FZN25-12負(fù)荷開關(guān)主要用于開斷和關(guān)合負(fù)荷電流,也可以將負(fù)荷開關(guān)與高壓熔斷器配合使用,代替斷路器。由于FZN25-12負(fù)荷開關(guān)使用方便,價(jià)格合理,因此負(fù)荷開關(guān)在10kV配網(wǎng)系統(tǒng)中得到廣泛的使用。在
設(shè)計(jì)中合理選用負(fù)荷開關(guān),對保障電網(wǎng)的安全、可靠運(yùn)行有著重要意義。
1FZN25-12負(fù)荷開關(guān)與熔斷器的正確配合
FZN25-12負(fù)荷開關(guān)與熔斷器的根本區(qū)別在于,熔斷器具有開斷短路電流能力,而負(fù)荷開關(guān)只作為負(fù)荷電流的切換。通常認(rèn)為,F(xiàn)ZN25-12負(fù)荷開關(guān)合分工作電流,熔斷器開斷短路電流。但是當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí),由于三
相電流不一定相同,以及熔斷器答應(yīng)的誤差,不可避免出現(xiàn)三相熔斷器之間的熔斷時(shí)間差,首相切除故障后,假如負(fù)荷開關(guān)不能及時(shí)分?jǐn)嘭?fù)荷電流,則會造成產(chǎn)生轉(zhuǎn)移電流和兩相運(yùn)行,對受電設(shè)備造成損害。帶有撞
擊器的熔斷器,配合具有脫扣裝置的負(fù)荷開關(guān),則可解決缺相運(yùn)行問題。當(dāng)熔斷器的熔件熔化時(shí),負(fù)荷開關(guān)脫扣裝置在撞擊器操作下立即斷開。生產(chǎn)廠多采用四連桿機(jī)構(gòu),當(dāng)負(fù)荷開關(guān)合閘操作時(shí),合分閘彈簧同時(shí)儲
能,當(dāng)四連桿機(jī)構(gòu)過死點(diǎn)時(shí),合閘彈簧的能量釋放,開關(guān)作合閘操作,此時(shí)分閘彈簧的能量仍由半軸機(jī)構(gòu)所保持,一旦撞擊器出擊,半軸解列,分閘彈簧的能量釋放,開關(guān)作分閘操作。因此,在使用中一定要選擇帶
撞針的熔斷器和具有機(jī)械脫扣裝置的FZN25-12負(fù)荷開關(guān)。
應(yīng)該指出,使用中的熔斷器多作為后備保護(hù)熔斷器,這種熔斷器有一個(gè)最小開斷電流,其值為熔斷器額定電流的2.5~3倍,當(dāng)小于開斷電流時(shí),后備熔斷器不能開斷此電流,這就是它與全范圍熔斷器的區(qū)別。全范圍
熔斷器在引起熔體熔化至額定開斷電流(40kA)之間,任何電流均能可靠斷開,但其價(jià)格貴。當(dāng)故障電流小于后備熔斷器的最小開斷電流時(shí),熔斷器雖然不能保證其開斷,但熔件會熔斷,其內(nèi)存的撞擊器會擊出,撞
擊負(fù)荷開關(guān)開斷。例如額定電流為100A的熔斷器,其最小開斷電流約為250~300A,在此電流區(qū),熔斷器不能開斷,但熔件熔斷撞針擊出,撞擊負(fù)荷開關(guān)跳閘,開斷此電流,如選用600A的負(fù)荷開關(guān),則可可靠開斷。
FZN25-12負(fù)荷開關(guān)-限流熔斷器組合電器保護(hù)變壓器特性好,但只有兩者配合好才能有效。
a區(qū)域?yàn)楣ぷ麟娏鞣秶?。I>InK,InK為組合電器的額定電流。它小于熔斷器的額定電流InHH,這是由于熔斷器安裝時(shí)的溫度狀況及熱損耗消散受限制,使組合電器不能承受熔斷器的全部電流。組合電器的額定電流
開斷由負(fù)荷開關(guān)單獨(dú)完成。負(fù)荷開關(guān)三相同時(shí)開斷,三相同時(shí)熄弧。
b區(qū)域?yàn)檫^負(fù)荷范圍InHH<I<3InHH,在此范圍內(nèi),熔斷器承受超過額定電流的過電流。約從2InHH起,熔體動作,但熔斷器尚不能熄弧,熔斷器的撞擊器觸發(fā),使負(fù)荷開關(guān)動作,三相開斷并熄弧。在這里,熔體動
