供電中的熔斷器保護

1、1本文是為研究熔斷器的人摘錄的。研究熔斷器的問題時必須研究供電系統(tǒng)是如何使用熔斷器的。一是有的放矢。二是結(jié)合實際應用中的問題對癥下藥。否則 叫做閉門造車。1 1、短路電流的計算供電系統(tǒng)中歐姆法短路電流計算。電力系統(tǒng)歐姆1 架空線IM電纜線5工廠變壓器地區(qū)電網(wǎng)容量為200MVA，最大短路電流12.5KA)沈陽某電力堪測設計院有兩個工程師，計算沈陽第一變電工區(qū)某處短路電流具有56KA。因為我看過這個變電工區(qū)?；卮鹚麄兡銈兯沐e了。這個工區(qū)最大短路電流不到5KA。就是兩臺三萬歐姆有兩個實際計算，撫順電瓷廠的電源進口處的短路電流為3.2KA。電瓷廠配件公司變電所入口的短路電流為2.5KA。(撫順2千五的

2、變壓器并聯(lián)運行也不到5.6KA。何況環(huán)網(wǎng)運行呢？你們環(huán)網(wǎng)運行是為了降低最大短路電流，增加末端短路電流，為的是熔斷器能良好運行。2 2、工廠及民用供電系統(tǒng)的熔斷器保護2-1保護裝置的任務和要求、概述為了保證工廠及民用供電系統(tǒng)的安全運行，避免過負荷和短路的影響，所以在工廠及民用供電系統(tǒng)中裝置數(shù)量不同類型的保 護裝置。工廠及民用供電系統(tǒng)中的保護裝只有；熔斷器保護，自動開關保護和繼電保護。熔斷器保護，適用于高低壓供電系統(tǒng)。由于其裝置簡單經(jīng)濟，所以在工、民用供電系統(tǒng)中應用非常普遍。但是他的斷流能力較 小，選擇性較差，且熔體熔斷后更換不便，不能立即恢復供電， 因此要求供電可靠性較高的場所不宜采用。自動開關

3、保護，適用于要求供電可靠性較高和操作較靈活方便的低壓供電系統(tǒng)中。繼電保護裝置是用于要求供電可靠性較高、 操作靈活方便的、特別是自動化程度較高的高壓供電系統(tǒng)中值班人員注意，以便及時處理；而在短路時相應高壓處跳閘。切算錯了（其實最大并聯(lián)運行只有3.4KA）。繼電保護裝置再過負荷動作時，一般只發(fā)出報警信號，引起3除故障。二、對保護裝置的要求供電系統(tǒng)對保護裝置有下列要求1）選擇性 當供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，只離故障點最近的保護裝置動作，而供電系統(tǒng)的其他部分仍然正常運行。如果供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，離故障點近的保護裝置不動作（叫據(jù)動）。而離故障點遠的保護裝置動作（叫越級動作） 。這就叫“失去選擇性”。2）述動性

4、 為了防止故障擴大，減輕其危害程度，并提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，因此在系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置應盡快地動作，切出故障。3）可靠性 保護裝置在應該動作時，就必須動作，不應該據(jù)動。而在不該動作時，就不該誤動作。否則就不可靠。4）靈敏度 這是表征保護裝置對保護區(qū)域內(nèi)故障和不正常工作狀態(tài)反應能力的一個參數(shù)。用保護裝置所保護區(qū)域內(nèi)在供電系統(tǒng)為最小運行方式時的最小短路電流ldmi n（般采用保護區(qū)域末端的ld2）與保護裝置動作電流換算到一次電路值I1.dz的比值來表示。這一比值叫做保護裝置靈敏度，即Klm=Idmin/I1.dz2-2、熔斷器保護、熔斷器在供電系統(tǒng)中的配置熔斷器在供電系統(tǒng)中的配置，應符合選

