
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;石家庄热熔断器对于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。定制热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。

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。定制热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。

根据高压限流熔断器的焦耳积分特性,F-C 回路故障时故障电流越小,熔断器最小弧前焦耳积分值反而越大,当故障电流小于熔断器与接触器保护交接点电流时,由于综合保护装置的曲线所对应的开断时间低于熔断器的熔断时间,所以对应此电流的整个F-C回路的热效应值小于熔断器的焦耳积分值,因此故障时流过回路的最大热效应值应在保护交接点电流附近及所对应的时间。定制热熔断器实际工程中,F-C 回路的最大短路电流热效应即是熔断器与真空接触器的保护交接点处的焦耳积分值。由于选择熔断器时要躲过电动机的起动电流或变压器的励磁涌流的影响,对于变压器还应考虑低压侧电动机成组自起动的影响,因此,保护交接点所对应的时间一般在 2~30s之间。结合电缆的热稳定性能和保护交接点所对应的时间,可以确定选择电缆截面方法。根据电缆在过电流时的特性和耐受能力,当该交接点对应的动作时间小于5s时,电缆处于近似绝热状态,按该点对应的熔断器的最大动作热效应值,石家庄热熔断器再根据绝热状态下的电缆最小热稳定截面确定电缆截面,此时电缆的耐受温度为短路时允许温度(以交联聚乙烯绝缘电缆为例,为250℃)。

过电流保护,可满足变压器低压侧三相短路时的热稳定要求;曲线F相当于速断保护,用于在大的故障电流情况下,迅速切除变压器。负序电流保护。定制热熔断器一般负序电流一段保护作为两相短路的后备保护。负序电流一段保护电流整定值可按低压母线两相短路时灵敏系数不低于1.5的条件整定。厂变低压母线两相短路电流,折算到高压侧,A。负序电流一段保护动作时间t按与低厂变低压母线进线短延时保护动F-C回路的控制丝熔断前动作。瓦斯保护。瓦斯保护是针对油浸变压器内部故障的一种有效保护,随着故障的严重程度不同分别作用于发信号和跳闸。对F-C回路供电的油浸变压器,重瓦斯接点动作于跳真空接触器跳闸。受接触器额定开断电流的限制,当变压器内部故障而使故障电流大于综合保护装置的过流闭锁电流时,石家庄热熔断器综合保护装置将闭锁保护出口使接触器不动作,由高压熔断器来切除故障。温度保护。对于干式变压器,可设置温度保护,高温告警,超温动作于真空接触器跳闸,具体温度定值一般按变压器制造厂家要求设定。

阻容过电压吸收器的选择,阻容过电压吸收器由电阻与电容器等元件串联组成,是通过改变开断回路的阻抗参数来吸收过电压的能量,从理论上来说,石家庄热熔断器这是最理想的过电压保护措施。阻容吸收器可联接在FC回路断口之外的负载侧,阻容过电,研究人员曾进行过阻容过电压吸收器的配合试验,吸收器的参数为R=2502,Cb=0.33xF。开断空载电动机共进行24相次,截流值由不加吸收器前的21A降到10.5A,过电压倍数不超过2.33倍相电压,开断起动状态电动机也进行了24相次,测试表明,吸收器投入后高频振荡持续时间缩短,最大过电压为4倍相电压,但出现的几率由不加吸收器前的76.6%降到3.23%。可见阻容过电压吸收器对开断感应电动机的过电压具有较好的限制保护作用。定制热熔断器针对中性点不接地系统,实践表明,用于F-C回路的阻容过电压吸收器可以采用与“三叉戟”式避雷器相同的接线方式,可以取相地相间电容约为0.1~0.51F,相地相间电阻值约为100~5002。但是阻容吸收器的投入,也使6kV厂用电系统相对地电容值增加。以往由于国内发电机组的高压厂用电系统在接地电容电流满足要求的条件。

电弧的基本特性。定制热熔断器高压熔断器因供电回路故障发生熔断时,熔断器的电弧范围内一般由阴极压降区、阳极压降区和弧柱区等三部分组成。阴极压降区长度大约只有10mm,在这个区域的一端,电流是在金属蒸汽中流过;另一端,电流是在固体或液体金属的阴极上流过。阴极压降区的电压降大约为10V。阳极压降区长度大约也只有10-3mm,在这个区域的一端,电流是在金属蒸汽中流过;另一端,电流是在固体或液体金属的阳极上流过。跨在阳极压降区的电压,可以是由零至熔体材料的原子电离电位之间的任何值,般认为取熔体材料的电离电位较合理。弧柱区占据阴极压降区和阳极压降区之间的全部空间。石家庄热熔断器弧柱区温度很高,一般在绝对温度5000K以上。弧柱区可以认为是具有一定导电率的导体,其内部电场强度较低,这一段的电压与电弧燃烧的炽热程度、弧柱截面的大小、弧柱的长度等各种因素有关。其特点是电流大时,压降较小;电流小时,压降反而较大。维持电弧高温燃烧是由回路电感提倛主要能源,因为切断短路电流时,回路电感之中是储存有磁场能量的,该能量系维持电弧持续燃烧的主要能源。

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