关于10KV跌落式熔断器与熔丝保护配合的论述

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  10KV跌落式熔断器与熔丝的有效配合,能够提供10KV架空配电线路故障电流的保护范围,可应用于变压器、电容器、电缆和架空馈线的保护,论述如下:
  一、高压侧熔丝的初步选择
  如果是单台变压器高压侧熔丝的选择:100KVA以下者,取变压器容量额定电流的1---3倍。100KVA以上者,取变压器容量额定电流的1.5---2倍。多台变压器共用一组熔丝的选择:其高压侧熔丝的额定电流按各变压器额定电流之和的1---1.5倍。(出自《架空配电线路及设备运行规程》SD292-1988)
  二、对初选的高压侧熔丝进行校核
  1、计算各安装地段的线路最大故障电流
  利用“公式二”计算线路故障电流,主要是依據线路实际,统计出故障点到变电所母线的线路实际距离、导线型号(不同导线型号分段统计),结合不同导线型号的电阻值/KM(见附表三)、电抗值/KM(见附表四)代入公式求出结果。
  3、校核熔丝完全熔断的安.秒特性与变电所保护(速断、过流)的配合。
  使用本熔断器的目的是将线路故障隔离在最小范围之下。当线路出现故障时,要求与故障点距离最近的熔丝能够提前熔断,达到不扩大停电范围,同时还要避开变电所速断或过流时限,确保变电所的保护不动作。
  为达到此目的,下面以安装点的短路故障电流分别处在A、B、过流及速断四个区,结合所选熔丝的安.秒特性曲线及馈路速断、过流曲线进行分析。具体方法是:依据各控制点及其保护范围的末端的故障电流,通过查取“熔丝完全熔断曲线与速断、过流曲线图”,校核所配置的熔丝满足过流保护的时限。保证跌落熔断器在变电所保护动作之前动作。
  这种情况从理论上讲是属于安全的,即变电所的保护不会动作。但由于变电所过流定值应该能够保护到线路末端,为达到较理想的配合,解决办法有两种:①选择小一等级的熔丝,达到熔丝完全熔断的时间小于过流时限。②可以考虑将变电所过流保护定值改小,达到熔丝完全熔断的时间小于过流时限。
  这种情况表明,所选熔丝的完全熔断时间大于过流时限,在这个安装地段发生线路短路,变电所过流保护就要动作,因此说明熔丝选择不恰当,需要重新调整。有两种解决方法:①选择小一等级的熔丝。②在条件允许的情况下,将安装点向线路后段移。这两种办法都会出现安装点的故障点的短路电流落在B区,下面对处在B区的情况进行分析。
  能让安装点的短路电流处在B区,正是要求的配置。在这个地段安装的熔丝能够隔离安装地段线路发生的故障。然而由于每组熔丝所保护的是其后一段线路或到下一级的控制设备的线路,在这些线路地段发生故障的短路电流,均小于安装地段的故障电流,从熔丝曲线图上可以看出,有可能落在过流区的一段(如下图所示),
  因此在校核安装点选择的熔丝满足要求时,还要验证其保护段(其后一段线路或到下一级的控制设备的线路)发生故障的短路电流也在B区!如果落在了过流区,说明所选择的熔丝能保护的范围不够,依然要进行再调整,解决办法还是:①将熔丝减小,但要考虑能满足过负荷的条件;②将安装地点向后移,达到能保护其后段的全部线路或保护到下一级控制设备为止。
  实际上在过流保护范围之内的线路安装跌落熔断器,由于变电所过流时限一般在1秒之内,从XS熔断器熔丝的“时间---电流特性曲线”上看优势较大,一般按照“公式一”(俗称负荷法)选择的熔丝,当线路发生短路时,完全熔断的时间不到0.1秒钟,因此可以得出这种X/S熔断器用在配网线路的过流区(经验所得,10KV线路的70-80%范围都在过流保护之内),熔丝比较好配合。
  当故障电流达到或超过变电所速断定值,说明发生故障的线路距变电所较近(10KV线路速断所能保护的范围一般是线路的干线长度的20-30%左右,约2—3KM),即属于速断保护范围之内的线路,由于速断接近零时限(或0.01秒左右),而所有熔丝的“时间---电流特性曲线”的动作时间均>0.013秒之上,故没有可靠的理论数据能保证线路上的熔断器先动作,因此,在速断保护范围之内的线路(除变台外)配制熔丝没有选择性,只能依据“公式一”(负荷法)进行选择。(故在速断保护范围之内的线路 [尤其是变电所出口附近的干线] 依然要考虑安装性能可靠的柱上开关与速断保护配合的问题)。
  4、校核分支熔断器熔丝的上、下游配合
  1)、目的:当负荷侧发生故障出现故障电流时,下游(负荷)侧熔丝动作,要求上游侧熔丝不误动。如果上游侧熔丝同时或先动作,使停电范围扩大化,泱及无辜用户,都属于不合理配置。那么:如何准确选择熔丝,避免上游侧熔丝误动呢?(如下图所示)
  2)、校核方法:查表法
  根据线路实际情况,预先计算出负荷侧发生故障时的最大故障电流,然后根据负荷侧熔丝的额定电流,然后通过查表,确定上游熔丝的额定电流。优点:保护配合比较精确
  例如:负荷侧选用20A熔丝,上游侧用100A熔丝,由附表一可知,若负荷侧故障电流<3600A,那么负荷侧熔丝保护动作,上游侧熔丝不动;若故障电流≧ 3600A,则二者皆动作。
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