第八讲 电气设备原理与选择

第七讲电气设备原理与选择 1 教学目的 电气设备选择的一般条件短路电流计算条件高压断路器和隔离开关的选择 一 电气设备选择的一般条件 共同原则 按正常工作条件进行选择 按短路状态校验热稳定和动稳定1 按正常工作条件选择电器设备1 额定电压2 额定电流 电器设备额定电压 电网额定电压 电器设备在额定环境温度下的长期允许电流 电器所在回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流 典型回路最大持续工作电流的计算方法 发电机回路 1 05倍发电机额定电流变压器回路 1 05倍变压器额定电流 1 3 2 0倍变压器额定电流 考虑过负荷时 电动机回路 电动机额定电流单回路出线 线路最大负荷电流双回路出线 1 2 2 0倍一回线的正常最大负荷电流带电抗器出线 电抗器额定电流角形与一台半断路器接线回路出线 两个相邻回路正常负荷电流桥型接线出线 最大元件负荷电流主母线 母联回路 母线上最大一个电源元件的计算电流母线分段回路 分段电抗器额定电流或相邻两段母线上最大一台发电机额定电流的50 80 旁路回路 需旁路的回路最大额定电流 1 按正常工作条件选择电器设备 3 环境条件对设备选择的影响设备安装地点的环境条件如温度 风速 污秽等级 海拔高度 地震烈度和覆冰厚度等海拔 在1000 3500m范围内 每 升高 100m 最高允许电压 下降 1 我国电气设备的额定环境温度是 40 周围环境温度 40 时 每 1 减少1 8 周围环境温度 40 时 每 1 增加0 5 但最大电流不得超过额定电流的20 2 按短路情况校验 1 短路热稳定校验2 电动力稳定校验 短路电流热效应 电器允许通过的热稳定电流和时间 或 短路冲击电流幅值和有效值 电器允许通过的动稳定电流的幅值和有效值 不需要校验热稳定或动稳定的情况 1 用熔断器保护的电器可不验算热稳定 2 采用有限流电阻的熔断器保护的设备可不校验动稳定 3 装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算热稳定和动稳定 3 短路电流计算条件 a 容量和接线按本工程的最终容量计算 并考虑本工程建成后5 10年的电力系统远景发展规划 按可能发生最大短路电流的正常接线方式进行短路计算b 短路种类一般按三相短路进行验算c 选择短路计算点在短路计算接线中 选择通过电器的短路电流为最大的点为短路计算点 分段断路器QF7 当主变T1退出运行而相应母线段K1点短路时最严重 例 发电机出口断路器 比较K1和K2点短路母联QF5 K4点短路带电抗器的6 10KV出线回路 一般不选K7 而应选K8主变低压侧QF3 当变压器高压侧QF6断开而K3点短路时最严重 类似的 选择QF6 应为QF3断开 K5点短路母线至母线隔离开关前的引线和套管 应选择母线段K7点 4 短路计算时间 验算热稳定的短路计算时间开关电器的开断时间 后备保护动作时间 断路器全开断时间 断路器固有分闸时间 电弧持续时间 主保护动作时间 例外 裸导体 直馈电缆宜采用主保护动作时间 1 高压断路器选择 1 断路器的种类和形式的选择按灭弧介质和灭弧方式分为 油 多油 少油 压缩空气 SF6 真空操动机构 电磁机构 气动机构 弹簧机构 液压机构等2 额定电压选择UN UNs3 额定电流选择IN Imax 二 高压断路器和隔离开关的选择 4 开断电流选择 断路器灭弧能力的参数指在额定电压下能正常开断的最大短路电流 包括短路周期分量和20 非周期分量 有效值表示中小型电厂 慢速断路器开断时间超过0 1s 不计非周期分量影响 衰减较多 INbr I 短路0 瞬间短路电流 大中型电厂 开断时间小于0 1s 非周期分量不能忽略 需采用短路开断时间对应时刻的短路全电流有效值进行校验 5 短路关合电流的选择合闸于短路故障时 断路器动 静触头在未接触时产生电弧 容易使触头熔焊和受到电动力破坏 断路器在关合短路电流时 接通后又跳闸 此时还要能够切除短路电流 为保证断路器在关合短路时的安全 其额定关合电流iNcl不应小于短路电流最大冲击值ishiNcl ish6 热稳定校验7 动稳定校验 2 隔离开关的选择 工作特点 有电压 无电流情况下分 合电流1 隔离开关的主要用途隔离电压 没有负荷电流 倒闸操作 等电位 分合小电流分 合避雷器 电压互感器和空载母线分 合励磁电流不超过2A的空载变压器关 合电容电流不超过5A的空载线路 2 隔离开关的选择 1 种类和形式的选择安装地点 屋内式和屋外式绝缘支