《F-C回路的控制与保护.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《F-C回路的控制与保护.doc（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、F-C回路高压熔断器加真空接触器的控制与保护摘要：本文介绍了火电厂6kV厂用电系统高压熔断器加真空接触器的各种控制方案以及对电动机和低压厂用变压器的保护配置和保护整定原则及各种保护的配合原则。1接触器的控制由高压熔断器加真空接触器(以下简称F-C)供电的设备主要有以下两类： 1600kVA及以下的低太变压器 1200kVA及以下的高压电动机对于上述容，量范围以外的低压变压器和高压电动机的供电，则由断路器承担。 无论由断路器还是F-C供电，作为相同的供电对象，对其控制要求是相同的。但由于真空接触器和断路器是两种不同的电气设备，因此，就其本身控制来说，又有各自的特点。下面就真空接触器的控制做一分析
2、、归纳。11机械保持型接触器的控制 机械保持是相当向接触器发出合闸指令、电磁铁的衔铁完全吸合后，由于机械锁扣装置的作用，即使断开电磁铁的激磁电源，接触器仍能保持在合闸状态。跳闸时，通过另外设置的跳闸线圈励磁，使机械保持解除，接触器释放。可见，该型接触器的控制方式与已往大多数断路器控制方式无异，均由合闸接触器、合闸线圈(电磁铁)和跳闸线圈构成。 真空接触器的操作电磁铁，在设计上为取得好的力学特性，多采用直流励磁。接触器的操作电源有交流和直流之分，当为交流时，需要有整流装置实现交流到直流的转换。整流装置的输入电源多通过接于FC一次回路熔断器上 来源:口的隔离变压器取得，见图1。这种控制接线本身具有
3、低电压保护功能：正常运行时，接触器C常开接点闭合，电容器C1两端电压为额定直流电压，ZJ常闭接点拉开。当低电压时，ZJ线圈释放，其接点延时闭合，C1对跳闸线圈TQ放电，实现跳闸。按钮YA和灯Ne用于检查电容器工作状况。 来源:http:/ 来源:http:/ 来源:http:/与断路器控制回路相比，F-C控制回路中引起跳闸的因素除手动跳闸、继电保护跳闸及联锁跳闸外，尚应包括一次熔断器熔断导致的跳闸，图中SP为熔断器撞针的联动微动开关，任一相(或二相或三相)熔断器熔断对撞针弹出，SP常开接点闭合跳开接触器，交流控制接线的电源也可直接取自交流220V电源(无隔离变压器)。12电保持型接触器的控制电
4、保持就是接触器的合闸是由电磁铁产生的电磁力实现的保持，而保持电流比合闸电流为小。跳闸时，使电磁铁去磁即可。 来源:http:/来源: 图2为电保持型接触器直流控制基本接线，接触器的合、跳闸是通过KM的励磁与去磁实现的。合闸时，合闸接触器K接点闭合，此时由于KM常闭接点仍处于闭合状态，只有两个KM线圈被励磁，合闸电流较大，对提高合闸速度有有利。合闸后，KM闭接点打开，4个KM线圈均串入回路中，使保持电流降为合闸电流的一半，功耗减少。图中SP的意义同图1，由于这种型式的机构无单独的跳闸线圈，故常闭接点串入合(跳)闸线圈回路中。电保持型接触器亦可有交流控制接线，与直流控制接线区别在于多了隔离变压器及
