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變頻器一次電路要配備斷路器加快速熔斷器的原因

2024/2/6 9:38:25 人評論 次瀏覽 分類:電工基礎  文章地址:http://yigongchang99.com/tech/5358.html

電動機一次回路若發生短路,斷路器、接觸器、熱繼電器都得經受短路沖擊電流(ipk)的考驗,因為短路沖擊電流有固定時限,10ms。這個時限太短,都不足以使斷路器脫扣,或由保護裝置驅動斷路器動作,斷路器固有動作時間一般<30ms。

電機一次回路示意圖

所以,想要在沖擊短路電流ipk到來之前切斷故障,必須要使用限流斷路器或者快速熔斷器,這也是為啥保護重要電力電子設備(比如變頻器)要配備斷路器加快速熔斷器的原因。


限流斷路器屬于A型,能夠在沖擊短路電流峰值ipk還未出現之前就切斷故障,但過載能力有限,2~3In,用于保護電力電子器件,但在電機回路當中又不能使用A型斷路器,為提高保護可靠性,就采取了D型斷路器加快速熔斷器的組合。


再說說這個短路沖擊電流ipk,這里ipk是瞬時最大值,是短路交流分量與直流分量的疊加,交流分量滿足交流電路下的歐姆定律,等于短路電壓與短路點短路阻抗之比,直流分量滿足楞次定律,是變壓器副邊繞組產生的電感電流。


短路后10ms,交流分量與直流分量疊加產生沖擊短路電流峰值ipk。10ms過后,短路沖擊電流逐漸衰減,直到直流分量衰減至0,就成了短路電流的穩態值ip。

短路電流

過斷路器的短路接通能力(icm),是指斷路器能夠承受沖擊短路電流峰值,它是個瞬時值。可見,斷路器的短路接通能力(icm)要大于短路沖擊電流ipk,它是考驗斷路器動穩定性的決定性參數。


觀察上圖,還有一個重要特征,就是電壓穩定,保持不變,這是無限大容量系統的基本特征。通常情況下,中高壓系統(>3000V)都可以看做是無限大容量系統,含變壓器中、高壓側,相對于無限大容量系統,低壓系統(<3000V)就成了有限大容量系統了。


在低壓系統中發生短路,電壓是要發生變化的,若發生短路,故障沒有及時切除,電源側電壓會跌變至額定電壓的50%,至線路側,由于線路阻抗的增大,相當于增大了電源內阻,電壓跌變會更大。


盡管如此,由于短路時間十分短暫,保護會盡可能快的切除故障,在低壓系統,仍然按短路前后系統電壓基本不變來計算短路電流。

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