供電中的熔斷器保護(hù)

1、供電中的熔斷器保護(hù)本文是為研究熔斷器的人摘錄的。研究熔斷器的問(wèn)題時(shí)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(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題對(duì)癥下藥。否則叫做閉門(mén)造車(chē)。1、短路電流的計(jì)算供電系統(tǒng)中歐姆法短路電流計(jì)算。有兩個(gè)實(shí)際計(jì)算，一 撫順電瓷廠的電源進(jìn)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。（撫順地區(qū)電網(wǎng)容量為200MVA，最大短路電流12.5KA）二 沈陽(yáng)某電力堪測(cè)設(shè)計(jì)院有兩個(gè)工程師，計(jì)算沈陽(yáng)第一變電工區(qū)某處短路電流具有56KA。因?yàn)槲铱催^(guò)這個(gè)變電工區(qū)?；卮鹚麄兡銈兯沐e(cuò)了。這個(gè)工區(qū)最大短路電流不到5KA。就是兩臺(tái)三萬(wàn)一千五的變壓器并聯(lián)運(yùn)行也不到5.6KA

2、。何況環(huán)網(wǎng)運(yùn)行呢？你們算錯(cuò)了（其實(shí)最大并聯(lián)運(yùn)行只有3.4KA）。環(huán)網(wǎng)運(yùn)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(yùn)行。2、工廠及民用供電系統(tǒng)的熔斷器保護(hù)2-1保護(hù)裝置的任務(wù)和要求一、概述為了保證工廠及民用供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，避免過(guò)負(fù)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(lèi)型的保護(hù)裝置。工廠及民用供電系統(tǒng)中的保護(hù)裝只有；熔斷器保護(hù)，自動(dòng)開(kāi)關(guān)保護(hù)和繼電保護(hù)。熔斷器保護(hù)，適用于高低壓供電系統(tǒng)。由于其裝置簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，所以在工、民用供電系統(tǒng)中應(yīng)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(fù)供電，因此要求供電可靠性較高的場(chǎng)所不宜采用。自動(dòng)

3、開(kāi)關(guān)保護(hù)，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(hù)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(dòng)化程度較高的高壓供電系統(tǒng)中。繼電保護(hù)裝置再過(guò)負(fù)荷動(dòng)作時(shí)，一般只發(fā)出報(bào)警信號(hào)，引起值班人員注意，以便及時(shí)處理；而在短路時(shí)相應(yīng)高壓處跳閘。切除故障。二、對(duì)保護(hù)裝置的要求供電系統(tǒng)對(duì)保護(hù)裝置有下列要求（1）選擇性 當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置動(dòng)作，而供電系統(tǒng)的其他部分仍然正常運(yùn)行。如果供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，離故障點(diǎn)近的保護(hù)裝置不動(dòng)作（叫據(jù)動(dòng)）。而離故障點(diǎn)遠(yuǎn)的保護(hù)裝置動(dòng)作（叫越級(jí)動(dòng)作）。這就叫“失去選擇性”。（2）述動(dòng)性 為了防止故障擴(kuò)大，減輕其危害程度，并

4、提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)盡快地動(dòng)作，切出故障。（3）可靠性 保護(hù)裝置在應(yīng)該動(dòng)作時(shí)，就必須動(dòng)作，不應(yīng)該據(jù)動(dòng)。而在不該動(dòng)作時(shí)，就不該誤動(dòng)作。否則就不可靠。（4）靈敏度 這是表征保護(hù)裝置對(duì)保護(hù)區(qū)域內(nèi)故障和不正常工作狀態(tài)反應(yīng)能力的一個(gè)參數(shù)。用保護(hù)裝置所保護(hù)區(qū)域內(nèi)在供電系統(tǒng)為最小運(yùn)行方式時(shí)的最小短路電流Idmin(一般采用保護(hù)區(qū)域末端的Id2)與保護(hù)裝置動(dòng)作電流換算到一次電路值I1.dz 的比值來(lái)表示。這一比值叫做保護(hù)裝置靈敏度，即Klm =Idmin /I1.dz2-2、熔斷器保護(hù)一、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(yīng)符合選擇性保護(hù)的原則，也就是熔斷