5、擇性保護的原則，也就是熔斷器要配置的能使故障范圍縮小到最低限度。此外，還要45考慮到經(jīng)濟性，供電系統(tǒng)中配置的熔斷器的數(shù)量盡量減少。護選擇性的要求，又配置的數(shù)量較少。熔斷器5RD用來保護電動都是靠近短路點的熔斷器熔斷。二、熔斷器熔體電流的選擇與效驗(一)線路熔斷器保護的熔體電流選擇線路熔斷器保護的熔體電流選擇有以下兩個條件。(1)熔體額定電流IRT應不小于線路的計算電流路出現(xiàn)正常尖峰電流時也不致熔斷。IRT=KIjf圖 是放射性供電系統(tǒng)中熔斷器配置的合理方案，即滿足了保(2)熔體額定電流IRT還應躲過線路的尖峰電流Ijs以使在線機及其支線。當d-5處短路時，5RD熔斷。熔斷器4RD主要用來處短路

6、時也1RD主要用來保護電力變壓器及其電纜。在d-1d-36K-小于1的計算系數(shù)。按工廠電力設計技術規(guī)范規(guī)定。7電動機啟動時間tv3s時，取K=0.2 50.4；=38s時，取K=0.350.5;t 8s時，或者為頻繁啟動，反接制動情況時，取K=0.50.6.按照電氣自動控制系統(tǒng)要求，挖掘機、軋鋼機過載時最大尖峰電流是額定電流的1416倍。（二）、變壓器熔斷器保護的熔體電流選擇610KV的降壓變壓器，凡容量在1000KVA及以下，而供電可靠性要求不高時都可采用熔斷器保護。其熔體額定電流可取為變壓器額定一次電流的1.42倍，即上式以考慮到下列要求:1、熔體電流要躲過變壓器允許的長期過負荷電流。按規(guī)

7、定，變壓器在負荷系數(shù)長期較低的情況下，可允許正常過負荷2030%，而在事故情況下運行時允許的過負荷更多。2、熔體電流要躲過變壓器正常的尖峰電流，包括電動機的起動電流和變壓器的激磁涌流，這兩種電流都是衰減的過渡性電流。j聲密-、傭隸F疑變壓器的激磁涌流，又叫空載合閘電流，是在變壓器空載投IRT=（1.42）11e.R8入或外部故障切除后電壓突然恢復的過渡過程中產(chǎn)生的一個電 流。當變壓器突然加上電壓時，由于變壓器鐵心中的磁通不能突 變，也就是磁通（）在加壓初瞬間（t=0）仍維持為零，從而與相電路發(fā)生突然短路一樣，鐵心中同時產(chǎn)生兩個磁通：一個符合磁路歐姆定律的同期分量Z（與突然短路時產(chǎn)生的短路電流周

8、期分量iz相似）；一個符合電磁感應定律的非周期分量突然短路時產(chǎn)生的短路電流非周期分量if-z相似）。這兩個磁通在t=0時大小相等，極性相反，使合成磁通=0,如圖6-2所示經(jīng)半個周期（t-0.01s）后，合成磁通 達到最大值（相當于短路電流迅鼓掌增大，可達額定電流的810倍，形成激磁涌流。圖6-2表示出激磁涌流的形成過程。激磁涌流中含有數(shù)值很大的非周期分量，而且衰減較慢（與短路電流非周期分量相比），因此其波 形曲線在過渡過程中相當長的一段時間內(nèi)都偏向時間軸的一側(cè)熔斷器的熔體電流如果不躲過激磁涌流，就可能在變壓器空載投入及以下的變壓器配用RN1型和RW4型高壓熔斷器的規(guī)格一覽表，供選擇變壓器熔斷器

9、保護參考。變壓器容量 KVA100125160200250315400500630800100012502000高壓側(cè)額定電6KV9.61215.419.22430.233.44860.576.396120192. 5流 A10kv5.37.20.311.614.418.2232938.545.25872. 2115RN1 型熔斷器6KV20/2075/3075/4075/5075/75100/100150200350IRD/IRT,A10kv20/1520/2050/3050/4050/50100/75100/100125200RW4 型熔斷器6KV50/2050/3050/4050/501

