断路器限流的原理是什么?

2022-12-25 0 923

有点儿原意的难题,我而言说吧。

1.具体而言要知道甚么是开闭

当供电控制系统公交线路中出现漏电时,漏电阻抗会对线缆和用水电子设备极性部份造成两极化的高热压制。为的是防止线缆和用水电子设备损坏,要在漏电阻抗仍未抵达它的最小值Ip前阻断公交线路。

他们设漏电阻抗Ik对极性内部结构和线缆造成的热能是Q,公交线路阻抗是R,漏电日照时间是t,则有:

Q=I2Rt⇔QR=I2tQ=I^2Rt\Leftrightarrow \frac{Q}{R}=I^2t,式1

式1中的Q/R是控制系统稳态,I²t叫作允通热能

对线缆和用水电子设备的极性内部结构,允通热能要获得管制。他们能选用具备开闭优点的开闭型变压器来同时实现漏电开闭。

特别注意1:具备开闭优点的开闭型变压器是特定断路,它有别于一般变压器!虽然它具备开闭优点,开闭型变压器不具备雷雨大风耐热阻抗那个关键模块!

他们看右图:

断路器限流的原理是什么?
图1:变压器的开闭抛物线

图1中,绿色生态的地区是开闭阻抗抛物线,而深蓝色的抛物线是未开闭的阻抗抛物线。他们把绿色开闭地区抛物线的瓦卢伊与深蓝色漏电阻抗抛物线的瓦卢伊之比叫作开闭比,开闭比一般在25%~75%之间。

2.开闭型变压器的开闭方法

在我的书《低压电器技术精讲》中谈到了开闭型变压器,摘录如下:

断路器限流的原理是什么?
图2:《低压电器技术精讲》中有关开闭变压器的摘录之一

在随后的内容“有关开闭型变压器基本原理的小知识”中,有一段对开闭型变压器基本原理的说明,摘录如下:

断路器限流的原理是什么?
图3:《低压电器技术精讲》中有关开闭变压器的摘录之二
断路器限流的原理是什么?
图4:《低压电器技术精讲》中有关开闭变压器的摘录之三

关于开闭型变压器的基本原理,就摘录这么多吧。

如果知友们有我的书,请看P110到P116“17.变压器的开闭能力”这部份内容。

3.开闭型变压器的运用

看到开闭型变压器能够对漏电电流开闭,是不是他们在日常使用的变压器均能更换为开闭型变压器?答案是否定的。

他们具体而言弄清楚直流电路中造成的开断过电压,看右图:

断路器限流的原理是什么?
图5:直流电路造成的开断过电压

图5中,当他们把开关K拉开,电感会造成反向电动势,其表达式为:

E=-LdI/dt,式2

式2中,L是感性负载的电感量,dI/dt是阻抗对时间的变化率。

他们发现,dI/dt越大,反向电动势E就越两极化,控制系统过电压当然也就越两极化。一般地,反向过电压的幅值可达电源电动势的三倍。

对交流电路,虽然存在阻抗和电压自动过零,开断过电压会小很多。他们看右图:

断路器限流的原理是什么?
图6:交流电路开断时的阻抗和电压波形

图6中的变压器是非开闭优点的一般变压器,它的触头在t0时刻打开,其触头间出现电弧。他们看到,经过近两个交流电周期,在经历了第三次阻抗过零后电弧终于熄灭了。特别注意到此时电压近乎为最小值(感性电路的电压超前阻抗近90°),感性负载造成的开断过电压寄生在电压波形上,并且电感与分布电容一起造成振荡,他们看到了电压波形出现衰减的振荡波。之后,电弧熄灭。

特别注意2:对开闭型变压器,其开闭能力很强,能在不到半个交流电周波内把公交线路断开并灭弧,故开闭型变压器的开断过电压十分两极化,会对供电控制系统公交线路中的用水电子设备造成两极化压制。

可见,当控制系统中存在有大量的电力电子类(例如晶闸管、软启动器、变频器)电子设备,以及计算机等等,不建议使用开闭型变压器。

此外,开闭型变压器的开断时间很短,它属于A类变压器,它不能与下级变压器构成选择性漏电保护协调配合关系。若把开闭型变压器用于供电控制系统的上级公交线路中,若下级回路造成较小规模的漏电事故,开闭型变压器无差别地执行开断,造成事故扩大化。

他们看右图:

断路器限流的原理是什么?
图7:使用开闭型断路器时需要特别注意的两个难题

图7中,他们看到了出现在各级配电控制系统中的漏电点,它们均可由供电控制系统上游处的变压器执行漏电保护开断公交线路。当然,这里存在上下级选择性保护关系:上级变压器的脱扣时间长于下级变压器(长70毫秒),上级变压器的脱扣门限动作阻抗大于下级变压器(大约为1.5倍)。这样处理后,就不会造成故障扩大化。

如果他们把图7中的变压器QF3换成开闭型变压器,则漏电点3的故障它能有效切除。特别注意看漏电点4,此处应当由馈电变压器执行漏电故障保护跳闸,但这里会出现开闭型变压器QF3越级保护跳闸,造成配电箱中其它馈电回路以及对应的负载均停止电能供应,也即事故扩大化。

可见,选用开闭型变压器要认真考虑。

就到这里吧。

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