6KVFC高压真空接触器—高压限流熔断器组合电器详解

6KVF-C高压真空接触器——高压限流熔断器组合电器运行准备部使用概况•涿州京源热电6kV开关柜内开断设备为真空断路器和F+C(限流熔断器+真空接触器)形式，均为中置抽出式。对于额定功率小于1000kW的电动机和1250kVA以下的变压器，供电主回路采用接触器加熔断器的方案；等于或大于1000kW的电动机和等于或大于1250kVA的变压器，供电主回路采用真空断路器。6kV开关柜•6kV开关柜为金属铠装中置式开关柜。•开关柜内所配一次设备(含接地开关)，都应与断路器参数相配合，各元件的动、热稳定性必须满足要求。•开关柜内，要求其母线、断路器、出线和仪表等均有单独的隔离小室，小室与小室间隔离。•接触器采用ABBVSC系列产品。F-C基本知识•在发电厂的厂用高压用电系统中，现在大都设计成高压限流熔断器(F)和高压真空接触器(C)回路，以下简称F-C回路。•高压真空接触器在F-C回路中作为操作元件，由于其有特殊的结构，特别适用于需大量分闸、合闸操作循环的场合，是频繁操作的理想电器。F-C基本知识•它主要由真空灭弧室、绝缘固定架、操动机构、锁扣机构、底盘手车等组成，绝缘固定架上安装了熔断器支座，支座上装配有联动脱扣机构，即便只有一相熔断器熔断时，也能使接触器联动跳闸，同样地，即便只有一相熔断器未安装时，该联动机构也能防止接触器合闸。真空接触器的开断原理•真空接触器的主触头是密封在以陶瓷为外壳的真空灭弧室中，灭弧室中的真空度高达1.33×10-4Pa。•当真空接触器分闸时，真空灭弧室中的动、静触头快速地开断，在分闸过程中，在高温触头之间产生的金属蒸气使电弧持续到电流第一次过零点，在电流过零点时，金属蒸气迅速凝结，使动静触头之间重新建立起很高的电介质强度，维持很高的瞬态恢复电压值，实现对开断电流的完成。真空接触器的开断原理•如果用于控制高压电动机，因截流值不高于0.5A，所以仅产生很低的过电压值，此特性对电动机的保护非常重要。真空接触器的动作原理•就对真空接触器主触头的控制而言，有电磁式操作机构和弹簧储能式操作机构二种，由于电磁式分合闸频率可达到2000次/小时，故目前均采用电磁式操作机构。控制回路电压有直流110V、220V；交流110V、220V；保持方式有电气自保持和机械自保持两种。电气自保持机构是合闸线圈得电动作使得接触器主触头合闸，当接触器合闸后，合闸线圈断电转成保持线圈得电，确保接触器主触头处于合闸状态。真空接触器的动作原理•当分闸时，使得保持线圈失电，在分闸弹簧的反力作用下，快速把接触器主触头分闸。机械自保持机构是合闸线圈得电驱动合闸电磁铁通过操作机构使接触器主触头合闸，并由合闸锁扣装置使接触器保持合闸状态，同时合闸线圈失电；当分闸时，分闸电磁铁得电动作使合闸锁扣装置解扣，由分闸弹簧驱动操作机构完成分闸。机械自保持机构包括脱扣器和手动分闸按钮组成。高压限流熔断器•高压限流熔断器在F-C回路中，作为短路保护功能元件，当电流超过给定值足够时间时，通过熔化熔体，开断电流切断所接入回路的器件。熔断器具有速断保护特性好，且开断电流越大，开断时间越短的特点。高压限流熔断器•额定电压选择•高压限流熔断器的额定电压按相应系统额定电压选择，只宜超过不宜降低电压使用，以避免熔体熔断截流时产生的电压超过允许的2.5倍工作相电压。高压限流熔断器•额定电流选择•熔断器额定电流选择应考虑下列因素•·回路的正常和可能过载电流•·回路开合变压器、电动机、电容器组时的瞬态现象。•·合理的与其它保护装置配合。