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高压电器-真空接触器与高压熔断器的配合

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-01-11  来源:知网  作者:王喆  浏览次数:510
核心提示:高压电器-F-C 回路中的高压熔断器具有较强的限流作用,在短路状态下,由于熔体元件的迅速熔化和灭弧,回路中的预期电流在未达到峰值以前即被切断。F-C回路的设备配置原则就利用了高压限流熔断器的这种限流作用,当回路故障电流较大时,由熔断器开断并限制故障电流的幅值提供保护,从而使回路中的其他导体和设备因为这种限流作用的保护而可以按较低短路耐受能力选择,降低造价。

1.真空接触器短路耐受能力与高压熔断器的配合
        高压电器-F-C 回路中的高压熔断器具有较强的限流作用,在短路状态下,由于熔体元件的迅速熔化和灭弧,回路中的预期电流在未达到峰值以前即被切断。F-C回路的设备配置原则就利用了高压限流熔断器的这种限流作用,当回路故障电流较大时,由熔断器开断并限制故障电流的幅值提供保护,从而使回路中的其他导体和设备因为这种限流作用的保护而可以按较低短路耐受能力选择,降低造价;较小的故障电流和工作电流由真空接触器操作,从而提高回路的使用寿命。因此,在 F-C 回路的选择设计中,关键的是限流熔断器的选择及其与接触器的动、热稳定配合,其中高压限流熔断器的开断特性和限流能力影响回路中其他导体与设备的选择,真空接触器的短路电流开断和耐受能力对熔断器的选择提出限制并决定了 F-C 回路的供电负荷容量上限。【高压熔断器
2.真空接触器的动稳定耐受能力与高压熔断器的配合
        采用真空断路器作为高压厂用电系统的开关装置时,由于真空断路器没有限流作用,当发生短路故障时,将流过正常的短路电流峰值,因此真空断路器回路设备的动稳定耐受能力规定为其额定开断电流的 2.5 倍,例如额定短路开断电流为 50kA 的真空断路器,其动稳定峰值耐受能力为 125kA。【真空接触器
        在 F-C 回路中,当发生短路故障时,限流熔断器能将大的故障电流在其达到峰值前开断,从而将zui终的故障电流限制得很小。当预期短路电流为 50kA 时,其zui终的切断电流峰值小于 50kA,与没有限流时的接近 125kA 相差很远。同时,对于大的故障电流,被熔断器切断后电流的波形仅为半波,所谓“半波”,是波形的半波,指由于熔断器的快速熔断,在预期短路电流还没有达到峰值前即完成开断,因此,在有限流作用的熔断器保护的回路中,其他设备的短路动稳定耐受能力可按熔断器的限流特性来选择。
        由前述对熔断器在短路电流下的工作状态分析可知,回路发生短路故障时,熔体元件在预期电流尚未达到峰值之前即迅速完成升温、熔化、蒸发、燃弧、熄弧等过程,且作用时间极短。
        选择真空接触器时,要求真空接触器应能承受和关合限流熔断器的切断电流,其动稳定电流应按不小于熔断器的zui大截止电流选择。由于高压限流熔断器的限流能力,真空接触器的动稳定耐受能力即可按限流熔断器的“截断电流峰值”也即限流后截断电流峰值校验。因此,真空接触器有yi项重要的参数,即半波允通电流,表示为接触器能耐受的半波,短路电流峰值,应能耐受40kA 或 50kA 半波、峰值电流的冲击。【真空接触器
        应当指出的是,在 F-C 回路中有yi种工况是应当考虑的,即当回路的出线上存在着短路且接触器断开的情况下,因断电情况下难以测定回路的状态,这时如用接触器合闸为负荷供电,接触器将关合受到熔断器限制的zui大切断电流。真空接触器的额定关合电流定义与真空断路器不同,真空断路器的额定短路关合电流是指额定短路电流中的zui高峰值,它等于额定短路开断电流值的2.5 倍,数值上与真空断路器能耐受的动稳定峰值电流相等;真空接触器的额定关合能力是在规定的关合条件下,接触器能够关合导电回路至稳定状态且不产生熔焊、触头过度烧蚀或过分明显的火光所确定的电流值,用电流的交流分量有效值表示。显然,按这种定义,关合由熔断器限制的zui大切断电流对真空接触器来说是yi种额外的要求,但现实中却可能遇到。为此,国内的相关标准已增加了对上述情景下的关合试验的要求,以防止接触器因关合短路电流而造成损坏。【真空接触器
3.真空接触器的热稳定耐受能力与高压熔断器的配合
        关于热稳定校验,shou先应该注意的是,通过熔断器的zui大动作焦耳积分随着预期电流的增加而减小,而按接触器与熔断器的配合,大于两者配合的保护交接点的电流都应由熔断器动作,由熔断器形成的保护曲线和熔断器焦耳积分特性来看,故障电流zui大热效应值应在保护交接点附近。【真空接触器
4.F-C回路的保护配置
        在高压限流熔断器串真空接触器组成的供电回路中,熔断器是保护设备,接触器是控制和保护设备。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,这种由熔断器和接触器辅以综合保护装置构成的供电回路与普通的断路器同时肩负控制和保护双重功能的供电回路有较大不同。即 F~C 回路的保护由yi次保护和二次保护共同完成。【真空接触器
        二次保护通常由综合保护装置来实现,近年来国内外研制了yi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。综合保护装置是yi种集多种保护功能于yi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,通常包括有速断、过负荷、断相(不平衡)、接地以及起动时间过长,低电压等多种保护,完全满足 F-C 回路保护(如过负荷、断相等)的需要。综合保护装置基本保护功能包括如下几方面:
(1)电流速断保护
          装置可设定速断高值与速断低值。高值为电动机启动过程中的速断定值,低值为电动机启动完成后,正常运行中的速断定值。电动机启动时间可在定值中设置,从而提高了速断保护的灵敏度。
(2)过负荷保护
主要用于防止电动机运行中的过负荷、不对称过负荷、断线等引起的过
热,可作为保护的后备。
(3)断相(不平衡)保护
         用于防止电动机电流严重不对称,产生较大的负序电流,从而造成转子过热,该保护可设两段定时限保护。
(4)负序过流保护
         启动结束后保护自动投入,作为电机电流不平衡的yi种保护。
(5)单相接地(零序过流)保护
         采用零序电流互感器获取电动机的电缆零序电流,构成单相接地保护。
(6)启动时间过长保护
        该保护主要用于保护电动机在启动时的堵转,电动机在规定的时间未启动时保护动作,其时限大于电机实际正常启动的zui长时限。
(7)低电压保护
        当电机任yi相电压低到整定值时,可动作于跳闸。
        综合保护装置的另yi特点是体积小,其外形尺寸通常与yi个反时限电流继电器尺寸相当,特别适合于安装在 F-C 柜上(F-C 柜的仪表室空间较小)。下面就 F-C 供电的两种典型情况对保护进行分析和说明。【真空接触器
参考文献:
[1] 沈兴元. 高压真空接触器yi高压限流熔断器组合电器在发电厂中的应用[J]. 电力设备,2006,7(2):72-75.
[2] 何利利. 高压真空接触器的发展[J]. 高压电器,2000(3):37-39.
[3] 李辛庚,傅敏. 真空电触头材料技术开发现状及展望[J]. 中国电力,2001,34(8):39-42.
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【1】高压开关电源设计
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