工业企业供电：高压电气设备选择与校验

1、4.7.2 在短路情况下的热稳定性校验 前面指出，热稳定性就是校验该设备的截流导体在短路电流作用下，不应超过最高允许温度。 1高压电器的热稳定性校验 判断公式： 或 （h-hot） 如果上式成立，则认为电器是热稳定的。 ,t是电器出厂时，制造厂给出的电器设备参数： 是在指定时间t秒内（1s,4s,5s或10s）,不使电器任何部分加热到超过所规定的最高允许温度 的热稳定电流（简单说：在t秒内的热稳定电流） 电器设备所安装系统的短路电流稳态值及假想时间。 4.7 高压电气设备选择与校验 4.7.2 在短路情况下的热稳定性校验特例：对于电流互感器等一些高压电器，制造厂给此的参数是热稳定系数： 在t时

2、间内，热稳定电流与互感器额定一次电流之比。则判断公式： 或 4.7 高压电气设备选择与校验 无限源 有限源，查表 根据 及 ,查曲线图315得。4.7.2 在短路情况下的热稳定性校验2母线及电缆的热稳定性校验 判断公式：(实选母线及电缆的截面积) 保证母线或电缆热稳定的最小截面积。 如果上式成立，则所选的截面积保证热稳定性。 的求取： （热平衡方程）设 最高允许温度时计算值又 4.7 高压电气设备选择与校验 4.7.2 在短路情况下的热稳定性校验 计算系数。 C的确定方法： 查表36 通过计算 ，也可由图317的曲线求得 。4.7 高压电气设备选择与校验 本节结束4.7.3 在短路情况下的力稳

3、定性校验原则： 制造厂经过性能试验规定电器允许通过的最 大电流的有效值及幅值。在此电流的作用下 电器不变形，不被破坏。 三相短路计算的冲击电流有效值及峰值。具体判断 （1）开关设备（断路器、负荷开关、隔离开关）4.7 高压电气设备选择与校验 4.7.3 在短路情况下的力稳定性校验 （2）电流互感器的力稳定计算 制造厂给出动稳定倍数 不致遭到破坏的最大电流瞬时值 互感器一次额定电流幅值4.7 高压电气设备选择与校验 互感器内部电动力稳定性判断公式为： 或 4.7.3 在短路情况下的力稳定性校验 （3）母线的力稳定计算 如果电动力超过允许值，会使母线发生弯曲形变，甚至破坏。稳定条件： 母线材料允许

4、应力：铜 铝 钢 计算得出的机械应力 4.7 高压电气设备选择与校验 4.7.3 在短路情况下的力稳定性校验W母线抗弯距（ ），与母线放置有关 母线通过冲击电流时所受的最大弯曲 力矩（材料力学公式）(跨距在两个以上) 长度为一个跨距的一段母线所受的 电动力 母线的跨距（m） 母线的形状系数（查 ，图318） -母线的相间距离 。 瓷瓶4.7 高压电气设备选择与校验 (跨距为两个)4.7.4 高压开关设备的断路能力校验 高压开关设备的选择除上述热、力稳定性校验外，还应校验其在短路状态下切断故障电流的能力即断路能力。对于断路器及断路开关要求： 或 开关的额定遮断电流（KA，即允许切断电流），厂家提

5、供 开关的额定遮断容量（MVA，即允许切断的短路容量），厂 家提供 电力系统在t秒时的三相短路的电流（KA），短路 功率（MVA）。 （开关设备断开的时间）4.7 高压电气设备选择与校验 4.7.4 高压开关设备的断路能力校验 保护整定时间 固定分闸时间（查附表4、5、6）如无确定数据， 取0.05s 注：如果切断时间t小于0.1s的断路器，在计算时间内还应考虑电流非周期分量的存在，即： 系数， 当t=0.05s， ；（考虑非周期分量） 当t=0.1s， （不用考虑非周期分量） 短路电流周期分量有效值。例题4-4：4.7 高压电气设备选择与校验 4.7.5 开关设备选择实例例题：选择容量为56

6、00kVA,电压为35/6KV变压器二次侧的断路器。已知K点短路时的参数：继电保护动作时间:开关固有分闸时间：解：（1）通过断路器的最大电流根据变压器参数得：（2）假想时间4.7 高压电气设备选择与校验 5600kVA35/6KVQS 隔离开关电源侧QF1断路器QSQFQS4.7.5 开关设备选择实例（2）假想时间（3）根据已知数据及设备选择原则，确定选择户内型SN10-10型少油断路器。其选择与比较结果如下：4.7 高压电气设备选择与校验 4.7.5 开关设备选择实例本节结束4.7 高压电气设备选择与校验 选择原则SN10-10型开关技术数据计算数据工作电压额定电压：10KV实际额定电压：6