作的含義是所有熔體至少在一處開斷。這就是說,在過負(fù)荷范圍內(nèi),由負(fù)荷開關(guān)三相開斷并熄弧。
c區(qū)域?yàn)檗D(zhuǎn)移電流ITC范圍約從3InHH起,熔斷器動作后亦可熄弧。在三相電路中,三相熔斷器中一相首先動作,觸發(fā)撞擊器并熄弧。負(fù)荷開關(guān)熄滅另兩相中的電流,其他兩相熔斷器可能也動作,但負(fù)荷開關(guān)有時(shí)動
作更快,因此,在轉(zhuǎn)移電流區(qū)域,熔斷器與負(fù)荷開關(guān)配合共同完成開斷任務(wù)。轉(zhuǎn)移電流是負(fù)荷開關(guān)在各自功率因數(shù)下,所能開斷的最大電流,它介于5InHH(小型熔斷器)~1.5InHH(大型熔斷器)之間。
d區(qū)域?yàn)橄蘖鞣秶?dāng)故障電流更大時(shí)(約從20InHH),熔斷器在電流的第一個(gè)半波就已經(jīng)動作,并將故障電流的峰值限制到它的允通電流值ID。這是熔斷器熄滅大于轉(zhuǎn)移電流ITC的電流,負(fù)荷開關(guān)在撞擊器作用
下雖動作,但不開斷電流。
因此,只有負(fù)荷開關(guān)與熔斷器配合得當(dāng),組成的組合電器就能夠開斷:負(fù)荷開關(guān)額定開斷電流的任何負(fù)載電流;組合電器額定短路開斷電流的任何過電流。這就是說,負(fù)荷開關(guān)加熔斷器能承擔(dān)工作電流和全短路
電路之間的開斷任務(wù)。
2撞擊器操作與轉(zhuǎn)移電流
熔斷器通過的電流與熔斷時(shí)間呈反時(shí)限特性,簡稱安-秒特性,當(dāng)出現(xiàn)過電流時(shí),熔斷器依其安-秒特性熔斷。所謂轉(zhuǎn)移電流,是指三相熔斷器中有一相首先開斷,三相熔斷器的熔斷時(shí)間差為Dt。當(dāng)首相動作后,
撞擊器擊出,此時(shí)可能出現(xiàn)另外兩相熔斷器尚未滅弧開斷,而撞擊器擊出形成負(fù)荷開關(guān)切斷故障電流,原本應(yīng)由熔斷器承擔(dān)的開斷任務(wù),現(xiàn)轉(zhuǎn)移至負(fù)荷開關(guān)承擔(dān)。熔斷器與負(fù)荷開關(guān)轉(zhuǎn)移開斷時(shí),對稱電流就叫“轉(zhuǎn)移
電流”。顯然,轉(zhuǎn)移電流的數(shù)值與熔斷器安-秒特性、負(fù)荷開關(guān)固定分?jǐn)鄷r(shí)間有關(guān)。轉(zhuǎn)移電流值可以通過引用IEC-420標(biāo)準(zhǔn)確定。在熔斷器安-秒特性時(shí)間軸,取0.9倍負(fù)荷開關(guān)固分時(shí)間,作一平行線,所對應(yīng)的電流值
就是轉(zhuǎn)移電流。例如某真空負(fù)荷開關(guān),其固有分?jǐn)鄷r(shí)間為28ms,配用100A熔斷器,依法求出轉(zhuǎn)移電流為1880A,負(fù)荷開關(guān)應(yīng)能開斷此電流。故障電流超過轉(zhuǎn)移電流時(shí),由熔斷器開斷。其實(shí)轉(zhuǎn)移電流是一個(gè)電流區(qū)域,由
于三相熔斷器之間存在熔斷時(shí)間差,相對有電流差,因此是一個(gè)很小的電流區(qū)域,該區(qū)域就是轉(zhuǎn)移電流區(qū)域。由此可見,負(fù)荷開關(guān)與熔斷器的良好配合是可以開斷任何電流。顯然,熔斷器不同的額定電流有不同的安-
秒特性,那么不同的額定電流配合同一個(gè)負(fù)荷開關(guān),就有不同的轉(zhuǎn)移電流,額定轉(zhuǎn)移電流是指所能配用最大熔斷器的轉(zhuǎn)移電流,選擇負(fù)荷開關(guān)應(yīng)注重。
3分勵(lì)脫扣器操作電源與交接電流
隨著變電所“少人值守”、“無人值守”的推廣,為了滿足運(yùn)行單位遠(yuǎn)方操作的基本要求,選擇負(fù)荷開關(guān)時(shí),需要配置分勵(lì)脫扣器供保護(hù)跳閘使用,即過載時(shí)通過繼電保護(hù)的方式使負(fù)荷開關(guān)分閘,熔斷器僅作短