5、器要配置的能使故障范圍縮小到最低限度。此外，還要考慮到經(jīng)濟(jì)性，供電系統(tǒng)中配置的熔斷器的數(shù)量盡量減少。圖 是放射性供電系統(tǒng)中熔斷器配置的合理方案，即滿足了保護(hù)選擇性的要求，又配置的數(shù)量較少。熔斷器5RD用來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)及其支線。當(dāng)d-5處短路時(shí)，5RD熔斷。熔斷器4RD主要用來(lái)保護(hù)動(dòng)力配電箱母線。當(dāng)d-4短路時(shí)，4RD熔斷。同理，熔斷器3RD主要用來(lái)保護(hù)配電干線。2RD主要用來(lái)保護(hù)低壓配電屏母線。1RD主要用來(lái)保護(hù)電力變壓器及其電纜。在d-1d-3處短路時(shí)也都是靠近短路點(diǎn)的熔斷器熔斷。二、熔斷器熔體電流的選擇與效驗(yàn)（一）線路熔斷器保護(hù)的熔體電流選擇線路熔斷器保護(hù)的熔體電流選擇有以下兩個(gè)條件。（1）

6、熔體額定電流IRT 應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流Ijs。 （2）熔體額定電流I RT還應(yīng)躲過(guò)線路的尖峰電流Ijs 以使在線路出現(xiàn)正常尖峰電流時(shí)也不致熔斷。 IRT>= K·Ijf K-小于1的計(jì)算系數(shù)。按工廠電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范規(guī)定。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間t<3s時(shí)，取K=0.250.4；t=38s時(shí)，取K=0.350.5；t >8s時(shí)，或者為頻繁啟動(dòng)，反接制動(dòng)情況時(shí)，取K=0.50.6.按照電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)要求，挖掘機(jī)、軋鋼機(jī)過(guò)載時(shí)最大尖峰電流是額定電流的1416倍。（二）、變壓器熔斷器保護(hù)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(shí)都

7、可采用熔斷器保護(hù)。其熔體額定電流可取為變壓器額定一次電流的1.42倍，即IRT=(1.42)I1e.R 上式以考慮到下列要求：1、熔體電流要躲過(guò)變壓器允許的長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷電流。按規(guī)定，變壓器在負(fù)荷系數(shù)長(zhǎng)期較低的情況下，可允許正常過(guò)負(fù)荷2030%，而在事故情況下運(yùn)行時(shí)允許的過(guò)負(fù)荷更多。2、熔體電流要躲過(guò)變壓器正常的尖峰電流，包括電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流和變壓器的激磁涌流，這兩種電流都是衰減的過(guò)渡性電流。變壓器的激磁涌流，又叫空載合閘電流，是在變壓器空載投入或外部故障切除后電壓突然恢復(fù)的過(guò)渡過(guò)程中產(chǎn)生的一個(gè)電流。當(dāng)變壓器突然加上電壓時(shí)，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

8、為零，從而與三相電路發(fā)生突然短路一樣，鐵心中同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)磁通：一個(gè)符合磁路歐姆定律的同期分量Z(與突然短路時(shí)產(chǎn)生的短路電流周期分量iz相似)；一個(gè)符合電磁感應(yīng)定律的非周期分量f-z（與突然短路時(shí)產(chǎn)生的短路電流非周期分量if-z相似）。這兩個(gè)磁通在t=0時(shí)大小相等，極性相反，使合成磁通=0，如圖6-2所示。經(jīng)半個(gè)周期（t-0.01s）后，合成磁通達(dá)到最大值（相當(dāng)于短路沖擊電流為短路全電流的最大瞬時(shí)值）。這時(shí)鐵心嚴(yán)重飽和，激磁電流迅鼓掌增大，可達(dá)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(guò)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

9、形曲線在過(guò)渡過(guò)程中相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)都偏向時(shí)間軸的一側(cè)熔斷器的熔體電流如果不躲過(guò)激磁涌流，就可能在變壓器空載投入或電壓突然恢復(fù)時(shí)使熔斷器熔斷（誤動(dòng)作）。表6-1列出1000KVA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保護(hù)參考。變壓器容量KVA100125160200250315400500630800100012502000高壓側(cè)額定電流A6KV9.61215.419.22430.233.44860.576.396120192510kv5.37.20.311.614.418.2232938.545.258722115RN1型熔斷器IRD/IRT,A6KV

10、20/2075/3075/4075/5075/75100/10015020035010kv20/1520/2050/3050/4050/50100/75100/100125200RW4型熔斷器IRD/IRT,A6KV50/2050/3050/4050/50100/75100/100200/15010KV50/1550/2050/3050/4050/50100/75100/100三、熔斷器保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)為了保證熔斷器在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生最輕微的短路故障時(shí)能可靠熔斷，熔斷器必須按下式進(jìn)行校驗(yàn)； Id,min>=(47)IRT式中 Id,min-熔斷器保護(hù)范圍內(nèi)末端的單項(xiàng)短路電流或兩相短路電流

