昨天发了一篇,说的有点乱,重发一下,先把以前糊仙转的帖子在这里再贴一遍。组合电器(负荷开关—熔断器)在电网改造中的应用及相关技术城网、农网的改造,涉及众多的配电变压器,解决好变压器的保护问题是电网改造的重要内容,直接影响电网的供电质量。 1 负荷开关与熔断器的正确配合才可收到保护效果 负荷开关与熔断器根本区别在于熔断器具有开断短路能力,而负荷开关只作为负荷电流的切换(当然也应具有一定的开断能力)。通常认为,负荷开关合分工作电流,熔断器开断短路电流。但是当出现故障时,由于三相电流不尽相同,以及熔断器制造上的允许误差,不可避免出现三相熔断器之间的熔断时间差,即有首开相。首开相切除故障后如果负荷开关不能及时分断负荷电流,则会造成产生转移电流和两相运行对受电设备损害。带有撞击器(俗称撞针)的熔断器配合具有脱扣装置的负荷开关则可解决缺相运行问题。当熔断器的熔件熔化时,熔断器内存的撞击器以一定的能量击出(通常为1.5焦耳),负荷开关脱扣装置在撞击器操作下立即三相断开。据了解生产厂多采用四连杆机构,当开关合闸操作时,开关中合分闸弹簧同时储能,当四连杆机构过死点时,合闸弹簧的能量释放,开关作合闸操作,此时分闸弹簧的能量仍由半轴机构所保持,一旦撞击器出击,半轴解列,分闸弹簧的能量释放,开关作分闸操作。
昨天发了一篇,说的有点乱,重发一下,先把以前糊仙转的帖子在这里再贴一遍。
组合电器(负荷开关—熔断器)在电网改造中的应用及相关技术
城网、农网的改造,涉及众多的配电变压器,解决好变压器的保护问题是电网改造的重要内容,直接影响电网的供电质量。
1 负荷开关与熔断器的正确配合才可收到保护效果
负荷开关与熔断器根本区别在于熔断器具有开断短路能力,而负荷开关只作为负荷电流的切换(当然也应具有一定的开断能力)。通常认为,负荷开关合分工作电流,熔断器开断短路电流。但是当出现故障时,由于三相电流不尽相同,以及熔断器制造上的允许误差,不可避免出现三相熔断器之间的熔断时间差,即有首开相。首开相切除故障后如果负荷开关不能及时分断负荷电流,则会造成产生转移电流和两相运行对受电设备损害。带有撞击器(俗称撞针)的熔断器配合具有脱扣装置的负荷开关则可解决缺相运行问题。当熔断器的熔件熔化时,熔断器内存的撞击器以一定的能量击出(通常为1.5焦耳),负荷开关脱扣装置在撞击器操作下立即三相断开。据了解生产厂多采用四连杆机构,当开关合闸操作时,开关中合分闸弹簧同时储能,当四连杆机构过死点时,合闸弹簧的能量释放,开关作合闸操作,此时分闸弹簧的能量仍由半轴机构所保持,一旦撞击器出击,半轴解列,分闸弹簧的能量释放,开关作分闸操作。
因此,工程中应用一定要选择带撞针的熔断器和具有机械脱扣装置的负荷开关。应该指出,工程中所用的熔断器多系后备熔断器,这种熔断器有一个最小开断电流,其值约为熔断器额定电流的2.5~3倍,当小于开断电流时,后备熔断器不能开断此电流,这就是它与全范围熔断器的区别。全范围熔断器在引起熔体熔化至额定开断电流(40kA)之间任何电流均能可靠断开,但其价格昂贵,一般不采用。当故障电流小于后备熔断器的最小开断电流时,熔断器虽然不保证其开断,但熔件会熔断其后内存的撞击器会击出,撞击负荷开关开断。例如额定电流为100A的熔断器其最小开断电流约250~300A,在此电流区,熔断器不能开断,但熔件熔断撞针击出,撞击负荷开关跳闸开断此电流,如选用600A的负荷开关,则可可靠开断。
2 撞击器操作与转移电流
熔断器的通过电流与熔断时间呈反时限特性,简称安—秒特性,当出现过电流时,熔断器依其安—秒特性熔断。
