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。专业熔断器座为电动机供电的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。
氧化锌过电压限制器的选择,目前绝大多数的厂家普遍采用氧化锌过电压限制器作为F-C回路的过电压保护设备。专业熔断器座氧化锌过电压限制器由氧化锌阀片叠加组成,具有十分优异的非线性伏一安特性。正常电压作用下,泄漏电流只有几十微安,实际上相当于一个对地绝缘的绝缘子,但在异常电压发生时,它的电阻又非常小,过电压行波过后,不存在工频续流,是当前使用较多的限制过电压设备。高压厂用电系统的中性点接地方式,不论是中性点不接地还是经高阻抗接地的接地方式,都属于中性点非有效接地系统。该系统过电压限制器的选择难度较大,限制器的运行条件比较苛刻。由于非有效接地系统允许系统带单相接地故障持续运行2h,因此非故障相的持续运行电压将升高√3倍,武汉熔断器座过电压限制器的工频电压耐受能力应按此条件选择显然,工频电压耐受能力要求越高,则过电压限制器的额定电压的选择也相应越高,相反它的保护效果越差。氧化锌过电压限制器虽然可以限制操作过电压,保护电动机及低压变压器的主绝缘。
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。专业熔断器座实际工程中,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,武汉熔断器座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℃)。
电动机的起动电流约为110~130A,比较过电压倍数,断路器与接触器是相当的。由此可见,真空接触器的正常运行方式,大量的操作是接通空载状态电流、开断电动机的额定或起动电流。操作过程中,必然伴随着过电压的发生,也必须采取可靠的限制过电压的措施,才能保证电动机等用电设备的绝缘不受损害。操作过电压分析。截流过电压。专业熔断器座真空接触器灭弧能力很强,开断高压感应电动机空载或额定电流时,工频电流在自然过零前往往提前熄灭,电流突然中断,形成截流现象。在负载侧电感和电容上剩余的磁场能量及电场能量将以过电压的形式释放出来。可以参照断路器开断感性负荷的分析方法来分析接触器截流过电压的发生过程,为了分析方便,这里将开断高压电动机的回路,解析成等值电路。武汉熔断器座接触器开断瞬间,负载侧电动机漏感中及等值电容上储存的磁场及电场能量将促使负载侧电感电容之间发生高频振荡。同样,电源侧也发生着电感电容之间的高频振荡,只是两者各自以自身的自振频率进行振荡。
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。专业熔断器座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)。武汉熔断器座自然空气冷却时,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%。
电源侧在电弧燃烧过程中也提供一部分能源。实际经验表明,预期电流最大的情况下,往往并不对应燃弧消耗能量的最大值,然而,最大弧能的条件一般出现在预期电流达到(3~4)I。为开始限流的预期电流值)时。专业熔断器座灭弧的基本原理。熔断器电弧的燃烧与熄灭,取决于弧道区域的游离与去游离的过程,当去游离过程大于游离过程时,电弧将熄灭。高压熔断器熔断且产生电弧时,在弧柱区的高温作用下,介质的分子和原子产生强烈运动,它们之间不断发生碰撞,游离出电子和正离子,即热游离。在电弧稳定燃烧的情况下,弧柱的温度很高,电弧电压和弧柱的电场强度则较低,这种情况下,弧柱的游离作用主要是靠热游离来维持。在发生游离过程的同时,还进行着带电质点减少的去游离过程。武汉熔断器座在稳定燃烧的电弧中,这两个过程处于动平衡状态。去游离的主要方式是复合和扩散。复合是异性带电质点的电荷彼此中和。显然,运动速度较低的带电质点更易于相互接近而复合。因此,设法降低电弧温度,是熄灭电弧的有效措施。
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