7、KV工作电流额定电流：600A最大工作电流：540A断路能力校验额定遮断电流：20.2kA额定遮断容量：200MVA热稳定校验力稳定校验极限峰值电流：52kA第五章工业企业供电系统的保护装置 5.1 概述5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求 （1）工业企业供电系统运行中可能发生： 故障最常见的是短路故障。它使电气设备由于 受短路电流产生的电动力和热作用而损坏 ，甚至使整个系统运行紊乱。 不正常运行过负荷，长期过负荷，绝缘破坏， 引起设备损坏。（2）继电保护装置两种形式 由电流互感器和继电器等元件组成（传统）； 由电流互感器、微机保护装置组成（现代）。5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求

8、 （3）继电保护装置的任务: 借助于断路器，自动地、迅速地、有选择地将故障元件从供电系统中切除，以防事故扩大。 给出不正常运行状态信号，以便及时处理。 与其他自动化装置配合（如自动重合闸，备用电源自动投入等），缩短事故停电时间，提高供电系统运行的可靠性。 （4）对继电保护装置的要求 选择性继电保护装置只把故障部分切除，而保护无故障部分继续运行。5.1 概述5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求 1QFK-1点短路，切断故障电机M.3QFK-3点短路，切断故障线路 做为K-1点短路的后备保护（1QF拒动）图51K-35QFGSM2QF1QF4QF3QFK-2K-15.1 概述5.1.1 继电保

9、护装置的任务及基本要求 快速性 减轻短路电流对电气设备的破坏程度，加速恢复供电系统的正常运行，减少对其它设备运行的影响。 但在快速性与选择发生矛盾时，应首先满足选择性要求，然后再考虑快速性。 可靠性 发生故障时不应拒动； 正常运行时不应误动。 灵敏性 对保护区内发生的故障或不正常运行状态，无论其位置如何、程度轻重均应敏锐反应并保护动作。 由于继电保护装置主要由继电器和电流互感器组成，所以下面分别介绍这两个元件。 5.1 概述本节结束 当线圈中通入电流Ij时，产生磁通j （Fdc） Mdz使衔铁有转动的趋势。MthMWjMdzIjIj1、原理：5.1.2 电磁式电流继电器工作原理常闭接点(也称动

10、断触点)图形符号图形符号常开接点5.1.2 电磁式电流继电器工作原理（2）与继电器动作有关的几个概念：继电器的动作电流 能使继电器动作的最小电流。继电器的返回电流 使继电器由动作状态回到起始位置的最大电流。继电器的返回系数 越接近于1，继电器质量越高，反应越灵敏 对DL型可取0.85 5.1 概述本节结束动作电流返回电流5.1.3 电流互感器的极性与接线方式将 称为同名端子，用符号“*”表示。 注：（1）为安全起见，电流互感器二次线圈的一端和铁心必须直接接地 （2）电流互感器二次不允许开路5.1 概述流出流入5.1.3 电流互感器的极性与接线方式（2）电流互感器一、二次电流关系忽略励磁电流的理

11、想电流互感器，有： (铁心中合成磁势一、二次线圈安匝数之差)故有 (一次电流换算到二次) 电流互感器的变比（安匝是磁动势的单位，等于线圈匝数与线圈通过的电流的乘积，安匝数越大，产生的磁场越强） 。5.1 概述5.1.3 电流互感器的极性与接线方式（3）电流互感器与继电器的接线方式 为了表述流过继电器线圈的电流与电流互感器二次侧电流的关系。引入一个接线系数: Rrelay 为了能保护各种相间短路，电流互感器与继电器常采用下列几种接线方式：1）三相三继电器接线（又称完全星形接线）5.1 概述5.1.3 电流互感器的极性与接线方式5.1 概述中性线III结论：此种接线 特点： 保护装置可反应各种类型

12、的短路故障（三相、二相、单相） 缺点：需要三互感器，三继电器，四根连接导线，费用较高。 适用于大接地电流电网（中性点接地），在工业企业供电系统中很少用。5.1.3 电流互感器的极性与接线方式2） 两相两继电器接线（不完全星形接线） 5.1 概述II结论：此种接线，KW=1特点： 不如完全星形可靠，但较经济； 常用于工业企业厂区610KV中性点不接地电网，作为相间短路保护； 对B相单相短路则不起作用。5.1.3 电流互感器的极性与接线方式 3）两相单继电器接线（两相差流） 正常运行或三相短路 （线电流）5.1 概述I5.1.3 电流互感器的极性与接线方式 AC两相短路 AB两相短路5.1 概述5.1.3 电流互感器的极性与接线方式 BC两相短路，同上。 B相单相接地，保护不动作 特点：节约投资， 不同类型故障的接线系数不同，即灵敏度不同， 适用于10KV以下的小接地系统中，作为线路或高压电动机的保护。5.1 概述本节结束5.2 工业企业高压配电网的继电保护本讲主要内容：5.2 工企高压配电网的继电保护 5.2.1 过电流保护5.2.2 电流速断保护5.2.3 单相接地保护工企高压配电网的继电保护5.2.1 过电流保护过电流保护装置当被保护线路中电流超过某一预先 整定的值时，就使断路器跳闸的 保护装置。按