前已指出,由于不可能避免地出现熔断器熔件熔化的时间差(随着电流的增大而减少),三相熔断器中有一首开相,三相熔断器的熔断时间差为Δt(见图一)。当首开相动作后,撞击器击出,此时可能会出现另二相熔断器尚未熄弧开断而撞击器击出形成负荷开关切断故障电流,原本应由熔断器承担的开断任务现转移至负荷开关承当。熔断器与负荷开关转移开断职能时的三相对称电流就叫“转移电流”。很显然转移电流的数值与熔断器安一秒特性、负荷开关固分时间有关,
本文引用IEC—420标准中对转移电流值的工程确定方法,在熔断器安—秒特性时间轴取0.9倍负荷开关固分时间(从撞针击出到负荷开关三相触头分开的时间),作一平行线所对应的电流值就是转移电流值。例如某真空负荷开关其固分时间为28ms,配用西熔生产的100A熔断器(XLRN1型用于保护变压器),依此法求出转移电流为1880A,负荷开关应能开断此电流。故障电流超过转移电流时概由熔断器开断。其实转移电流是一个电流区域(Δa),如图1所示。转移电流由于三相熔断器之间存在熔化时间差,相对应亦有电流差,因此是一个很小的电流区域,该区域就是转移电流区域。由此可见,负荷开关与熔断器的良好配合是可以开断任何电流,下图示出负荷开关与熔断器联合开断电流的分布:
图1 熔断器特性曲线
显然,熔断器不同的额定电流有不同的安—秒特性,那么不同的额定电流配用同一个负荷开关,就有不同的转移电流,额定转移电流是指所能配用最大值熔断器的转移电流,生产厂应提供此值。
由熔断器熔断引发撞击器击出而使负荷开关跳闸者称为撞击器操作。单纯采用撞击器操作的不利之处是一旦出现一只熔丝熔断必须更换三只熔断器(停电时间长)、熔断器价格不菲(运行成本高)、且需有一定储存量。
3 分励脱扣器操作与交接电流
随着“少人值守”、“无人值守”的推广,为了满足供电单位远方操作的基本要求,厂家可以提供负荷开关配置分励脱扣器供保护跳闸用,即过载时通过继电保护的方式使负荷开关分闸(无须烧毁熔断器),熔断器仅作短路保护。由分励脱扣器动作使组合电器中负荷开关分断者,称为“脱扣器操作”。继电保护与熔断器的时间-电流曲线不会相同,配合使用必然出现交叉点。继电保护的动作特性与熔断器的安秒特性相交点称之为“交接电流”,如图3、图4所示。
图4 反时限保护的交接电流
工程上按IEC的研究确定最大交接电流的方法为:在熔断器最大弧前安
2楼
问题1、红字部分,如果为了确定负荷开关的“转移电流”能力,采取这种方法来规定,时间轴应不应该加上从短路开始到首开相熔断器熔断、撞针出击的这段时间?
熔断器的安秒特性曲线电流轴是不是表示全电流有效值(短路刚开始时)?
问题2、蓝字部分,按照文中所述IEC确定交接电流的方法,交接电流大于转移电流吗?
问题3、有的资料介绍,可以用重瓦斯信号直接跳负荷开关,大家怎么认为的?
问题4、负荷开关与熔断器组合电器工程上有做到两路电源备自投吗?
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3楼
谢谢大胡子弟弟!
1、确定负荷开关的“转移电流”能力,已經考慮進去了首开相熔断器熔断、
撞针出击的这段时间了吗?在文章里能看出来吗?文章只说的是
“负荷开关固分时间”呀?
2、是在反时限的安秒特性曲线上比较的吗?怎么比较出来那么个结论的?
3、所以,直接跳闸我觉得不可行,对吗?
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4楼
1、只能这么猜测,不过有点不甘心。
2、转移电流在时间轴上取固分时间,而交接电流再加上一个继电保护时间,
根据反时限曲线,谁的值大?
3、我认为不能,不是所有的情况下不能,重瓦斯保护的故障电流值应该在
变压器高压侧端子三相短路到低压侧端子两相短路的数值之间,会不会有这种
情况,瓦斯继电器动作,熔断器未熔断,负荷开关开断的电流值超范围了?
