我们来看题图。注意看黄色的那条线:
当电机送电伊始,电机的转子还未旋转,这时电机的电流最大,此电流被称为起动冲击电流Ip,它的值大约为电机额定电流的12到14倍。
电机起动后,电流迅速回落,这时的电流称为电动机起动电流Ia,它的值在4到8.4倍之间,一般取为6倍额定电流。
当电机起动完成后,电机电流回归到正常值,也即额定电流Ie。
面对如此之大的冲击电流,我们可以使用限流断路器吗?答案是否定的。
我们从限流断路器的结构就能看出,当出现接近限流断路器动作值的电流时,限流断路器触头导电杆的U形结构会使得触头出现振动和弹跳,并拉出电弧烧蚀触头。这会严重影响限流断路器的电寿命。
因此,限流断路器不建议使用在具有冲击性电流的场合,尤其不能让正常运行时出现的冲击性电流接近于限流断路器脱扣值。
对于电动机回路,我们应当使用专用于电动机的单磁断路器,也即只有瞬时短路保护I参数的断路器。
我们看下图:
此图中只有QF4可以使用限流型断路器。原因很简单,它是最后一级开关,并且负载的冲击电流也比较小。
如此说来,限流断路器的应用面不是很大呀?确实如此。但有时它会被应用在一些特殊场合中。我们看下面的两个例子:
第一个例子:控制电炉
虽然晶闸管SCR被熔断器开关QS中的熔断器保护着,但作为线路保护的断路器QF2到QFn+1都要采用限流断路器,以便在发生短路时能快速地开断。
第二个例子:特别大的短路容量。我们来看下图:
最要命的是:系统必须为第三台变压器并列做好准备!
我们用我介绍过的计算短路电流的简便方法来计算一下,如下:
单台变压器的额定电流:4619A
单台变压器产生的短路电流:77kA
变压器并列后产生的短路电流:2X77=154kA
值得注意的是:最大短路电流作用在母线、母联开关QF2和所有馈电断路器上,而不是进线断路器QF1和QF3。
这个短路容量已经超过了所有国产断路器分断容量的最大值。用户只好找ABB和施耐德公司,当然,在ABB他们找到我了。
会谈时才知道,其实他们已经为馈电回路优选了限流断路器。这显然是合适的,毕竟限流断路器的分断能力远高于普通断路器。
但是母联开关该怎么办?
母联开关的额定电流为5000A,分断能力为154kA,这个值也已经到达不得不选用限流框架断路器的程度。
但是母联开关与两个进线之间有备自投关系,即使在并列运行时,也有投退的关系。也就是说,当发生短路时,母联开关和进线开关之间因为选择性其开断操作必须有一定的时延。显然,限流型断路器是做不到的。
解决的办法是什么呢?母联开关采用了普通高分断能力的断路器,同时还专门配备了限流线。
限流线是ABB的一项发明,在配电系统中使用的不太多。限流线具有快速的正电阻温度系数,当运行温度正常时,它的电阻很小;而当短路时,由于短路电流的热效应,使得限流线的温度剧烈增加,它的电阻也剧烈增加,以此实现真正的限流。
=======================
这个帖子写到这里该结束了。
从本帖中,我们看到了限流断路器的应用价值和应用条件,看到了在应用中需要注意到的地方。
最后和学生知友们说句话:
任何开关电器应用特例其实是在工程设计中出现的,而不会出现在研发过程中。解决这些工程应用特例,研发出开关电器的新产品,会极大地提升产品的工作特性和它的市场价值。
但在新品未面市前,设计工程师们要用现有的产品来解决问题。由此可见,设计工程师们的实际工作经验远高于研发工程师,而且理论分析能力未必会低于研发工程师。
当然,在有关开关电器深层次结构、参数的数值分析上,研发工程师是高于设计工程师的。
如果我是刚毕业的学生,而且可以让我随意挑选从事于研发还是从事于工程设计,我一定会选择后者。
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