11、。對(duì)保護(hù)變壓器的高壓熔斷器來(lái)說(shuō)，Id,min 取為低壓側(cè)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；47為保證熔體可靠動(dòng)作的靈敏度系數(shù)，在線路電壓為380V，IRT<100A時(shí)，取7；IRT=125A時(shí)，取6.4；IRT=160A時(shí)，取5；IRT=200A時(shí)，取4；電力變壓器保護(hù)也取4。四、熔斷器的選擇和校驗(yàn)選擇熔斷器時(shí)應(yīng)滿足下列條件；1、熔斷器的額定電壓應(yīng)不低于線路的額定電壓。2、熔斷器的額定電流應(yīng)不小于它所裝設(shè)的熔體額定電流。3、熔斷器的類(lèi)型應(yīng)符合安裝條件（戶(hù)內(nèi)和戶(hù)外）及被保護(hù)的技術(shù)要求。4、熔斷器的斷流能力應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)；（1）對(duì)有限流作用的熔斷器（如RN1RT0等

12、）由于它能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前完全熄滅電弧，因此只需要滿足下列條件； Idl>I”(2) Sdl>S”(2)（2）對(duì)無(wú)限流作用的熔斷器（如RM4、RM10等）由于它不能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前熄滅電弧，因此需要滿足下列條件： IdlI （6-8）或 S dlS (6-9)式中I和S熔斷器安裝地點(diǎn)的三相短路沖擊電流有效值（即三相短路電流第一個(gè)周期有效值）及它所 對(duì)應(yīng)的短路容量，S=U pj·I（3）對(duì)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(jìn)行驗(yàn)算；其斷流容量的下限，在小接地電流系統(tǒng)中，應(yīng)按此熔斷器所保護(hù)的線路

13、末端發(fā)生兩相短路的短路容量進(jìn)行驗(yàn)算，滿足的條件為Idl·min=Sdl·min/U pjI即 Sdl·minU pj·I （6-10）式中Idl·min 和Sdl·min熔斷器的分?jǐn)嚯娏骱蛿嗔魅萘肯孪蓿籌熔斷器的保護(hù)線路末端發(fā)生兩相短路的短路電流；U pj熔斷器的安裝地點(diǎn)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(shí)，靠近故障點(diǎn)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(fù)正常運(yùn)行。這里介紹按熔斷器的保護(hù)特性曲線來(lái)校驗(yàn)前后兩熔斷器是否選擇性配合的方法。如圖6-3a所示線路中，設(shè)支線l-

14、2的首端d點(diǎn)發(fā)生三相短路，三相短路電流Id要通過(guò)2RD和1RD。但是根據(jù)保護(hù)選擇性的要求，應(yīng)該是2RD的熔體先熔斷，切除故障線路l-2。但是熔體實(shí)際熔斷的時(shí)間與其標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)特性曲線所查得的熔斷時(shí)間可能有±50%的誤差。從最不利的情況考慮，設(shè)d點(diǎn)短路時(shí)，1RD的實(shí)際熔斷時(shí)間t比由標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)特性曲線查得的時(shí)間t1小50%（有負(fù)誤差），即t=0.5t，而2RD的實(shí)際熔斷時(shí)間t又比由標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)特性曲線查得的時(shí)間t2大50%（有正誤差），即t=1.5 t2。這時(shí)由圖6-3b可以看出，要保證前后兩熔斷器的動(dòng)作選擇性，必須滿足的條件是：t >t，即0.5 t>1.5 t2，因此t1>3t2 上式說(shuō)明：在后一熔斷器出口發(fā)生最嚴(yán)重的短路時(shí)，前一熔斷器根據(jù)保護(hù)特性曲線得出的熔斷時(shí)間，至少應(yīng)為后熔斷器根據(jù)保護(hù)特性曲線得出的熔斷時(shí)間的3倍，才能保證前后兩熔斷器動(dòng)作的選擇性。如果不能滿足這一要求時(shí)，則應(yīng)交前一熔斷器的熔體電流提高12級(jí)，再進(jìn)行校驗(yàn)。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(xiě)的工廠供電。限流熔斷器有三種情況不能開(kāi)斷；1、 電容器