在定值中设置,从而提高速断保护的灵敏度。(2)过负荷保护。主要用于防止电动机运行中因过负荷、不对称过负荷、断线等引起的过热,可作为保护的后备。(3)负序过流保护。作为电机电流不平衡的一种保护,电动机起动结束保护自动投入。

操作过电压对旋转电机绝缘安全造成的危害比对静止设备的严重,高压厂用电系统中电动机的绝缘水平低于输变电设备(变压器、断路器)的绝缘水平,每次严重的操作过电压冲击都会产生破坏性的超强暂态电场,它不仅加剧了电机内部局部放电和介质绝缘劣化过程,而且引起绕组电位分布不均,进一步诱发定子绝缘介质局部放电,当部分绕组上的电压超过其绝缘的承受能力,必将造成电机绝缘击穿的事故。专业高压熔断器低压干式变压器的安全运行和使用寿命,很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度会使绝缘破坏,这是导致变压器不能正常工作的原因之一。因此对变压器的运行温度的监测及其报警控制是十分重要的。低压干式变压器的绝缘散热情况与过载能力、环境温度、冷却方式过载前的负载情况(起始负载)和发热时间常数等有关。低压干式变压器冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。西安高压熔断器自然空气冷却时,变压器可在额定容量下长期连续运行;强迫空气冷却时,变压器输出容量可提高50%。

虽然短路时间超过 5×时,电缆已经可以考虑对外的散热过程,但允许温度下降的影响对电缆的热稳定性能具有决定作用。 影响电缆热稳定性的因素,电缆的热稳定性主要受热阻、热容、温升时间常数、外部条件的影响。专业高压熔断器热阻分为电缆热阻和外部媒介热阻,热阻是与材质及结构有关的固有特征,热阻越大,其散热性越差。热容与材料的热容系数有关,与材料的体积成正比,热容越大,温升所需的热量越多。电缆和外部媒质均有其温升时间常数,表征的是温度上升或下降至63.2%最终温度所需要的时间。电缆所处的外部条件,例如环境温度,通风状况,敷设方式等也都会对电缆的载流量和热稳定性产生影响。 西安高压熔断器F-C 回路电缆热稳定截面选择条件的确定,高压熔断器与真空接触器对回路形成联合保护时,以图 3-6 所示的电动机回路熔断器选择及配合曲线为例,当短路电流大于熔断器与真空接触器保护交接点电流时,由熔断器提供保护;小于交接点电流时,由真空接触器按照综合保护装置保护曲线动作提供保护。

在满足可靠性和下一段保护选择性的前提下,当在本段保护范围内发生短路时,F-C 回路应能在最短时间内切除故障,以防止熔断时间过长而加剧被保护电器的损坏。专业高压熔断器对于熔断器与负荷侧设备的保护配合,即低压厂用变压器回路熔断器与低压侧负荷断路器之间的保护配合,一般低压侧断路器选择性保护所设置的短延时时间不超过0.6s,可用低压厂用变压器低压侧三相短路时对应的高压侧电流值乘以可靠系数(可取 1.07~1.1)和低压母线上负荷断路器中短延时保护设定时间最长的时间在熔断器时间一电流特性曲线图上确定一点来校验,该点应位于已选择好的熔断器的时间一电流特性曲线左侧。该配合除低压厂用变压器低压侧短路由熔断器开断的回路外,其他回路可不用特殊考虑校验。西安高压熔断器F-C回路的继电保护,在F-C回路中,较大的故障电流由熔断器提供保护,较小的故障电流则由综合保护装置通过动作接触器加以补充,即F-C回路的保护由一次保护和二次保护共同完成。二次保护通常由综合保护装置来实现,综合保护装置是一种集多种保护功能于一体的保护装置,它几乎涵盖了所有电动机或低压变压器所需的保护。

火力发电厂中对不要求自起动的Ⅱ、Ⅲ类电动机和不能自起动的电动机一般设置0.5时限的低电压保护;西安高压熔断器对于1类电动机,当装有自动投入的备用机械时,或未保证人身和设备安全,在电源电压长时间消失后须自动切除时,均应装设9-10s的低电压保护。F-C回路中低电压保护构成方法如下:一是对真空接触器由直流或直接由交流220V控制情况,由接于F-C柜上的综合保护装置通过检测来自于母线TV的电压信号实现,接点作用于接触器跳闸;二是对接触器通过降压变压器(由一次回路直接降压)交流控制情况,电保持型的真空接触器本身具有低电压保护功能,机械保持型的真空接触器仍由接于F-C柜上的综合保护装置通过检测来自于母线TV的电压信号实现。专业高压熔断器由综合保护装置实现的低电压保护设为两段。低压电保护一段动作电压为动作时限为9s。式中Un为系统的额定电压。断相(不平衡)运行保护。FC回路故障时,由于熔断器可能出现单相熔断,为防止三相电压不平衡的危害,FC回路需装设此保护。目前F-C开关柜所采用的熔断器均要求配撞击器,撞击器可实现上述保护撞击器的作用是熔断器熔断时立即动作联跳接触器,避免设备非全相运行。

3kV、10kV 电压等级的高压熔断器在电流特性上与 6kV 等级的差别不大,当高压厂用电系统额定电压为3kV或10kV时,西安高压熔断器采用F-C回路供电的电动机和变压器的最大容量可暂按其额定电流与6kV系统初步确定的1250kW 电动机和 1600kVA 低压厂用变压器的额定电流相等原则来初步确定,再根据工程中采用的具体设备规范进行核算和调整。电流相等原则是指可采用 F-C 回路供电的 3、10kV 最大负荷的额定电流与可采用F-C 回路供电的6kV最大负荷的额定电流相等,例如6kV系统可采用F-C回路供电的最大电动机容量为1250kW,其额定电流为150.4A,则3kV系统可采用F-C 回路供电且额定电流为150.4A 的电动机容量为 625kW,10kV 系统为2083kW。专业高压熔断器由于F-C回路无法实现差动保护功能,当工程中对 2000kW 或 2000kVA 及以上设备装设差动保护时,10kV 系统的供电负荷容量上限均小于2000kW或2000kVA。另外,目前大部分制造厂生产的10kV等级高压熔断器电流较小.其能供电的负荷无法达到表4-2中给出的容量,实际设计中建议予以考虑。高压熔断器与真空接触器的保护配合,F -C回路中的培断器作为保护电器,可在大的故障电流下通过断开回路提供保护。

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