电气设备选择及校验方法

电气设备选择的一般原则电气设备选择的一般原则 按工作环境及正常工作条件选择电气设备按工作环境及正常工作条件选择电气设备 1 电气设备所处位置 使用环境 工作条件选择型号 2 按工作电压选择电气设备的额定电压 3 按最大负荷电流选择电气设备的额定电流 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定 1 短路热稳定校验 当系统发生短路 有短路电流通过电气设备时 导体和电器各部件温度 或热量 不应超 过允许值 即满足热稳定的条件 zhishang1 式中 I 短路电流的稳态值 tima 短路电流的假想时间 It 设备在 t 秒内允许通过的短时热稳定电流 t 设备的热稳定时间 2 短路动稳定校验 当短路电流通过电气设备时 短路电流产生的电动力应不超过设备的允许应力 即满足 动稳定的条件 zhishang2 式中 ish Ish 短路电流的冲击值和冲击有效值 imax Imax 设备允许的通过的极限电流峰值和有效值 3 开关电器断流能力校验 对要求能开断短路电流的开关设备 如断路器 熔断器 其断流容量不小于安装处的最 大三相短路容量 zhishang3 式中 三相最大短路电流与最大短路容量 断路器的开断电流与开断容量 选 择 项 目校 验 项 目 短路电流 设备名称 额定 电压 kV 额定 电流 A 装置类型 户内 户外 准确 度级 热稳定动稳定 开断 能力 kA 高压断路器 高压负荷开关 高压隔离开关 高压熔断器 电流互感器 电压互感器 母线 电缆 支柱绝缘子 穿墙套管 NW N UU Nc II 高压开关电器的选择高压开关电器的选择 高压断路器 高压熔断器 高压隔离开关和高压负荷开关 1 根据使用环境和安装条件选择设备型号 2 正常工作条件下 选择设备额定电压和额定电流 3 按最大可能的短路电流校验动稳定性和热稳定性 zhishang4 4 开关电器断流能力校验 例 5 1 试选择某 35KV 户内型户内型变电所主变压器二次侧二次侧高压开关柜的高压断路器 已知变 压器 35 10 5KV 5000KVA 三相最大短路电流三相最大短路电流 3 35KA 冲击短路电流冲击短路电流 8 54KA 三相短三相短 路容量路容量 60 9MVA 继电保护动作时间 1 1S 解 1 变压器工作环境选择类型 户内 故选择户内少油断路器 2 二次侧线路电压选择断路器额定电压 变压器二次侧的额定电流来选择断路器额定电 流 3 高压断路器动稳定和热稳定性校验 4 利用最大开断电流校验高压断路器断流能力 高压断路器选择校验表 jianbiao 高压隔离开关的选择高压隔离开关的选择 只用于电气隔离而不能分断正常负荷电流和短路电流 不需校验其断流能力 例 试选择如图所示变压器 10 5kV 侧高压断路器 QF 和高压隔离开关 QS 已知图中 K 点短路时 I I 4 8kA 继电保护动作时间 tp 1S 拟采用快速开断的高压断路 器 其固有分闸的时间 ttr 0 1S 断路器及隔离开关的选择结果 计 算 数 据ZN12 10I 型断路器GN6 10 型隔离开关 NW N UU Nc II 3 3 maxmax shsh IIii 2 3 2 tima I tIt max 3 max K ocKoc SSII 或 2 2 5000 275 33 10 5 N N N S IA U 275 N IA max 8 54i 22 3 35 1 1 0 1 t I t 3 35 oc I 工作电压 10kV 最大工作电流 439 9A 短路电流 4 8kA 短路电流冲击电流 10 8kA 热稳定性校验 I 2timar 4 82 1 1 25 34A2s 额定电压 UN 10kV 额定电流 IN 630A 额定开断电流 IOFF 25 kA 极限过电流峰值 imax 80kA 热稳定值 It2t 252 3 1875A2s UN 10kV IN 630A imax 50kA It2t 142 5 980A2s 高压熔断器的选择高压熔断器的选择 熔断器没有触头 分断短路电流后熔体熔断 不必校验动稳定和热稳定 仅需校验断流能 力 1 熔断器的类型熔断器的类型应符合安装条件 户内或户外 户内型RN1 主要用于高压电路和设备的短路保护 RN2 用于电压互感器的短路保护 2 熔断器额定电压熔断器额定电压应与线路额定电压相同 不得降低电压使用 N FUN UU 3 熔断器的额定电流熔断器的额定电流应不小于它所装熔体的额定电流 N FUN FE II 1 保护线路保护线路的熔断器熔体电流的选择 应不小于电路计算电流 N FEc II 2 保护电压互感器保护电压互感器的熔断器熔体电流的选择 由于电压互感器二次侧电流很小 因此保护电压互感器一次侧的 RN2 型熔断器的熔体额定 电流一般为 0 5A 0 5 N FE IA 3 熔断器的额定电流熔断器的额定电流应不小于它所装熔体的额定电流 N FUN FE II 3 保护电力变压器保护电力变压器 高压侧 的熔断器熔体电流的选择 A 熔体电流要躲过变压器允许的正常过负荷电流 