10、00/75100/100200/150IRD/IRT,A10KV50/1550/2050/3050/4050/50100/75100/100f-z（與沖擊電流為短路全電流的最大瞬時值）。這時鐵心嚴重飽和，激磁或電壓突然恢復時使熔斷器熔斷（誤動作）。表6-1列出1000KVA9三、熔斷器保護靈敏度的校驗為了保證熔斷器在其保護范圍內(nèi)發(fā)生最輕微的短路故障時能可靠熔斷，熔斷器必須按下式進行校驗；Id,min=(47)IRTId,min-熔斷器保護范圍內(nèi)末端的單項短路電流或兩相短路電流。對保護變壓器的高壓熔斷器來說， 母線的兩相短路電流折合到高壓側(cè)之值；IRT-熔斷器的熔體電流；IRTI”(2)47為保

11、證熔體可靠動作的靈敏度系數(shù)，在線路電壓為380V，IRT=200A時，取4；電力變壓器保護也取4。式中Id,min取為低壓側(cè)IRT=160A時，取5；10Sd,S”2)（2）對無限流作用的熔斷器（如RM4、RM10等）由于它不能在短路電流達到?jīng)_擊值之前熄滅電弧，因此需要滿足下列條件:IdlIj（6-8）（3）或SdlSV（6-9）式中I:和S一一熔斷器安裝地點的三相短路沖擊電流有效值（即三相短路電流第一個周期有效值）及它所 對應的短路容量，SC3）=73Upj-ICf（3）對規(guī)定了斷流容量上下限的熔斷器（如RW4等跌落式熔斷器）其斷流容量的上限按上述式（6-8）或式（6-9進行驗算;其斷流容量

12、的下限，在小接地電流系統(tǒng)中，應按此熔斷器所保護 的線路末端發(fā)生兩相短路的短路容量進行驗算，滿足的條件為Idl min= Sdl -min/J3UpjWId即Sdl minWJ3UpjIUpj熔斷器的安裝地點的線路平均額定電壓。五、熔斷器之間的選擇性配合 選擇性配合，就是在線路上發(fā)生故障時，靠近故障點的熔斷面器最先熔斷，切除故障部分，從而使系統(tǒng)的其它部分迅速恢復 正常運行。這里介紹按熔斷器的保護特性曲線來校驗前后兩熔斷器是否(6-10)式中IId)dl min 禾口Sdl min熔斷器的分斷電流和斷流容量下限;熔斷器的保護線路末端發(fā)生兩相短路的短路電流;11選擇性配合的方法。如圖6-3a所示線路

13、中，設支線l-2的首端d點發(fā)生三相短路，相短路電流Id要通過2RD和1RD但是根據(jù)保護選擇性的要求，應該是2RD的熔體先熔斷，切除故障線路1-2。但是熔體實際熔斷 的時間與其標準保護特性曲線所查得的熔斷時間可能有 誤差。從最不利的情況考慮， 設d點短路時，1RD的實際熔斷時間t1比由標準保護特性曲線查得的時間11小50%（有負誤差），即t1=0.5t1，而2RD的實際熔斷時間t2又比由標準保護特性曲線查得的時間t2大50% （有正誤差），即t2=1.5 120這時由圖6-3b可以看出，要保證前后兩熔斷器的動作選擇性，必須滿足的條件是：t1t2，即0.5 t11.5 t2,因此t13t2式說明：在后一熔斷器出口發(fā)生最嚴重的短路時，前一熔斷器根據(jù)保護特性曲線得出的熔斷時間，至少應為后熔斷器根據(jù) 保護特性曲線得出的熔斷時間的3倍，才能保證前后兩熔斷器動 作的選擇性0如果不能滿足這一要求時，則應交前一熔斷器的熔 體電流提高12級，再進行校驗。50%的12圖6-3a本文節(jié)選于1980年原兩部及教育部聯(lián)合審定的，劉介才編寫的工廠供電。限流熔斷器有三種情況不能開斷;電容器在充放電過程中如果限流熔斷器熔斷。這時限流熔斷器不能開斷，因為限流熔斷器的弧電感同電容發(fā)生諧振，電