一种配电网新型10kV高压延时熔断器.pdf
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1、中国科技信息 2024 年第 1 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024-110-三星推荐如今,配电线路越来越密集,这也使得熔断器的保护作用日益凸显。高压熔断器能够在线路发生故障时起到有一个隔离的保护作用,从而避免了 PT 本体故障对电网主系统安全产生的威胁。然而在实际运行过程中,还是会有高压熔断器频繁或异常熔断的事故发生,这样会使得继电保护电路的电压监测无法正常进行,甚至还会引起保护误动或 PT 烧毁等严重后果,影响了电网的整体稳定性和可靠性,从而造成重大经济损失。高压熔断器频繁熔断问题除影响高压用户设备安全运行外,同时还会影响电
2、量计量,当电压互感器熔断器熔断后计量装置必定缺少计量,既增加运维人员的整体工作量,又引起高压用户对追补电量真实性存在怀疑和不满。前期学者普遍认为高压熔断器的频繁熔断事故主要是由PT 铁芯饱和产生的铁磁谐振引发的,如 H.A.Peterson 等实验得出的谐振区域图以说明谐振条件的不同对谐振产生类型的影响,赵梦雅等通过 ATP-EMTP 仿真手段对高压熔断器熔断的几种影响因素以及各种谐振防治措施的优缺点进行了研究分析。近年来,人们发现尽管积极采取措施消除铁磁谐振,但是高压熔断器频繁或异常熔断的现象依然难以杜绝,由单相接地故障并消除引发的高压熔断器熔断或 PT 损毁的事故未曾减少,经研究发现,这是
3、系统产生了低频非线性振荡的缘故,这种振荡在谐振初期会产生极大的过电流,极易导致高压熔断器过流熔断。林莉等指出,高压熔断器熔体本身的熔断特性也是造成频繁熔断事故的原因之一,主要是因为熔断器熔体的熔断特性受材料、结构、物理特性和生产工艺等影响。当下,城镇化建设和产业化建设对电网企业的建设产生影响。为了不断提高城市和农村的用电设备的整体质量,提高安全性和可靠性,因此对 10kV 配电网线路建设和改造是很有必要的。有鉴于此,本文研究提出了配电网新型 10kV高压延时熔断器(下文称:新型熔断器),既具备常规熔断器的快速保护功能,又能在承受电网异常暂态电流等冲击时不发生频繁熔断问题,可显著减少熔断器在电网
4、非故障情况下的误熔断次数,减轻现场运维人员工作压力,为配电网安全稳定运行保驾护航。熔断器频繁熔断问题分析熔断器特性熔断器俗称保险,是最简单的保护电器。当发生过载或行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度一种配电网新型 10kV 高压延时熔断器骆 光 李启奕 李国君 刘梦冉骆 光 李启奕 李国君 刘梦冉广东电网有限责任公司惠州供电局骆光(1972),本科,高级工程师,研究方向:电力系统运行和电能计量技术。李启奕(1986),硕士,高级工程师,研究方向:电力系统分析运行和电力系统智能技术。李国君(1989),本科,工程师,研究方向:电力系统运行和计量自动化技术。
5、刘梦冉(1995),女,硕士,研究方向:电力系统分析运行。-111-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024中国科技信息 2024 年第 1 期三星推荐短路时,通过熔断器的电流大于其熔体规定值,熔体在熔断器本身所产生的热量作用下,通过自身熔化自动断开电路,达到保护线路和电气设备的目的。熔断器有着结构简单,使用方便的优点,它作为一种保护电器,在电力系统、各种电工设备和家用电器中应用广泛。熔断器的额定电流与熔体的额定电流不同,某一额定电流等级的熔断器可以装入几个不同额定电流等级的熔体。所以选择熔断器作保护时,首先要明确选用熔体的规格,然后再
6、根据熔体去选定熔断器。熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管或熔座两部分构成。熔体是熔断器的重要部分,常做成丝状或片状。熔体的材料有两种,一种是低熔点材料,如铅、锌、锡以及锡铅合金等;另一种是高熔点材料,如银和铜;熔管是熔体的保护外壳,在熔体熔断时还有灭弧的作用。熔断器的参数指的是熔管或熔座的参数,而不是熔体的参数。安装熔体时必须保证接触良好,并应经常检查。如果接触不良使接触部位的过热传至熔体,熔体温升过高会造成误动作。熔断器主要是用来保护电气系统的短路。高压熔断器是人为在电网中设置的最薄弱的发热元件,当过负荷或短路电流流过该熔体时,利用熔体本身产生的热量使其自行熔断,从而使电路断开,达到保护电网和
7、电气设备的目的。熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现的,熔断器具有非常明显的熔断特性,即安秒特性(见图 1 所示)。频繁熔断原因分析在配电网中,造成 10kV 电压互感器高压熔断器熔断的常见原因可归纳为外因和内因两大类,其中外因是由铁磁谐振和低频非线性振荡引起的,具体包括:(1)系统运行方式变化。由于系统运行方式改变导致出现铁磁谐振现象,引起高压熔断器熔断。(2)接地过电压。中性点不接地系统发生单相接地故障时,产生弧光接地过电压也会使断器频繁出现熔断问题。(3)过载运行。电压互感器二次侧负载过重,导致一次侧电压不平衡,进而发生高压熔断器熔断问题。(4)操作不当。当运维人员在进行操作时,由于操作方法
8、的不当,未按相关规程进行操作,从而导致系统发生异常,这样也会引起熔断问题的发生。(5)系统过电压。当系统发生故障,在自动化开关切除部分负荷后会出现由于功率平衡导致的系统振荡过电压,也会引起高压熔断器熔断问题。内因是指高压熔断器自身的制造质量问题。一般情况下,高压熔断器的熔断电流大小取决于填料、熔体和熔管三个重要部位的质量。目前国内大多数高压熔断器所采用的熔丝为康铜丝,阻值在 160200,由于电阻率高导致熔断器功耗较大、温升偏高,因此熔断问题也较为容易发生。解决思路针对高压熔断器频繁熔断问题,目前较为普遍的一种做法是将高压熔断器的额定电流从 0.5A 加大到 2A,如此可一定程度上减少频繁熔断
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