高压限流熔断器•F-C回路中，高压限流熔断器是后备熔断器，对回路正常和可能过载的电流来讲为后备保护，即当回路电流等于或小于真空接触器额定开断电流时，应由综合保护装置动作由接触器切断电流；当回路电流大于综合保护装置整定电流或真空接触器拒动时，才能使熔断器动作。电动机的保护和熔断器的选择•用于电动机保护的熔断器的选择必须依据其使用条件来进行，必须考虑以下数据：•·工作电压•·起动电流•·起动时间•·每小时起动次数•·电动机满负荷电流•·安装现场的短路电流电动机的保护和熔断器的选择•短路保护通过熔断器来实现，通常选择比电动机更高的额定电流以躲过起动电流的影响。但这样又不能进行过载保护。因此，必须有一个反时限或定时限继电器对过载进行保护。电动机的保护和熔断器的选择•为了保护对接触器、电流互感器、电缆、电动机本身及电路中其它设备可能受到的因长期过载或允通能量I2×t超过耐受能量造成的损害，熔断器的脱扣与其它保护继电器须良好配合，在电流——时间特性曲线上，要使继电器曲线和熔断器曲线交于一点，这一点满足：电动机的保护和熔断器的选择•1)因过载、单相运行、转子堵转和重复起动引起过电流的电动机保护由反时限或定时限继电器作用于接触器来实现；•2)回路中相间、相对地故障电流，其值小于接触器的开断电流时，由反时限或定时限继电器提供保护；•3)故障电流大于接触器开断电流直至最大耐受故障电流的保护，由熔断器提供保护。变压器的保护和熔断器的选择•真空接触器回路用于控制和保护变压器时，应该装上合适的限流熔断器，熔断器的选择应与其它保护装置配合，且能承受较高的变压器的涌流和变压器的持续过负荷电流而不损坏，但熔断器的额定电流不应太大，以便与接触器等设备的配合。电容器组的保护和熔断器的选择•高压熔断器——真空接触器回路用于控制和保护电容器组时，应对关合电容器组时电流的瞬变过程进行计算，依此选择在过载时对设备的保护。•熔断器作短路保护电容器组时，必须能承受上面提到的合闸涌流，而且其允通能量(I2×t)通常必须小于0.7倍的熔断器最小额定弧前能量I2×t。电容器组的保护和熔断器的选择•当熔断器不能满足上述条件，并且已不可能选择更大规格的熔断器时，为降低瞬态过程允通能量，可给电容器组串联特殊电阻。•通常选择熔断器的额定电流大于电容器额定电流的2~3倍即可。•当投切电容器的涌流和频率即Ip(kA)xf(Hz)超过20000时及接触器在频繁投切场合，建议使用电抗器，这样对接触器和熔断器都有好处。应用•高压限流熔断器加真空接触器即F-C回路在电厂的厂用高压系统中使用越来越普遍，具有节省投资、功能明确、短路故障切除时间快、易于频繁操作、结构紧凑、无需经常维护的条件下保证其长久的电气与机械寿命，且通用性强，实现了同类接触器能完全互换。应用•F-C回路开关柜装配高压真空接触器后，变压器的最大容量可用到1600KVA；高压电机的容量可用到1250KW；电容器的容量可用到1200Kvar；超过此范围的负荷，应采用真空断路器柜供电。FC真空接触器开关•FC开关回路由快速熔断器和真空接触器组成的负荷开关。价格相对便宜。用于1200KV以下的电动机或1600KV以下的变压器上。•开关过流等保护靠熔断器熔断来实现断开回路。•停送电操作同DV4开关。VSC柜•VSC柜全称金属铠装全隔离手车F-C开关柜。•VSC中压真空接触器是适用于交流配电系统的电气开关设备，尤其是适合于频繁操作场合的理想电器。永磁操动机构由宽电源稳压模块供电。不同的电源模块可根据功能模块及辅助电源电压的要求选择。内部结构灭弧原理•主触头的动作在真空灭弧室中进行(真空度高达1.3×10-4Pa)。开断时每相接触器灭弧室内的动、静触头快速分离。在触头分离过程中高温产生的金属蒸汽，当电弧在电流第一次过零时熄灭。