电器的原理与运行.doc

第六章 电器的原理与运行6-1 电器选择的一般条件一、按正常工作条件选择电器：1、额定电压和最高工作电压：（1） UalmUsm式中：Ualm -电器最高允许工作电压 Usm -电网最高运行电压。 （2）UN=220KV及以下时， Ualm =1.15 UN =330550KV 时 =1.1 UN Usm1.1 USN 选择条件：UNUNS 2、额定电流： （1）InImax 式中：In -环境0下，电器长期允许电流； Imax -最大持续工作电流。 （2）Imax =？ 发电机、调相机、变压器 U5%,出力不变， Imax =1.05 In 变压器： Imax -按变压器过负荷（1.32）In 母联开关： 母线上最大一台机、变的Imax 母线分段电抗器： 母线上最大发电机跳闸，保证该段负荷，或最大一台发电机（5080）% In出线回路：正常负荷电流+事故转移电流。 3、按当地环境校核： （1）应考虑：气温；风速；湿度；污秽；海拔； 地震；覆冰。 （2）海拔高度： （10003500）m，100m, Ualm1%;不满足时，采用高原型或外绝缘一级；110KV及以下、200m以下，不修正。 4、污秽等级超过使用规定：（1） 选防污的电瓷产品；（2） 选屋内配电装置。 5、环境温度修正： （1）4060时，1, In1.8%； （2）40时，1，In0.5%-最大不能超过20%。 二、按短路情况校验： 1、短路热稳定校验： It2tQK 式中：QK -短路电流产生效应； Itt -电器允许热稳定电流和时间。 2、动稳定校验： iesish；IesIsh; 式中：ies、Ies -短路冲击电流幅制、有效值； ish、Ish -电器允许动稳电流幅值、有效值。 3、下列情况不校验动、热稳定：（1） 熔断器保护的电器-不校验热稳定；（2） 有限流电阻的熔断器-不校验热稳定；（3） 电压互感器回路的导体、电器-不校验动、热稳定。 4、短路电流计算条件：（1） 系统的容量和接线：容量-按最终容量（510）年发展；接线-最大正常运行方式，不考虑倒扎过程中的并列方式（2） 短路种类：一般按三相短路计算；若单、两相短路严重，则按单、两相短路计算。（3） 计算短路点（图5-1-1）：最严重运行方式下，通过电器最大Id的d点; 发电机、变压器回路DF: k1、k2 k1、k2-选最大的； 母联DF: k4； 带电抗器出线回路DF： k8； 5、短路时间计算： （1）检验热稳定的计算时间tk： tk= tpr+ tab; tab= tin+ta 式中：tpr -后备保护计算时间； tab -全开断时间； tin -DF固有分闸时间； ta -电弧持续时间，少油0.040.06”、 SF60.020.04” (2)效验电器开断的计算时间tbr： tbr= tpr1+ tin tpr1-主保护动作时间。 6-2 高压断路器的选择 电气设备中，价格、重要性-发电机、变压器、断路器（重要设备）； 作用： 1正常运行中 倒换运行方式； 投入、退出设备。 2事故时，切除故障设备，恢复系统运行。一、高压断路器的选择 1、断路器种类和形式的选择：（1） 油断路器-多、少油；（2） SF6断路器； （3）空气断路器； （4）真空断路器。 2、额定电压选择： UNUNS 3、额定电流选择： INIMAX 4、开断电流选择： （1）INbrIpt 式中：Ipt-触头开断瞬间短路电流周期分量有效值； （2）为简化计算，有时： INbrI/； （3）国外研究，断路器开断单相能力=开断三相能力115%， 国内无正式数据， 如果则按单相短路校验。 （4）关于非周期分量： 制造厂试验-按20%周期分量考虑；对中、慢速开关， 秒 -非周期分量20%，应校验： , 式中：ttr-开断计算时间； Ta-非周期分量衰减时间常数， ； X、r-电源至短路点的等效总阻抗、总电抗； 如果超过20%。订货时应向制造厂提出。重合闸操作循环符合厂家规定时，INdr不变。5、短路关合电流的选择： （1）物理过程： 系统短路-合闸-触头间预击穿（图5-2-2425） -合闸-跳闸； （2）选择条件： 。6、热稳定校验： 7、动稳定校验：6-3 隔离开关选择一、主要用途： 1、隔离电压-使检修设备隔离电压，确保人身安全： 2、倒闸操作-倒母线、倒旁路等倒换运行方式操作： 3、分合小电流操作： （1）、分、合避雷器、电压互感器和空载母线； （2）、分、合空载变压器，I02A； （3）、分、合空载线路，IC2A。二、隔离开关的选择： 1、种类、形式的选择： （1）安装地点-屋内、屋外； （2）绝缘支柱-单、双、三柱式。 