B 熔体电流要躲过来自变压器低压侧的电动机自启动引起的尖峰电流 C 熔体电流要躲过变压器空载合闸时的励磁涌流 1 1 5 2 0 N FEN T II 4 熔断器断流能力熔断器断流能力的校验 对限流式熔断器 断流能力 能在短路电流达到冲击值之前完全熔断并熄灭电弧 切除短路 对非限流式熔断器 断流能力 不能在短路电流达到冲击值之前完全熄灭电弧 切除短路 对具有断流能力上下限的熔断器 断流能力 互感器的选择互感器的选择 电流互感器的选择 1 电流互感器的主要性能 1 电流互感器的准确级 在额定频率下 二次负荷为额定负荷的 25 100 功率因数 为 0 8 时 各准确级的电流误差和相位误差不超过规定限值 计量用 0 1 0 2 0 5 1 3 5 电流误差 保护用 5P 10P 电流误差 1 3 复合误差 5 10 2 线圈铁心特性 计量用 在一次电路短路时易于饱和 以限制二次电流的增长倍数 保护用 在一次电路短路时不应饱和 二次电流与一次电流成比例增长 保证灵敏度要求 3 电流互感器变流比与二次侧额定负荷 一次侧额定电流有多种规格可供用户选择 电流互感器的准确度与二次负荷容量有关 互感器二次侧负荷不得大于其准确级所限定的准确级所限定的 额定二次负荷额定二次负荷 2 电流互感器的选择与校验 1 型号的选择 型号的选择 根据安装地点和工作要求 2 额定电压的选择 额定电压的选择 不应低于装设点线路的额定电压 3 变比的选择 变比的选择 二次侧额定电流均为 5A 一次侧有多种规格 一次额定电流应不小于 线路计算电流 4 准确度的选择 准确度的选择 计量用 0 2 0 5 级 测量用 1 0 3 0 级 保护用 10P 级 5 动稳定和热稳定的校验动稳定和热稳定的校验 3 oc II 3 ocsh II 2 minocK II 3 maxshoc II 12 21 i IN K IN 22N SS 22N SS 1 2 esNsh KIi 2 2 3 1 tNima KItIt 例例 5 3 按例 5 1 电气条件 选择柜内电流互感器 已知电流互感器采用两相式接线 如图 所示 其中 0 5 级二次绕组级二次绕组用于测量 接有三相有功电度表和三相无功电度表各一只 每 一电流线圈消耗功率 0 5VA 电流表一只 消耗功率 3VA 电流互感器二次回路采用 BV 500 1 2 5mm2 的铜芯塑料线 互感器距仪表的单向长度为 2m 解 型号 额定电压 额定电流选择 解 型号 额定电压 额定电流选择 根据变压器 10kV 额定电流 275A 查附录表 A 7 选变比为 400 5 A 的 LQJ 10 型电流互感 器 Kes 160 Kt 75 t 1s 0 5 级二次绕组的 Z2N 0 4 1 准确度校验 故满足准确度要求 2 动稳定校验 满足动稳定要求 3 热稳定校验 满足热稳定要求 所以选择 LQJ 10 400 5A 型电流互感器满足要求 2 电压互感器的选择 电压互感器的选择 1 型号的选择 型号的选择 根据安装地点和工作要求 2 额定电压的选择 额定电压的选择 不应低于装设点线路的额定电压 3 准确度的选择 准确度的选择 按电压仪表对电压互感器准确度要求 计量用 0 5 级以上 测量用 1 0 或 3 0 级 保护用 3P 和 6P 级 4 变压器一二次侧都有熔断器保护 不需检验短路动稳定和热稳定 不需检验短路动稳定和热稳定 母线 支柱绝缘子和穿墙套管选择母线 支柱绝缘子和穿墙套管选择 1 母线的选择 母线都用支柱支柱绝缘子固定在开关柜上 因而无电压要求 1 材料和类型的选择 材料和类型的选择 母线的材料有铜和铝 母线的截面形状有矩形 槽形和管形 目前变电所的母线除大电流采用铜母线以外 一般尽量采用铝母线 变配电所高压开关柜 22 222 50 410 NNN SIZVA 2 22 2 0 50 53 5 32 53 2 5 0 1 7 15 iNWLtou SSIRR VA 10VA 1 2160 1 414 0 490 508 54 esNsh KIikA 22 1 75 0 4 1900 tN KIt 2 3 22 3 351 213 5 ima ItkA S 22N SS 22 2 QPS 上的高压母线 通常选用硬铝矩形母线 LMY 2 截面的选择 截面的选择 1 一般汇流母线按长期允许发热条件选择截面 zhisahng5 2 当母线较长或传输容量较大时 按经济电流密度选择母线截面 Zhishang6 式中 经济截面 mm2 汇集到母线的计算电流 A 经济电流密度 A mm2 3 母线热稳定性校验 母线热稳定性校验 当系统发生短路时 母线上最高温度不应超过母线短时允许最高温度 Zhishang7 式中 母线截面积及最小允许截面 mm2 热稳定系数 短路电流的假想时间 S 短路电流的稳态值 A 4 母线动稳定性校验母线动稳定性校验 当短路冲击电流通过母线时 母线将承受很大电动力 要求每跨母线中产生的最大应力计 算值不大于母线材料允许的抗弯应力 即 zhishang8 式中 短路时每跨母线中最大计算应力 Pa 母线允许抗弯应力 Pa 校