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額定電壓
高壓熔斷器必須在額定的電壓下工作,因此,工作電壓要依照其最大額定電壓??紤]到熔斷器起弧時的開關(guān)電壓,熔斷器不能無限制的在低于額定電壓下使用。低于額定電壓可以考慮,但是這種情況下熄弧時不應(yīng)該超過該系統(tǒng)的絕緣等級。
分辨能力
分辨能力通常也叫做“額定最大分?jǐn)嚯娏鳌?,這種定義很清楚的顯示了能被熔斷器切斷的最大電流。該電流必須要比通過熔斷器的最大短路電流要大。
最小分?jǐn)嚯娏?/strong>
最小分?jǐn)嚯娏魍ǔR步凶觥邦~定最小分?jǐn)嚯娏鳌?,該值對于后備熔斷器必須定義,從該電流開始,熔斷器能夠切斷故障電流。
功率損耗
高壓熔斷器的功率損耗是根據(jù)其額定電流而定的。使用高壓熔斷器保護(hù)時,工作電流一般只是額定電流的二分之一,根據(jù)物理學(xué)原理,實際的功率損耗小于技術(shù)參數(shù)表中后備高壓熔斷器的功率損耗值的四分之一。
電流限制
短路電流很高時,高壓熔斷器能在幾毫秒之內(nèi)切斷電流。這說明電流在未達(dá)到正弦曲線的峰值之前就被切斷了,這是一個顯著的優(yōu)勢,機(jī)械開關(guān)則需要更長的時間來開啟并切斷電流。
操作電壓
由于高壓熔斷器起到限流作用,短路電流在上升時就應(yīng)該被限制并且減弱,這就要求一個高于系統(tǒng)電壓的操作電壓來迫使電流歸零。該操作電壓須在允許的范圍內(nèi),不超過最大額定電壓峰值的2.2倍。
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, 最高額定電壓能達(dá)40.5kV,常用的型號有RN 1、RN 3、RN 5、XRNM 1、XRN T 1、XRN T 2、XRN T3 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)備的過載和短路;RN2和RN 4型額定電流均為0.5A , 為保護(hù)電壓互感器的專用熔斷器。
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, 需要等待電流過零時才能開斷電路,無限流作用。常用的型號有RW 3、RW 4、RW 7、RW 9、RW 10、RW 11、RW 12、RW 13型等, 其作用除與RN 1 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。RW 10- 35/0.5 型為保護(hù)區(qū)35kV電壓互感器專用的戶外產(chǎn)品。
1、按工作電壓選擇
(1) 一般條件:
U e≥Uwe
式中:
U e--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)生的最大過電壓倍數(shù)限制在規(guī)定的2.5 倍相電壓之內(nèi), 此值并未超過同一電壓等級電器的絕緣水平。如果熔斷器使用在工作電壓低于其額定電壓的電網(wǎng)中, 過電壓倍數(shù)造成威脅可能增大3.5~4。
2、按工作電流及保護(hù)特性選擇
(1) 一般條件:
I e≥Ije≥Ig·zd
式中:
I e--熔斷器熔管的額定電流,A
I je--熔斷器熔體的額定電流,A
I g·zd--回路最大持續(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最為重要, 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= K Ib·zd
式中
Ib·zd--變壓器回路最大持續(xù)工作電流,A
K--可靠系數(shù),不考慮電機(jī)自起動時, 取1.1~1.3; 考慮電機(jī)自起動時, 取1.5~ 2.0
按此條件選擇可確保變壓器在通過最大持續(xù)工作電流, 通過變壓器勵磁涌流, 電動機(jī)自起動或保護(hù)范圍以外短路產(chǎn)生的沖擊電流時熔件不熔斷, 而且能保證前后級保護(hù)動作的選擇性以及本段范圍內(nèi)短路能以最短時間切除故障。
?、诒Wo(hù)電力電容器:
Ije= K Ic·e
式中:
I c·e--電容器回路的額定電流,A
K -- 可靠系數(shù), 對于跌落式熔斷器, 取1.35~1.5; 對于限流型熔斷器, 當(dāng)一臺電容器時, 系數(shù)取1.5~ 1.8; 當(dāng)一組電容器時, 系數(shù)取1.35~1.8
