浅谈负荷开关―熔断器组合电器与限流熔断器的选用(2).

浅谈负荷开关—熔断器组合电器与限流熔断器的选用

1引言

近年来, 在 10kV 配电变压器的保护和控制开关的选用中, 由于负荷开关—熔断器组合电器同断路器相比具有结构简单、操作维护方便、造价低、运行可靠等优点, 从而使组合电器获得广泛的应用。在实际应用中, 如何正确选用组合电器与限流熔断器, 是关系到能否发挥组合电器作用, 保证系统安全运行的关键问题。

2撞击器操作与转移电流组合电器与熔断器的配合有两种操作方式 :撞击器操作与脱扣器操作, 当熔断器熔断时, 内置的撞击器出击, 使负荷开关三相同时分闸, 此即撞击器操作。

转移电流是熔断器与负荷开关转换开断职能时的三相对称电流值。低于该值时, 首开相电流由熔断器开断, 而后两相电流由负荷开关开断 ; 大于该值时, 三相电流仅由熔断器开断。由于熔断器不可避免地存在有熔断的时间差 (电流越大, 其时间差越小 , 组合电器中的负荷开关要求任一相熔断器熔断时, 三相同时分闸, 因此存在着熔断器将开断职能转移给负荷开关的问题。“转移电流” 取决于负荷开关的分闸时间和熔断器的时间—电流特性 ,

当过载电流达到转移点区域时, 最早

熔化的熔断器动作, 形成首开相, 并且

其内置的撞击器击出, 触发组合电器

中的负荷开关分闸并熄弧。

负荷开关开断另两相中的电流,

其值为首开相通过电流的 0. 87, 其他两只熔断器可能也动作, 但负荷开关有时动作更快, 在它们之前熄灭电弧。因此在转移电流区域是由负荷开关与熔断器共同完成其开断职能, 大于转移电流的故障电流, 包括短路故障, 由限流式熔断器单独开断。当低于转移电流时, 由负荷开关开断。

必须指出国内采用的限流式熔断

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, 大于最小开断电流, 直至熔断器的额定开断电流, 例如31. 5kA 或 40kA , 熔断器均能可靠分断, 外壳并不损伤, 但过载电流低于最小开断电流时,

(这种情况并非少见 ,

熔断器可能会熔化起弧, 但对是否会

熄弧是不保证的, 这是后备熔断器与

全范围熔断器区别之处, 后者能够可

靠地开断引起熔体熔化的电流至额定

开断电流之间的任何故障电流。但是

后备熔断器在低于最小开断电流时,

固然不保证其开断, 但是其内置的撞击器会击出 (约从 2倍熔断器额定电流起 , 而由负荷开关开断此过载电流。这里的“击出” 是撞击器脱离熔体时以一定的能

量释放, 通常要求撞击器行程达 25m m 时, 具有 50N 。负荷开关的机械脱扣系统

应满足此要求。

转移电流的确定, 工程上的实际采用, 按照组合电器标准的规定, 在熔断器的

最小弧前时间-电流特性 (基于电流偏差-6. 5% 对应于 0. 9倍熔断器触发的负荷开关分闸的时间, 所对应的电流值就是三相转移电流值。亦即先测出负荷开关的固

有分闸时间, 即撞击器接触到负荷开关脱扣系统的器件起至触头分离的时间间隔, 在熔断器的 A /s 特性的时间轴上取 0. 9倍的固有分闸时间作一平行线与熔断器特性曲线相交点就是转移电流值。同样的负荷开关, 选用不同的熔断器额定电流就具有不同的转移电流, 额定转移电流是指所配用的最大值额定电流熔断器的转移电流值。

负荷开关通常分为一般型和频繁型两种, 以空气为绝缘介质的产气式和压气式负荷开关为一般型, 真空和

SF

6

负荷开关为频繁型, 不同的负荷开关, 转移电流的指标各不相同, 一般型

附表

熔断器的额定电流

变压器额定容量 (kV A 100125160200250315400

50063080010001250熔断器额定电流 (A

16

16

16

20

2531. 540

50

63

80

80

100

负荷开关的转移电流在 800~1200A 左右, 频繁型可达 1500~3150A 。

3脱扣器操作与交接电流

组合电器除撞击器操作外还有脱

扣器操作。脱扣器操作的组合电器, 其负荷开关的自动分闸由过流脱扣器或分励脱扣器触发。组合电器标准规定, 具有脱扣器操作的负荷开关应考核其交接电

流 , 它是两种电流特性曲线 (负荷开关与熔断器的时间—电流特性交点所对应的电流值, 如图 1所示。图 1中曲线 1为熔断器特性曲线; 曲线 2为负荷开关过电流特性曲线 ; 曲线 a 为交接电流。图 1a 为负荷开关交接电流的反时限特性曲线。图 1b 为交接电流的定时限特性曲线。

脱扣器操作通常有过流脱扣装置

及分励脱扣装置两种, 就保护特性而言, 过电流脱扣装置多呈反时限保护特性, 分励脱扣呈定时限特性。

脱扣器操作方式的最大交接电流由以下条件的熔断器和负荷开关的时间—电流特性的交点而确定 :

(1 负荷开关由脱扣器起动的最小分闸时间, 如果适用, 再加上 0. 02h , 以代表外部过流继电器或接地故障继电器的最小动作时间。

( 具有最大额定电流值的熔断器

的最大动作时间。图 2给出了由负荷开关与熔断器承担开断任务的电流

区域, 以及最大与最小交接电流的确定。

交接电流是一种过电流值, 低于交接电流的过电流, 由分励脱扣器动作使负荷开关断开, 高于交接电流时, 由熔断器保护动作。为此选配交接电流参数较高的负荷开关, 可有效地减少熔断器的动作次数, 从而大大减少了更换熔断件的数量, 这具有一定的技术经济意义。对于真空和 S F 6负荷

开关, 相对具有较高的交接电流值, 可以提高交接电流接近转移电流, 以充

分发挥此类频繁型负荷开关所具有的开断能力强的优势。

4限流断熔器的选配

在负荷开关—熔断器组合电器中 ,