FUR高压限流熔断器组合保护装置

FUR高压限流熔断器组合保护装置

主要作用

适用于水力发电厂厂用变和励磁变高压侧或额定电流不大于250A的发电厂厂用变和配电变压器高压侧，用以保护变压器。避免因变压器进线端发生短路故障，断路器不能快速切断短路电流，长时间的短路电流产生的电弧能量使变压器爆炸。

功能特点

●开断电流高达160KA，解决了发电机端厂用分支选

不到断路器的难题。

●在短路电流上升的起始阶段，即可在1-2mS之内实现

截流，把最大短路冲击电流降低5-6倍

●与FUR装置串联的负荷开关或断路器只用于开断额

定电流和一般的过载电流，大大减轻了负荷开关或断路

器的负担，延长其使用寿命和检修周期。

装置原理：

高压限流熔断器组合保护装置是采用限流熔断器

FU和移能元件高能氧化锌电阻FR组合使用来有效地防

止短路电流对电器设备的破坏作用。简称为FUR。

为了解决断路器方案存在的问题，采用熔断器和高

能氧化锌电阻的组合方案，将断路器的控制与保护作用分离，用熔断器切除短路电流，负荷开关切除正常和一般过载电流。

在图1所示的电路中增加虚线框内的熔

断器和高能氧化锌非线性电阻后，若厂用变压

器T高压侧发生短路，刚R可以在预期短路

电流峰值到来之前熔断并熄灭电弧。由于限流

熔断器FU的眼流作用：当短路电流上升到Ip

时，熔断器熔断并截流，同时熔断器产生弧压

将电流迫入氧化锌电阻FR中快速衰减，如图

3所示。

熔断器FU的作用是在时间t-内限制短路电流并产生弧压，氧化锌电阻FR 的作用是限制过电压并且在时间t1将熔断器中的电

流转移到自身中，吸收磁场能量。这样熔断器壳体内几乎没有电弧能量，减轻对熔断器壳体的压力，同时在t1到t2时流转移到自身中，吸收磁场能量。这样熔断器壳体内几乎没有电弧能量，减轻对熔断器壳体的压力，同时在t1到t2时间内快速地将电流衰减到零，使电源提供的能量最小。间内快速地将电流衰减到零，使电源提供的能量最小。

装置优点：

采用FUR限制短路电流与断路器相

比有两个显著的优点，即限流性和快速性。

FUR的开断方式完全不同于断路器的开

断方式，后者必须过零开断，由子“失零”

现象的存在，使断路器提供的保护相对于

故障发生的时刻要滞后60—200ms，此时，即使能够可靠开断短路电流，已起不到应有的保护作用。而FUR则是第一个大半波内短路电流还未来得及升起就阳制井强制性地切断短路电流t1〈2ms〉，使电流达不到预期的电流峰值，避免了由于短路电流峰值冲击而引起的发电机损坏和变压器、断路器的爆炸。

只有限流熔断器才能同时降低短路电流的峰值和作用时间。利用熔断器加负荷开关{或断路器}代替断路器，将集控制和保护为一体的断路器的两个功能分离，各自发挥其作用-大的短路电流由快速熔断器开断，而一般过载电流和额定电流由负荷开关开断。除大大降低i2t外，其体积、造价，动作寿命、运行维护等性能指标也大大优于断路器。

另外更为重要的是断路器在大多数场合开断不了短路电流，不能保证发电机、变压器的安全运行，引起发电机组停运，限流熔断器组合保护装置有着断路器不具有的优点，能限制流过短路网络的电流数值，从而降低对电器设备动热稳定的要求。

对于图1所示的发电厂供电网络系统，如果采用熔断器和高能氧化锌组合方案，将存在以下优点：

高压限流熔断器组合保护装置具有断路器加限电流电抗器所无法比拟的优点：快速性和限流性。

FUR的快速性和限流性决定了该装置的开断方式与断路器有着本质的区别。熔断器的快速性是由其物理特性所决定，能够在第一个大半波升起之前强行切断短路电流，截流时间不超过2ms，截断电流只有短路电流峰值的15％左右。

熔断器的限流性使得主机、变压器及断路器不再受短路峰值电流的冲击，避免了因几个周波大电流冲击而引起的电器设备的损坏。

其眼流性与，陕速性使得It很小．可确保变压器不炸裂，且母排连接无须考虑动热稳定问题。

每相熔断器装有一只撞击器，其物理特性决定了熔断器不会拒动作，而只要有一相熔断器动作就会联动负荷开关跳闸，既避免了缺相运行，又可以和备用电源联动，使主机不停运。

高能氧化锌电阻FR与熔断器FU的良好配合，限制了操作过电压，进一步保证了设备的绝缘安全。

与之配合的负荷开关或断路器只用于开断一般过载电流和额定电流，大大减轻了断路器的负担，延长了使用寿命和检修周期。

该保护装置体积小、成本低、且易于更换。

装置参数：

保护器的额定参数

额定频率：50HZ

额定电压(kv)：6.310.513.815.7518

额定电流：保护器的额定电流即最大允许流过保护器的额定工频电流有效值。常用的有以下档次。

插入式(A)：6.31016202531.540506380100125160200250

母线式(A)：6.3102022.42531.54045505663718090100112125

保护器的电压性能

额定电压（有效值）KV 6.3 10.5 13.8 15.75 18 FR阀片U1mAKV 5.14 8.57 11.27 12.86 14.70 FR阀片移能残压不大于KV8.12 13.54 18.00 20.31 23.22

保护器的电流性能

额定电流（有效值）不小于A 6.3 10 16 20 25 31.5 持续电流（有效值）不小于A 3.7 4.88 9.41 11.76 14.71 18.53 熔丝电阻321 256 160 86 66 53

40 50 63 80 100 125 160 200 250 23.53 29.41 37.06 47.06 58.82 73.53 94.12 117.65 147.06

43 29 21 16 13 11 8 5.5 3.1

装置结构：

熔断器FU的基本结构

插入式：选用国外加工的熔丝进行装配，产品符合德国DIN标准和国际IEC 标准，其特点是易于更换，推荐长度537mm，额定电流In≤40A时直径d=53mm，40A80A时直径d=85mm。（如图所示）

母线式：基本结构见下图，产品符合英国BS标准和国际IEC标准，直接用螺丝固定在母线排上。其特点是安装体积小，接触可靠。尺寸如下图所示。

高能氧化锌FR的基本结构

其基本结构见下图，为了与FU实现良好配合，具体尺寸视FU的外型尺寸而设计。