路保護(hù)。由分勵(lì)脫扣器動作使組合電器中負(fù)荷開關(guān)分?jǐn)啵Q為脫扣器操作。繼電保護(hù)與熔斷器的時(shí)間-電流曲線不會相同,配合使用必然出現(xiàn)交叉點(diǎn)。繼電保護(hù)的動作特性與熔斷器的安-秒特性相交點(diǎn)稱為“交接電流
”。工程上按IEC確定最大交接電流的方法為:在熔斷器最大弧前安-秒特性的時(shí)間軸取負(fù)荷開關(guān)最小分閘時(shí)間,加上20ms外部繼電器保護(hù)的最小動作時(shí)間,所對應(yīng)電流值即為最大交接電流。
4組合電器的選用
選用組合電器時(shí)必須要求所選的負(fù)荷開關(guān)的轉(zhuǎn)移電流或交接電流的數(shù)值合適。熔斷器的選擇,應(yīng)考慮變壓器的額定電流,過載系數(shù)取1.5,勵(lì)磁涌流12倍0.1s,以及四周環(huán)境因素。負(fù)荷開關(guān)依其滅弧原理可區(qū)分為
產(chǎn)氣、壓氣、SF6和真空等形式。產(chǎn)氣開關(guān)由分閘的觸頭間產(chǎn)生的電弧熾熱滅弧管,產(chǎn)生氣體將電弧熄滅,隨著開斷次數(shù)的增加,滅弧管逐漸燒光,因此要不斷更換滅弧管。產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)大約只能開斷1000A以下的
電流。壓氣式開關(guān)靠其動觸桿分閘運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生氣體來滅弧,動觸桿是空心的銅桿,內(nèi)裝固定活塞,靠分閘運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生氣體來滅弧。壓氣式負(fù)荷開關(guān)大約開斷電流在1350~1850A之間,低于此范圍值將會使產(chǎn)品的可靠性
大大降低。SF6開關(guān)主要優(yōu)點(diǎn)是三、四個(gè)回路,在SF6氣體中共箱,體積小,不受外界氣候影響,但SF6氣體消耗臭氧資源,不符合環(huán)保潮流。它的電流開斷能力在2000~3500A之間。2000年后一般用戶工程設(shè)計(jì)中要求
SF6負(fù)荷開關(guān)具備零表壓,開斷正常負(fù)荷的能力,甚至達(dá)到當(dāng)SF6氣體發(fā)生泄露時(shí),也要擁有一定的負(fù)荷開斷能力,2000年市場使用MINRONG/民熔生產(chǎn)居多。空氣與壓氣式負(fù)荷開關(guān)很難開斷2000A以上的轉(zhuǎn)移電流,因此
建議在變壓器容量500kVA的以下工程中使用,變壓器容量500kVA以上的,建議使用真空負(fù)荷開關(guān)。真空負(fù)荷開關(guān)是采用真空滅弧室,動靜觸頭均在滅弧室中,真空滅弧室開斷能力強(qiáng),性能穩(wěn)定,無燃火與爆炸危險(xiǎn),
且可頻繁操作,免維護(hù),不但可以開斷轉(zhuǎn)移電流,還可以開斷交接電流達(dá)到2880A以上。另外,選擇較大分?jǐn)嗄芰Φ恼婵諟缁∈?,例如?0~25kA之間,最適合配搭使用反時(shí)限保護(hù)。這種具有高分?jǐn)嗄芰?,而且具備?/P>
當(dāng)?shù)亩伪Wo(hù)真空負(fù)荷開關(guān),實(shí)際上可以作為經(jīng)濟(jì)型的真空斷路器使用。
通過對10kV配網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選用FZN25-12負(fù)荷開關(guān)問題的分析,為10kV配網(wǎng)中如何合理選用FZN25-12負(fù)荷開關(guān)提供了經(jīng)驗(yàn),以保證電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行