干式变压器的强迫空气冷却运行适用于断续过负荷运行,或应急事故过负荷运行,由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大,处于非经济运行状态,故不应使其处于长时间连续过负荷运行。运行中的低压干式电变压器要承受所加电场和空载损耗、负载损耗等产生的热量,此外还有环境(如空气中的温度)对绝缘的影响。专业汽车用熔断器绝缘材料在电场强度、发热及其他因素的影响下可导致绝缘老化,并可能逐渐发展成绝缘击穿,使绝缘完全丧失电气性能。绝缘击穿的物理特性在时间上均呈概率分布,可分为初期击穿、突发性(偶发性)击穿及老化击穿3个阶段。初期击穿可能是制造上的差错,绝缘中存在弱点所致;突发性击穿是产品本来的性质确定的;老化击穿是随着运行时间的增长,绝缘老化的结果。在实际中,湖南汽车用熔断器干式变压器绝缘老化击穿是绝缘中存在弱点、运行时间增长等综合作用的结果。干式变压器绝缘长期在电场作用下,将逐渐产生某些物理、化学变化,从而使介质性能发生劣化,并随运行时间增长而最终导致绝缘击穿,此过程称为电老化。
电弧的基本特性。专业汽车用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。湖南汽车用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。
但对于以电缆供电为主的中压配电网,如大城市城区配电网、大中工矿企业配电网、中小型发电机电压直配电网、大容量火力发电厂的高压厂用电系统等,传统的接地方式还有一些不足之处,主要有以下几点:1)内过电压倍数较高,可达3.5~4倍过电压。间歇性电弧过电压及谐振过电压绝缘已经超过了避雷器允许承载能力,要求避开这两种过电压的发生和发展,从而需提高电网的整体绝缘水平。专业汽车用熔断器对于具有大量高压电动机的工矿企业和火力发电厂,配合较难实现。2)单相接地故障下,在升高的稳态电压下运行时间在2h以上,不仅会导致绝缘早期老化,或在薄弱环节发生闪络,引起多点故障,酿成断路器异相开断,恶化开断条件。3)电缆为非自恢复绝缘,发生单相接地必是永久性故障,不允许继续行,必须迅速切断电源,避免扩大事故。所以主要由电缆线路组成的3~10kV电网,在电容电流超过10A(发电厂厂用电系统为7A)时,湖南汽车用熔断器宜采用中性点经电阻接地,单相接地故障立即跳闸的接地方式。由于立即跳闸而影响的供电连续性,则可从提高线路或设备的冗余度来解决,目前城网和大容量发电机组的高压厂用电系统已经按此设置。
由于合闸命令处于保持状态,接触器的跳闸回路动作后,合闸命令会再次合闸,致使接触器多次合跳,结果造成上一级开关设备保护跳闸,扩大事故范围,造成发电厂停机等严重后果。因此在接触器的控制回路中需配置完善的“防跳”回路。专业汽车用熔断器测量、信号回路。火力发电厂中对于F-C回路的信号和测量回路要求,回路的设计应符合D/T5153《火力发电厂厂用电设计技术规程》和GB/T50063《电力装置的电测量仪表装置设计规范》有关的要求。F-C回路的测量仪表和变送器根据上述规范配置。FC回路的电流互感器配置应满足保护和测量要求。目前,大多数F-C的控制回路采用直流控制电源。随着综合保护装置的逐步发展,其对F-C回路的保护和补充功能越来越完善,多数F-C的供电回路均配有综合保护装置。湖南汽车用熔断器本书以电动机负荷为例,给出一种F-C回路典型控制图(图5-3典型FC回路控制接线图)。F-C回路典型控制图控制电源采用直流110V,具有“防跳”功能及控制电源和跳合闸回路的监视功能等,满足真空接触器的控制,信号和测量回路要求。
单相接地短路保护。变压器回路的单相接地短路保护系针对变压器低压侧单相接地短路的保护,该保护应装设下列保护之一:装在变压器低压侧中性线上的零序过电流保护;利用高压侧的过电流保护兼做低压侧单相接地短路保护。专业汽车用熔断器瓦斯保护。用来反映油浸式变压器的内部故障和漏油造成的油面降低,同时也能反映绕组的开焊故障。即使是匝数很少的短路故障,瓦斯保护同样能可靠保护。温度保护。对于干式变压器,可设置温度保护,高温告警,超温跳闸。为变压器供电的F-C回路保护整定计算,以1600kVA低压厂用变压器为例,变压器额定电压比为6/0.4kV,阻抗电压U4=6%,额定电流为154A,变压器低压侧电动机成组自起动电流为469A,考虑励磁涌流影响后,根据本文所述变压器回路熔断器的选择方法。速断保护。当回路发生短路故障时,由于短路电流较大,电流速断保护动作。电流速断保护由熔断器提供,湖南汽车用熔断器其动作特性即为回路所选择的高压限流熔断器的时间一电流特性曲线。与电动机保护类似,变压器的电流速断保护也可以利用综合保护装置的大电流闭锁功能。
永磁保持型接触器的控制。永磁保持是指借助于高性能永久磁铁与合闸接触器共同作用实现合闸,与跳闸接触器共同作用(产生的磁通与合闸相反)实跇闸;而靠水磁铁的永磁力使接触器保持在合闸状态的一种操作机构型式。在对上述三种型式接触器控制分析的基础上,现将各自特点归纳总如下。专业汽车用熔断器机械保持型的优点是可靠、节能,由于有单独的分闸线圈,更符合高压厂用电系统控制习惯,能完全满足对控制回路的基本要求,缺点是结构复杂,寿命略低。电保持型的优点是结构简单、寿命长,但在可靠性和节能方面不及机械保持型。由于结构特点,该型接触器接线不能完全满足对控制回路的要求,如不具备“防跳”功能等。湖南汽车用熔断器永磁保持型与常规电磁系统相比,具有动作电流小(因而灵敏度高)原材料消耗低、整机体积小等优点,缺点是高温下性能不稳定,抗冲击振动性能差。当真空接触器的操作机构采用机械保持时,对真空接触器的控制回路有一定要求,即控制回路中的分闸命令和合闸命令需为独立的常开接点。
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