熔斷器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行維護(hù)方便,價(jià)格低廉,所以一直在低壓小容量的電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用。
在高壓電網(wǎng)上使用的熔斷器,雖有限流式和跌落式等種類,但使用量大的則是戶外跌落式熔斷器。
農(nóng)村配電網(wǎng)使用的跌落式熔斷器。存在著熔管自動(dòng)跌落,銅鋁接觸不良,導(dǎo)電系統(tǒng)過(guò)熱,觸頭熔焊,熔管變形或燒壞,合閘操作動(dòng)觸頭搖擺,特性曲線不穩(wěn)定,不能可靠動(dòng)作等問(wèn)題。甚至造成變壓器高壓繞組諧振過(guò)電壓,在斷開保障電流時(shí),產(chǎn)生反噴造成相間短路或燒壞熔斷器。這主要是由于產(chǎn)品的電氣機(jī)械.性能、制造質(zhì)量、選擇不匹配和運(yùn)行維護(hù)等方面的原因造成的。為了保證熔斷器的安全運(yùn)行,除對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量運(yùn)行整頓、改進(jìn)和提高外,還要正確地選擇和使用,應(yīng)符合可靠性、選擇性和靈敏性的要求,不致于發(fā)生誤動(dòng)和拒動(dòng),因此首先要正確地選擇其額定電流和額定斷流容量。
小容量的變壓器,一般采用熔斷器保護(hù)。低壓倒熔斷器可根據(jù)變壓器的額定電流并適當(dāng)考慮其過(guò)負(fù)荷能力,即熔絲額定電流等于或略大于變壓器的額定電流進(jìn)行選擇。變壓器高壓倒的熔斷器,為保證其有選擇性地動(dòng)作,應(yīng)與低壓側(cè)熔斷器保持一定的關(guān)系:容量在150千伏安以下的變壓器,可按其額定電流的2~3倍選擇;容量在150千伏安以上的變壓器,按其1.5~2倍的額定電流選擇。按此原則,320千伏安以下容量的變壓器,高壓側(cè)熔絲選擇可參照表1。
熔絲通過(guò)的電流與熔化時(shí)間(秒)的關(guān)系稱為安秒特性。也可根據(jù)安秒特性進(jìn)行熔絲選擇,要求高低壓熔絲安秒特性曲線的時(shí)限階段大于0.5秒。
熔斷器是一種依靠自身能量滅弧的開斷電器,因此選擇熔斷器時(shí)還應(yīng)考慮其額定斷流容量,并與技裝地點(diǎn)的實(shí)際短路容量相匹配。熔斷器的斷流容量有上限和下限兩個(gè)參數(shù),其上限指的就是銘牌額定開斷容量(兆伏安),應(yīng)高于熔斷器按裝地點(diǎn)的zui大短路電流,若其額定開斷容量(即上限)選得過(guò)小,而網(wǎng)絡(luò)短路電流大,就會(huì)造成熔管爆炸事故;但其下限和應(yīng)低于熔斷器按裝地點(diǎn)的zui小短路電流,若其下限選得大千網(wǎng)絡(luò)短路電流的zui小值時(shí),當(dāng)開斷小故障電流過(guò)程中,因自身產(chǎn)生的能量過(guò)小而不能有效地熄弧,造成不該發(fā)生的運(yùn)行事故。
為便于選擇合適的熔斷器,根據(jù)變電所10千伏母線短路容量的大小,配電線路沿線的短路容量,計(jì)算結(jié)果如表2,可作為選擇熔斷器額定開斷容量(上限值)參考。
根據(jù)《10-35kV戶外交流高壓跌落式熔斷器暫行技術(shù)條件》,10千伏級(jí)熔斷器的額定斷流容量,規(guī)定zui小為50MVA,zui大為250MVA。
選擇熔斷器的額定斷流容量時(shí),往往只考慮網(wǎng)絡(luò)zui大短路電流值與設(shè)備上限斷流容量相匹配,而忽略zui小短路電流與下眼開斷容量的關(guān)系。實(shí)際運(yùn)行上的某些熔斷器事故,恰恰是由于熔斷器的下限開斷值偏高不能有效地滅弧造成的??紤]到高壓熔斷器作為變壓器的主保護(hù)(包括變壓器低壓套管至低壓熔斷器一段連線),且為低壓熔斷器(或開關(guān))的后備保護(hù),應(yīng)以低壓出口(兩相)短路電流來(lái)選擇其下限。為便于比較,現(xiàn)將配電變壓器低壓倒零秒三相短路容量的近似計(jì)算值列于表3。
由表3可知,因小容量變壓器的阻抗大,即使變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)具有無(wú)限大的容量,其低壓倒短路容量的zui大值只有7.87兆伏安。熔斷器的下限開斷容量,一般為其額定容量的20%左右,這就說(shuō)明,現(xiàn)有10千伏產(chǎn)品的下限開斷值都大于安裝地點(diǎn)的短路電流zui小值。
35千伏熔斷器也存在這個(gè)問(wèn)題,如安裝在短路容量為200MVA的跌落熔斷器作為35/10kV1000kVA變壓器的保護(hù)時(shí)。設(shè)變壓器的阻抗電壓為6.5%,則10千伏例短路容量為14.3MVA,而熔斷器選用上眼開斷容量為200MVA(或250MVA),下限為40(或50)或20MVA時(shí),產(chǎn)品下限值同樣大于安裝處的zui小短路電流值。在這種情況下,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生低壓短路故障時(shí),短路電流通過(guò)高壓熔絲,使其發(fā)熱熔斷,但在開斷過(guò)程中,因故障電流低于熔斷器的下限開斷值,致使自身產(chǎn)生的能量小,不能按時(shí)熄弧,而可能將熔管燒壞造成運(yùn)行事故。為此,建議制造廠盡量降低熔斷器的下限開斷值,以滿足運(yùn)行要求。
熔斷器工作的物理過(guò)程是,當(dāng)短路故障電流通過(guò)時(shí),熔絲發(fā)熱,間隙氣化后電路被斷開,斷點(diǎn)間的電壓升高,間隙又被擊穿,產(chǎn)生電弧,zui后使電弧熄滅。因此,熔斷器切斷過(guò)程中也可能產(chǎn)生過(guò)電壓。這種過(guò)電壓的幅值與線路電流被切斷的情況和被擊穿間隙的長(zhǎng)度有關(guān)。因而在運(yùn)行上要注意總結(jié)熔斷器切斷過(guò)電壓的異常現(xiàn)象和發(fā)生機(jī)率,以及開斷小故障電流的能力,積累數(shù)據(jù)以改善它的性能。
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