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5楼
我倒是第一次读到这么完整的关于熔断器——负荷开关组合的文章介绍,很不错。同时我要仔细研究下。
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6楼
如果把反时限曲线图画出来比较一下,这个问题就容易理解了。尽管帖子里没给出来,但是相信大家都知道,那就是个I越大t越小的曲线而已。
也就是说,在计算转移电流的时候,t取的值越小,能把熔断器熔断的最小故障电流就越大,相应的,为了与熔断器配合,负荷开关的分断能力也必须提高。
如果把从短路开始到首开相熔断器熔断、撞针出击的这段时间称为t1,从撞针击出到负荷开关三相触头分开的时间称为t2。假设t1=5ms,t2=40ms。按照t2选择,熔断器最小故障电流I2=1800A;如果按照t1+t2选择电流,就会小于1800A,比如可能是1500A。倘若负荷开关的分断能力只是1500A,那么如果在这40ms之内,出现了1700A的故障电流呢怎么办呢?对于负荷开关而言,40ms之内1700A电流产生的能量,是它无法断开的,可是这些能量又不一定能让熔断器断开。因为对剩余两相熔断器而言,由于“三相电流不尽相同”,t1时间段里的电流可能会很小,甚至几乎没有。对它起主要作用的,是t2时间段里的故障电流,所以在负荷开关动作之前,真正能断开它的最小故障电流应该在1500~1800A之间。这样一来,就有可能出现熔断器不断,负荷开关又断不了的的情况。
至于那个0.9的系数,那是为了留有裕量。如果t2不乘0.9,I2=1800A;如果乘了,时间变短电流变大,I2=1887A。也就是说,I>1800A时,熔断器断开;I<1800A时,负荷开关断开;1800
交接电流确实大于转移电流,这是因为靠继电器动作比熔断器的“撞击器击出需在脱扣板上由一套连杆系统的转移至负荷开关主轴运动”要快,对熔断器而言,就是承受故障电流的时间短了,所以动作电流提高了,负荷开关的分断能力也必须提高。
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7楼
没图看得很累,美眉发个图吧
KV10KV@TOM.COM
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8楼
小刀哥又重出江湖了,非常感谢小刀哥这么严密、细致的分析。
10Kv电网先生,原文没有图,要不也不用这么累了。
看了小刀哥的分析,把我自己的理解说一下。
首先,我们假定一定有转移电流的产生,那么我们对负荷开关的分断能力
按照t1+t2来确定,数据按照小刀哥的假设是1500A,那么,如果有1700A
的电流怎么办?画一下反时限的特性曲线图,可以看出来,这时第二相的熔断器
会在这个电流下熔断,也就是说,在负荷开关经过固有分闸时间之内,第二相的
熔断器已经熔断了,负荷开关只是依惯性动作而已,在分断时已经没有电流了。
那为什么IEC不把熔断器熔断的时间算在内呢?
这是因为短路时瞬时电流在不同的情况下数值有差别,最大的时候甚至可以看作
它能在接近0ms分断首相熔断器,其余两相由于初始电流值相对较小,在这个时间
t1内产生的热量积累可以忽略,而且,按照这种看法确定的转移电流指标是有裕度的,
所以,就干脆忽略了首相熔断器的熔断产生的时间t1。
这么看,只要我们假设了转移电流的存在,就是指第二相熔断器的熔断时间在
t1+t2之外,根据反时限曲线,转移电流值一定小于1500A。
IEC交接电流的确定也为这一看法提供了佐证:
它的时间的确定是继保时间加固分时间,而不是只用固分时间,这是为什么呢?
因为相对于熔断器的熔断时间而言,继保时间是固定不变、不可忽略的。
电流区域是怎么产生的?
对于转移电流来说,是由于首开相时间的变化,导致t1+t2的变化,反映到电流轴
上,就是电流区域。
对于交接电流来说,它的最小电流是转移电流,也就是说,继保加固分使负荷开关跳闸
的时间,恰好等于熔断器熔断加固分时间(当然熔断器熔断时间被忽略了),开断的是
两相电流;交接电流最大电流呢,是在首开相熔断器熔断以前,去分断的三相电流,
我们要确定的是最大交接电流,可以看到,它也是受首开时间影响的一个区域。
只要选用合格的产品,厂家已经配合好了设计人员好象不必为转移电流、
交接电流担心了。
另外瓦斯保护的继电保护时间怎么取?
以上分析及问题,请小刀哥及大家批评指正。
<此贴子已经被作者于2004-4-22 14:35:35编辑过>此贴子已经被作者于2004-4-22>
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9楼
看此贴让我明白了很多东西,也佩服电气妹妹的专业精神。相你们学习。
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10楼
长知识了!
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12楼
非常感谢C45N先生的回帖。
“高压熔断器与负荷开关之间的配合”:5、如果有瓦斯保护,它的继保动作曲线怎么确定?
“撞击器与转移电流”:2、三相短路时各相电流值差造成的转移电流,是因为如果短路电流在负荷开关的固分时间内,足可以使三相(或者至少两相)都熔断,在负荷开关开断瞬间,已经没有电流了,但是如果短路电流值不足够大,比如短路点阻抗大,是不是也会存在转移电流?熔断器的制造工艺误差会导致分断时有那么大的时间差别(负荷开关的固分时间)从而产生转移电流吗?不知道这两个因素哪个是主要原因,或者都同时起作用?
3、我认为那个0。866是转移电流,而且只能是由负荷开关开断的,所以,产生了转移电流。
5、我认为最大交接电流一定是大于转移电流的。
6、交接电流也可能是两相的。
7、还有公式推导?晕了。
以上问题及分析,请C45N版主及大家多指教!
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