•电流过零后，金属蒸汽快速复合或凝聚，将在断口产生高的介电强度以耐受不断升高的恢复电压。•对电动机开合，截流值小于0.5A并且有效限制产生的过电压。优点•真空接触器是上世纪六十年代发展起来的新型电器，由于性能优越而得到广泛的应用。真空接触器主要有如下优点：•·截流值0.5A；•·极少量维护；•·可频繁操作；达到每小时2000次分合闸动作。优点•寿命长；电气寿命为30万次，•机械寿命100万次。•·与微机控制系统结合，具有开放、数字、双向通讯、智能等特点；•·同类型接触器完全可以互换。真空灭弧室装置示意图带熔断器和真空接触器回路中置式开关柜的参数及技术要求•额定电压7.2kV•相数3相•额定电流400A•额定关合电流（有效值）4kA•额定开断能力4kA•半周波内允许通过最大电流(峰值)40kA•热稳定电流4kA(4s)带熔断器和真空接触器回路中置式开关柜的参数及技术要求•电气寿命：50万次•机械寿命：100•额定绝缘水平：•1min工频耐受电压(有效值)：32kV•雷电冲击耐受电压(全波、峰值)：62kV带熔断器和真空接触器回路中置式开关柜的参数及技术要求•熔断器参数•额定电压：7.2kV•额定电流：80A、100A、125A、160A、200A、224A、250A、315A、400A等•预期短路电流(周期分量、有效值)40kA接触器参数•接触器采用ABBVSC系列产品。要求真空灭弧室采用原装进口产品。卖方需提供产品产地证明及合格证。•额定电压7.2kV•相数3相•额定电流400A•额定关合电流（有效值）4kA•额定开断能力4kAF+C•F+C回路开关柜为单回路形式，采用中置式结构，F+C开关柜的结构形式与真空断路器柜的结构形式一样。•F+C回路上，熔断器应便于抽出更换。动静触头应具有足够的强度，并保证抽插准确到位。带熔断器和真空接触器回路中置式开关柜的参数及技术要求•限流特性在预期电流(有效值)为50kA时，经熔断器限流后的短路电流值，应不超过允许半波峰值电流40kA和热稳定电流4kA.4s。•动作特性以时间轴为常数。熔断电流误差不大于10%，动作时间不大于0.01s。•熔断器在360°以内任何方位安装，都不应影响其熔断特性。•熔断器采用西熔产品。F-C开关操作过程中一些注意事项•1、首先开关的停送电操作必须严格执行操作票制度有关规定。•2、开关送电前一定要按要求测量开关的绝缘，以防绝缘不合格发生短路和开关爆炸，确保人身和设备安全。•3、将小车开关由仓外送入柜内前一定要注意对开关的外观检查，确保无异常。F-C开关操作过程中一些注意事项•4、插入二次隔离插头时应注意配合方向和方法，安装二次插件应使用锁紧装置使其平稳插入，禁止猛力敲击二次插头。取下二次插件时，应先松开锁紧装置，然后轻轻拔下，不可试图通过上下猛力摇动来取下，以免损坏插针。•5、小车开关在进出车时应将柜门关好。•6、进车前应注意接地刀闸的位置，确保接地刀闸在分开位置。F-C开关操作过程中一些注意事项•7、进出车前应注意断开控制电源开关，保证安全。•8、进出车时的速度应平稳均匀，进出车过程中如发现进出车困难应立即将开关退至原来位置，尽量避免在试验/工作位置之间停留。然后查明原因，必要时联系检修处理。切不可用力过猛，卤莽操作，否则可能造成设备的损坏和事故的发生。F-C开关操作过程中一些注意事项•9、进出车时应注意摇把转动方向（进车顺时针，出车逆时针）直到转不动为止（约20转），且机械指示为“工作位置”或“试验位置”，确保开关进出到位，否则可能引起动静触头发热。•10、开关到不到位应从多方面检查判断，不能仅以指示灯为准，还应从开关机械指示以及摇把能不能摇动来综合分析。6KVVD4真空断路器谢谢大家！