5、整流环节。13永磁保持型接触器的控制永磁保持是指借助于高性能永久磁铁与合闸接触器共同作用实现合闸，与跳闸接触器共同作用(产生的磁通与合闸相反)实现跳闸，而靠永磁铁的永磁力保持在合闸状态的一种操作机构型式。图3为天水长城开关厂研制的永磁保持型接触器的磁系统和控制电路示意图。当合闸时，合闸接触器HC励磁，接点闭合使线圈KQ通正向电流，这时KQ产生的电磁力与永久磁铁的永磁力方向相同，共同作用于衔铁，使接触器合闸。合闸后，接触器辅助常闭接点C找开，HC断电，永磁力单独作用于衔铁使接触器保持在合闸位置，跳闸时，跳闸接触器FC励磁，接点使KQ通以反向电流，所产生的电磁力与永磁力方向相反，削弱了永磁铁对衔铁
6、的作用，后者在合闸弹簧作用下合闸。 来源:http:/ 来源:输配电设备网 以下对上述三种型式接触器控制接线的各自特点归纳总结如下：机械保持型的优点是可靠、节能，由于有单独的分闸线圈，更符合高压厂用电系统控制习惯能完全满足对控制回路的基本要求；缺点是结构复杂，寿命略低。电保持型的优点是结构简单、寿命长，但在可靠性和节能方面不及机械保持型。由于结构特点，该型接触器接线不能完全满足对控制回路的要求，如不具备“防跳”功能等。永磁保持型与常规电磁系统相比，具有动作电流小(因而灵敏度高)、原材料消耗低、整机体积小等优点，缺点是高温下性能不稳定，抗冲击振动性能差。从控制电源方面看，直流控制的特点是，接线简
7、单、可靠、缺点是直流馈线故障时，影响回路操作。交流控制分有隔离变压器和无隔离变压器两种情况：前者控制电源源于相关的一次回路，直接从开头柜内取得，独立性好，在有无直流电源的场合均可使用。对于机械保持型情况，接线本身具有低电压保护功能(见图1)，通过调整中间继电器2J的延时返回时间，可实现低电压05秒及9秒跳闸，如不需要低电压保护，可将相应的接线拆除对于电保持型情况，接线不能满足低电压保护要求，只要低电压出现，接触08即跳闸(不会等到05秒或9秒)，即使对不需要装低电压保护的回路亦是如此；比较而言，无隔主变压器的交流控制电源不如有隔离变压器的可靠，接线本身不具备低电压保护功能。两种交流控制接线的共
8、同缺点是接线复杂、可靠性要差。高压熔断器加真空接触器回路的保 来源:http:/FC回路中的熔断器为保护电器，它对回路的故障提供保护。也就是说FC设备本身具有保护功能。但熔断器所能提供的保护又是有限的，它只能在大的故障电流下断开回路，在小故障电流或过负荷情况下必须借助于另外的保护装置才能实现对设备或元件的完全保护。即FC回路的保护由一次保护和二次保护共同完成。二次保护通常由综合保护装置来实现，这是因为该装置的特点恰好适应了FC回路对保护的要求。综合保护装置是一种集多种保护功能于一体的保护装置，它几乎含盖了所有电动机或低压变压器所需的保护，通常包括有短路，过负荷、断相、接地以及堵转，起动时间过长
9、等多种保护，完全满足FC回路保护(如过负荷、断相等)的需要。综合保护装置的另一特点是体积小，其外形尺寸通常与一个反时限电流继电器尺寸相当，特别适合于FC柜上(FC柜的仪表室空间较小)。下面就FC供电的两种典型情况对保护进行分析和说明。 21FC回路对电动机的保护FC供电的电动机，其容量均在2000kw以下，故装设有下列保护：电流速断、过负荷、单相接地和低电压、此外，由于FC回路有单相断线可能(熔断器一相熔断)，还应有两相运行 (断相)保护。 来源: 211电流速断保护FC回路中，速断保护由熔断器来实现其保护特性即为熔断器的电流时间曲线。熔断器熔件额定电流的确定依如下公式进行：Ip=Kj.kq.