③保護(hù)電力線路:
按一般條件選擇:
Ie≥Ije≥I g·zd
3、按開斷電流選擇
(1) 一般條件:
I ke≥I dt (Ske≥Sdt)
式中:
I ke (或Ske) --熔斷器的額定開斷電流, kA (或額定開斷容量MVA )
I dt--短路全電流, kA
對于限流型熔斷器取I dt≥I 〃(次暫態(tài)電流幅值) ; 對于非限流型熔斷器取I dt≥I ch (穩(wěn)態(tài)短路電流最大有效值)。
(2) 對于跌落式熔斷器:
跌落式熔斷器的開斷能力應(yīng)分別按上、下限值來驗算, 在驗算上限值時要應(yīng)用系統(tǒng)的最大運行方式; 驗算下限值時, 應(yīng)用最小運行方式。
4、短路電流的穩(wěn)定性
對于限流型熔斷器可不進(jìn)行動、熱穩(wěn)定的校驗; 而對于非限流型熔斷器, 要求進(jìn)行動、熱穩(wěn)定的校驗工作。
熱穩(wěn)定校驗:I?chTre≥Qt
動穩(wěn)定校驗:Idei≥ch (3)
式中:
ich (3)--短路電流峰值
I ch--穩(wěn)態(tài)短路電流有效值
高壓熔斷器間的配合
當(dāng)供電電網(wǎng)遠(yuǎn)離分電站,其線路用高壓熔斷器保護(hù)時,就可能出現(xiàn)配合問題,在這種情況下,上端高壓熔斷器的額定電流應(yīng)是下一級的2倍。
高、低壓熔斷器間的配合
為了防止因低壓熔斷器故障導(dǎo)致高壓熔斷器分?jǐn)?,必須保證有適當(dāng)?shù)呐浜?,在低壓出線端有若干低壓熔斷器并聯(lián)工作時,選擇其中額定電流值最高的熔斷器做為參考。
高壓熔斷器與低壓斷路器的配合
對這種運行方式,比較高壓熔斷器的時間—電流特性曲線與低壓斷路器保護(hù)分?jǐn)嗵匦允强扇〉模瑸榇税迅邏喝蹟嗥鞯臅r間—電流特性曲線轉(zhuǎn)換為低壓等級,然后與斷路器的分?jǐn)嗵匦郧€比較。在低壓斷路器達(dá)到分?jǐn)嗳萘恐?,熔斷器已將故障清除,這種運行方式的配合是合理的。
用高壓熔斷器保護(hù)變壓器
對于配電網(wǎng)絡(luò)中的變壓器保護(hù),主要采用后備式熔斷器,變壓器的額定容量50~200kVA所采用開關(guān)組為Yz5:250~1000kVA所采用的開關(guān)組為Dy5。此外,按相應(yīng)的變壓器額定容量,其短路電壓分別Uk=4%和Uk=5%兩組,而且還包括2000kVA及以下的變壓器。其他額定容量,開關(guān)組和短路電壓Uk值,則需校驗所示值。
·用400VgTR型熔斷器保護(hù)
·用500VgL型熔斷器保護(hù)
·只有隔離開關(guān),沒有任何保護(hù)裝置
用高壓熔斷器保護(hù)電動機(jī)線路
電動機(jī)線路的保護(hù),是用后備式高壓熔斷器,其設(shè)計滿足電動機(jī)保護(hù)的特殊需要。
此熔斷器的功能是保護(hù)電動機(jī)的開關(guān),防止不能允許的大過載電流,否則會造成觸頭焊。
此外,短路時,必須在數(shù)毫秒內(nèi)分?jǐn)嚯娐?,以保護(hù)線路不受這種電流的動態(tài)影響。
選擇熔斷器保護(hù)電動機(jī),不僅考慮電動機(jī)的額定電流,諸如電動機(jī)起動電流,每小時起動次數(shù)以及起動持續(xù)時間等指標(biāo),都應(yīng)考慮。另外,還建議用熔斷器保護(hù)起動電流不大的電動機(jī),熔斷器的額定電流至少兩倍于電動機(jī)的滿載電流。
考慮到電動機(jī)起動電流,起動時間和起動次數(shù),來選擇高壓熔斷器的額定電流。
用高壓熔斷器保護(hù)電壓互感器
雖然高壓熔斷器不能在故障時有效保護(hù)電壓互感器,但按VDE0101要求必須安裝高壓熔斷器,當(dāng)發(fā)生故障時應(yīng)盡可能快地切斷電壓互感器的電源,以便限制故障的影響。建議采用盡可能小的額定電流,一般為6.3A的高壓熔斷器。
用高壓熔斷器保護(hù)電容器
當(dāng)電容器或電容器組接到電網(wǎng)時,就有高短路峰值電流流過,其大小和持續(xù)時間取決于:
·電容器容量
·電網(wǎng)的頻率和電感量
·操作閉合角
為了考慮短路電流的沖擊負(fù)荷,熔斷器的額定電流至少應(yīng)是電容器組額定電流的兩倍。
·油絕緣開關(guān)設(shè)備內(nèi)
·空氣和氣體絕緣的戶內(nèi)開關(guān)設(shè)備
·戶外開關(guān)設(shè)備
·惡劣氣候條件下的裝置
·油浸配電變壓器之內(nèi)