2、按额定电压选择：UNUNS 3、按额定电流选择：INIMAX 4、热稳定校验：It2tQK 5、动稳定校验：icsIsh6-4 电流互感器的原理和选择1、按一次额定电压和额定电流选择：UNUNSINIMAX IN、IMAX尽量接近。 2、二次额定电流的选择：IN2=5A;1A; 强电系统，弱电系统。 3、种类和形式的选择： 安装地点；安装方式；母线型-校核窗口尺寸。 4、准确等级和额定容量的选择： （1）准确等级-与二次仪表匹配： 计费电度表-0.5级；大机、变、500KV-0.2级；估算电能、监视仪表-0.50.1级；估计电参数-3级。 （2）额定容量-选择电缆最小截面： 式中：ra-仪表电流线圈电阻、 rre-继电器电阻、 r1-电缆电阻、 rc-接触电阻0.1。 式中：S,Lc-电缆截面、计算长度（m2,m）； -电阻率 铜：1.7510-2（.m） 接线和LC的计算（图5-4-9） 机械强度要求： 5、热稳定和动稳定校验： （1）热稳定；式中：Kt-1秒热稳定电流倍数； It-1秒热稳定电流。 （2）动稳定： 内部动稳定： 式中：ies-允许动稳电流； kes-允许动稳电流倍数； 外部动稳定： 1贯穿式（图5-4-10）, 式中：Fal-瓷帽允许力。 2母线式（图5-4-11） 6-5 电压互感器的原理与选择 1、一次回路电压的选择： 0.8UN1UNS1.2UN1 2、二次回路电压的选择： （1）按表5-10； （2）原则：二次满输出=100V。 3、种类、型式选择： （1）（635）KV-屋内、油浸、浇注； （2）（110220）KV-串级式； （3）220KV及以上-电容式。 4、容量和准确等级选择： （1）容量选择： 选择接线方式分配仪表、继电器-量均匀；计算各相负荷，最大相SMAX；线负荷-换算到相；SN2S2 式中：SO、P0、QO-各仪表功率；Cos-功率因数。也可以最大负荷相计算。 （2）准确等级选择： 仪表、保护合用；按二次仪表最高要求选择；同电流互感器。 6-6 互感器在主接线中的配置原则一、电压互感器： 1、母线 （1）工作、备用各配一组； （2）旁母不配； （3）作用：同期、仪表、保护。 2、线路（1） 双端电源、配一单相；（2） 监视、同期、保护； 3、发电机-（23）组： （1）励磁-单独一组，无二次R。 （2）测量、同期、保护： 三相五柱式或三只单相-监视对地绝缘；开口三角-并列前，监视定子接地；负荷大，可加一组不完全星形。 （3）200MW及以上机组中性点（图5-6-1）： 单相互感器;作用-100%定子接地保护。 4、变压器： （1）可设一组； （2）同期、测量、继电保护用。二、电流互感器 1、配置地点：发电机 2、三相式：用于大电流接地系统（或小）； 二相式：用于小电流接地系统。 3、保护用（图5-6-2）：尽量减少死区； 两组，置D两侧。 4、通常布置在出线侧。 5、发电机（图5-6-3）。5-7 限流电抗器的选择一、额定电压和额定电流的选择： 1、公式：UNUNS INIMAX； 2、IMAX对分裂电抗器（图5-7-1）二、百分电抗器的选择 1、普通电抗器： （1）限制IdI/；（轻型开关的Iekd）（图5-7-2）， I*/= I/Ij（基准）=1/X*； X*=Ij/I/； X*L=X*-X/* =Id/I/-X/*； XL%=(Ij/I/-X/*)INUd/IdUNx100%（2）正常运行时电压损失（图5-7-3）， 可取cos=0.8 。 （3）母线残压校验： 2、分裂电抗器： （1）XL%的计算按上式计算。 （2）XL1%=f(XL%)（图5-7-4）： （图5-7-5）XL1%=XL%；（图5-7-6）XL1%=2XL%/（1-f0）=2XL%/0.5 （3）两臂电压波动计算（图5-7-7）： 要求：5%UN引起原因：I1I2-U1U2;可按I1=0.3IN; I2=0.7IN计算。计算： 三、热稳定校验、动稳定校验： 1、 。 2、校验两臂同时流反向短路电流动稳定（图5-7-8）。 6-7 高压熔断器的选择一、作用、用途： 1、作用：保护设备过载、短路 2、用途： （1）变电所-电容器、变压器、配电线； （2）发电厂-PT。二、选择、校验： 1、额定电压选择： （1）一般情况UNUNS； （2）限流电容器（填石英砂），UN=UNS： 大于-绝缘不够，小于-提前熔断，灭弧，过电压（3.54）UN 。 2、额定电压选择： （1）熔管额定电流 INf1 INf1INfS（2）熔件额定电流INfS： 35KV及以下变压