10、Ie式中：Kj为起动频率降容系数，与电动机起动频次有关，按表1取值： 请登陆:输配电设备网 浏览更多信息来源:输配电设备网 Kq电动机起动电流倍数，取67。Ie电动机额定电流。Ip熔断器选择点电流。根据求得的IP和电动机起动时间，在熔断器的电流时间双对数坐标曲线上确定一点 P，经过P点或最靠近P点右侧的曲线，即为的选择的熔断器，如图4所示，此熔断器的校验条件为：其额定电流大于或等于13倍电动机额定电流。举例如下：某电动机，额定功率为1000kw，起动电流倍数为6，起动时间10秒，每小时起动2次。 请登陆:输配电设备网 浏览更多信息来源:http:/ 根据上面所述方法，在图4中确定曲线F为所选择
11、的熔断器(假定熔断器为WFN型)，其额定电流为200A(满足校验条件)。 212过负荷保护如图4所示，当电动机在过负荷运行时(例如在21e下)，熔断器保护不能提供保护，因此，对易过负荷的电动机应装设过负荷保护。过负荷保护的一次动作电流Idz=1.2I对上述电动机 来源: 来源:http:/根据掌握的资料，各综合保护装置提供的过负荷保护均为反时限保护，曲线随发热时间常数及冷、热态运行情况不同上下变化。在曲线选择时，除考虑电动机的实际发热常数和运行工况外。在曲线选择时，除考虑电动机的实际发热常数和运行工况外，尚应考虑躲过电动机起动及所选曲线与熔断器特性曲线交点对应的电流值小于接触器的额定开断电流两
12、种情况。目前，大多数厂家不能提供电动机发热时间常数，鉴于此，南京自动化设备总厂结合 MPR一1型电动机综合保护装置，提供了一种按躲过起动电流整定的过热保护发热时间常数 (T1)的计算方法： 来源:来源:Istart起动电流倍数 tstart起动时间对于上述电动机T1=(0.5 62-1052)1008=200S取T1=450S，相应的曲线反映在图4中如R所示，它与F的交点为K，其对应电流值Ik小于接触器额定开断电流IN。可见如保护由曲线R和F两段构成，则当故障电流大于Ik时，由熔断器熔断断开回路；当电流小于Ik大于Idz时，综合保护装置动作，跳开接触器。从图中可见，当故障电流在IkIN范围内时
13、，接触器完全有能力断开回路，而按上述保护两段式配置，由熔断器断开回路不仅在经济上不合理，也给运行人员带来不便，为充分利用接触器的开断能力，避开上述弊端，可另设一段定时限保护，使动作电流值IdE1Ik、动作时间tdEl=tN(tN为曲线F上IN对应的时间)如图所示。为可靠保证电流在Ik附近及小于IN时，由接触器跳闸，电流大于IN时，熔断器熔断，取IdE1Ik(Ik)、tdEl=tN(tN)。Ik按如下方法确定：经过曲线R上靠近K点的K点做垂线，与F的交点K点， K、K对应的时间分别为tk，tk，满足tk-tk=12tc(tc为接触器的跳闸时间)的K点所对应的电流Ik即为所求；同样，在曲线F上N点
14、以下靠近N取一点N，使tNtN=08tc(tN为N点对应的时间)的tN亦为所求。 来源:http:/ 这样，FC供电的电动机回路保护由三段构成，K点以上的反时限(曲线R)、短延时定时限(曲线R)及N点以下的F曲线。如此配置保护，既能充分发挥接触器的开断能力(潜力)，又利用了熔断器在大电流下快速切除回路特性，是较为合理的。以上系理论分析，事实上，由于继电器的动作时间下限值限制，继电器的整定时间不可能整定在tN，即使按tN整定也有困难。工程中可在N点以上取一点N，使其对应的时间tN在继电器上能够整定出来(在此前提下，N点越低越好)，该时间即为继电器的整定时间。即实际的保护曲线由K点以上的曲线R、R及N点以下的曲线F构成。需要指出的是，目前尚无同时满足上述反时限和定时限保护要求的电动机综合保护装置为实现上述三段式保护，需另外设置定时限保护用继电器(A、C相装设)。 213单相接地保护高压厂用电系统小电流接地系统，其单相接地电流值很小，FC回路中的熔断器起不到保护作用，应另外装设单相接地保护。目前，综合保护装置多提供有单相接地保护，有些装置接地电流值可以整定得很低(如MPR一1型装置的整定范围为002032A)，完全可以满足保护的灵敏度要求。装置电流的整定可以采用实地测定的办法，即从零序电流互感器一次侧通人整定的一次电流，从大到小改变定值，直至动作。整定值确定后，可以根据系
