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高壓交流熔斷器的合理選用

   2007年11月09日 16:20  
 熔斷器是電力系統(tǒng)中過(guò)載和短路故障的保護(hù)設(shè)備。其原理是當(dāng)電流超過(guò)給定值一定時(shí)間,熔化一個(gè)或幾個(gè)特殊設(shè)計(jì)配合的熔件,分?jǐn)嚯娐返钠骷?。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格便宜、維護(hù)方便、保護(hù)動(dòng)作可靠和消除短路故障時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。其分類一般如表1所示。

表1 熔斷器分類表

分類方式 分類名稱 性能 限流式、非限流式 保護(hù)范圍 一般、后備、全范圍 熄弧方式 角壯式(大氣中熄弧)、石英砂填料、噴射式、真空等 安裝場(chǎng)所 戶外、戶內(nèi) 保護(hù)對(duì)象 變壓器、電動(dòng)機(jī)、電壓互感器、單臺(tái)并聯(lián)電容器、電容器組、電容器組、供電回路等 結(jié)構(gòu) 型式 插入式、母線式、跌落式、非跌落式、混合式等 極數(shù) 單極、三級(jí) 底座絕緣子 單柱、雙柱

2 高壓交流熔斷器的選擇

  2.1 型式的選擇

  在3~35kV的電站和變電所常用的高壓熔斷器有兩大類:一類是戶內(nèi)高壓限流熔斷器,zui高額定電壓能達(dá)40.5kV,常用的型號(hào)有RN1、RN3、RN5、XRNM1、XRNT1、XRNT2、XRNT3型,主要用于保護(hù)電力線路、電力變壓器和電力電容器等設(shè)備的過(guò)載和短路;RN2和RN4型額定電流均為0.,為保護(hù)電壓互感器的熔斷器。另一類是戶外高壓噴射式熔斷器,此類熔斷器在熔體熔斷產(chǎn)生電弧時(shí),需要等待電流過(guò)零時(shí)才能開斷電路,無(wú)限流作用。常用的型號(hào)有RW3、RW4、RW7、RW9、RW10、RW11、RW12、RW13型等,其作用除與RN1型相同外,在一定條件下還可以分?jǐn)嗪完P(guān)合空載架空線路、空載變壓器和小負(fù)荷電流。RW10-35/0.5型為保護(hù)區(qū)35kV電壓互感器的戶外產(chǎn)品。所以根據(jù)熔斷器的型式和不同的保護(hù)對(duì)象來(lái)選擇。

  2.2 按工作電壓選擇

  (1) 一般條件:

Ue≥Uwe

式中 Ue——熔斷器額定電壓

   Uwe——安裝處電網(wǎng)額定電壓

即熔斷器的額定電壓(kV)應(yīng)不小于熔斷器安裝處電網(wǎng)額定電壓(kV)。

  (2) 對(duì)于限流型熔斷器:

  以石英砂作為熔斷器填充物的限流型熔斷器只能按Ue=Uwe的條件選擇,這種情況下此類熔斷器熔斷產(chǎn)生的zui大過(guò)電壓倍數(shù)限制在規(guī)定的2.5倍相電壓之內(nèi),此值并未*一電壓等級(jí)電器的絕緣水平。如果熔斷器使用在工作電壓低于其額定電壓的電網(wǎng)中,過(guò)電壓倍數(shù)造成威脅可能增大3.5~4。

  2.3 按工作電流及保護(hù)特性選擇

  (1) 一般條件:

Ie≥Ije≥Ig·zd

式中 Ie——熔斷器熔管的額定電流,A

   Ije——熔斷器熔體的額定電流,A

   Ig·zd——回路zui大持續(xù)工作電流,A

  此條件為選擇熔斷器額定電流的總體要求,其中熔體額定電流的選擇zui為重要,它的選擇與其熔斷特性有關(guān),應(yīng)能滿足保護(hù)的可靠性、選擇性和靈敏度要求。

  (2) 具體情況:

 ?、俦Wo(hù)配電設(shè)備(即35kV及以下電力變壓器):

Ije=KIb·zd

式中 Ib·zd——變壓器回路zui大持續(xù)工作電流,A

   K——可靠系數(shù),不考慮電機(jī)自起動(dòng)時(shí),取1.1~1.3;考慮電機(jī)自起動(dòng)時(shí),

   取1.5~2.0

  按此條件選擇可確保變壓器在通過(guò)zui大持續(xù)工作電流,通過(guò)變壓器勵(lì)磁涌流,電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)或保護(hù)范圍以外短路產(chǎn)生的沖擊電流時(shí)熔件不熔斷,而且能保證前后級(jí)保護(hù)動(dòng)作的選擇性以及本段范圍內(nèi)短路能以zui短時(shí)間切除故障。

  ②保護(hù)電力電容器:

Ije=KIc·e

式中 Ic·e——電容器回路的額定電流,A

   K——可靠系數(shù),對(duì)于跌落式熔斷器,取1.35~

   1.5;對(duì)于限流型熔斷器,當(dāng)一臺(tái)電容器時(shí),系數(shù)

   取1.5~1.8;當(dāng)一組電容器時(shí),系數(shù)取1.35~1.8

 ?、郾Wo(hù)電力線路:

  按一般條件選擇:

Ie≥Ije≥Ig·zd

  2.4 按開斷電流選擇

  (1) 一般條件:

Ike≥Idt(Ske≥Sdt)

式中 Ike(或Ske)——熔斷器的額定開斷電流,kA(或額定開斷容量MVA)

   Idt——短路全電流,kA

  對(duì)于限流型熔斷器取Idt≥I″(次暫態(tài)電流幅值);對(duì)于非限流型熔斷器取Idt≥Ich(穩(wěn)態(tài)短路電流zui大有效值)。

  (2) 對(duì)于跌落式熔斷器:

  跌落式熔斷器的開斷能力應(yīng)分別按上、下限值來(lái)驗(yàn)算,在驗(yàn)算上限值時(shí)要應(yīng)用系統(tǒng)的zui大運(yùn)行方式;驗(yàn)算下限值時(shí),應(yīng)用zui小運(yùn)行方式。

  2.5 短路電流的穩(wěn)定性

  對(duì)于限流型熔斷器可不進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定的校驗(yàn);而對(duì)于非限流型熔斷器,要求進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定的校驗(yàn)工作。

熱穩(wěn)定校驗(yàn):

動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):

式中  ——短路電流峰值

   Ich——穩(wěn)態(tài)短路電流有效值

  2.6 保護(hù)電壓互感器的熔斷器

  只需要按額定電壓和開斷能力選擇。

3 結(jié)論

  (1) 高壓熔斷器的額定電壓應(yīng)大于或等于實(shí)際工作的zui高電壓。

  (2) 限流型熔斷器不允許使用在低于或高于它們的額定電壓的線路,非限流型熔斷器在選擇時(shí)要進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。

  (3) 熔體的額定電流應(yīng)小于熔斷器的額定電流,但大于回路持續(xù)工作電流。

  (4) 根據(jù)保護(hù)動(dòng)作選擇性要求來(lái)校驗(yàn)熔體額定電流,以保證裝設(shè)回路中前后保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的配合。

  (5) 保護(hù)電壓互感器的高壓熔斷器只須按工作電壓與開斷能力來(lái)選擇。

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