单相接地变压器额定容量课件

任务二电气设备的选择任务二电气设备的选择1一、电气设备选择的一般原则

1、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展；2、应按当地环境条件校核；3、应力求技术先进和经济合理；4、与整个工程的建设标准应协调一致；5、同类设备应尽量减少品种；6、选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级部门批准。一、电气设备选择的一般原则1、应满足正常运行、检修、短路和2二、电气设备选择的技术条件1.长期工作条件2.短路稳定条件

电压：选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路电网的最高运行电压UNSmax，即：Umax≥UNSmax

电流：选用的电器额定电流IN不得低于所在回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流Imax，即：IN≥Imax

机械荷载：所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。校验的一般原则：电气设备在选定后应按可能通过的最大短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验用熔断器保护的电气设备可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。短路的热稳定条件：短路的动稳定条件：二、电气设备选择的技术条件1.长期工作条件电压：选用3(1)短路电流电动力效应1).电动力:2).电动力的危害:3).两平行导体间最大的电动力:4).两相短路时平行导体间的最大电动力

载流导体在相邻载流导体产生的磁场中所受的电磁力。

引起载流导体变形、绝缘子损坏，甚至于会造成新的短路故障。电动力的方向：同吸；反斥。(1)短路电流电动力效应1).电动力:45).三相短路时平行导体之间的最大电动力6).短路电流电动力效验边缘相U相与中间相V相导体所承受的最大电动力、分别为：发生三相短路后，母线为三相水平布置时中间相导体所承受的电动力最大。电力系统中同一地点发生不同种类的短路时，导体所承受三相短路时的最大电动力比两相短路时的最大电动力大15％。因此，在校验导体的最大电动力时，按三相短路的最严重情况考虑。5).三相短路时平行导体之间的最大电动力边缘相U相与中间相V5(2)、短路电流的热效应1）.电气设备发热的原因2）.导体发热种类3).电气设备温度升高的影响电气设备在工作中，由于自身的有功功率损耗，引起电气设备的发热。包括电阻损耗、介质损耗短路时发热：长期发热：正常工作电流在较长时间内所引起的发热。短路电流在极短的时间内所引起的发热。机械强度：显著降低，影响电器的安全运行。设备的绝缘：温度愈高绝缘的老化速度愈快。接触电阻值：增大，功率损耗加大，温度再升高，恶性循环。(2)、短路电流的热效应1）.电气设备发热的原因64).载流导体和电器发热的允许温度5).导体温度的变化特点为了限制电气设备因发热而产生不利影响，保证电气设备的正确使用，国家规定了载流导体和电器长期发热和短路时发热的允许温度。AB段：工作电流所产生的热量引起导体温度的变化；BC段：短路时导体温度变化；C点后的虚线：短路电流被切除之后，导体温度会逐渐地降至周围环境温度。4).载流导体和电器发热的允许温度为了限制电气设备因76).短路时最高发热温度计算7).短路电流的热效应计算计算导体短路时的最高温度的步骤：(1)根据运行温度从曲线中查出之值；(2)将与之值代入公式，计算出：(3)根据，从曲线中查出之值。工程中短路电流的热效应通常采用近似数值积分法计算。周期分量热效应：非周期分量热效应：6).短路时最高发热温度计算计算导体短路时的最高温度的步骤83.环境条件4.环境保护温度：－30℃－40℃40℃日照：产生附加温升风速：不大于35m／s冰雪：隔离开关的破冰厚度一般为10mm湿度：采用当地相对湿度最高月份的平均相对湿度污秽：发电厂、变电站污秽分三级海拔：一般不超过1000m地震：根据当地的地震烈度选用电磁干扰：110kV及以上电器户外晴天无线电干扰电压不大于2500μV。对于110kV以下的电器一般可不校验无线电干扰电压。噪音：要求在距电器2m处，连续性噪音不应大于85dB；非连续性噪音，屋内不应大于90dB，屋外不应大于110dB。电场强度：在电气设备周围，特别是架空导线下面，当距地面1.5米范围内，电场强度小于15kV/每米时，对人和动物是安全的，否则可能会造成一定的伤害。3.环境条件温度：－30℃－40℃491、高压开关电器的选择1）.种类和型式的选择2）.额定电压选择3）.额定电流选择4）.断路器的开断电流选择5）.动稳定校验6）.热稳定校验根据用途、安装地点、安装方式、结构类型和价格因素等综合条件进行合理选择UN≥UNsIN≥Imax

INbr≥IapINbr≥Ies≥Ik＞Qk三、电气设备的选择1、高压开关电器的选择1）.种类和型式的选择根据10例：试选择容量为25MW、UN=10.5kV、的发电机出口断路器及隔离开关。已知发电机出口短路时，发电机主保护时间为0.05s，后备保护时间为3.9s，配电装置内最高室温为+40℃。解：发电机最大持续工作电流通过查附录，可选择断路器的型号为SNl0－10III／2000；隔离开关的型号为GN2—10/2000。由于tk＞ls，故不计非周期分量的热效应例：试选择容量为25MW、UN=10.5kV、11冲击电流计算数据SN10—10III/2000GN2—10/200010kV1804（A）26.4kA71（kA）3401[（kA）2.s]10（kV）2000（A）43.3（kA）130（kA）43.32×4=7499（kA）[（kA）2.s]10（kV）2000（A）85（kA）512×4=13005[（kA）2.s]由选择结果表可见，各项条件均能满足，因此所选的断路器和隔离开关合格。冲击电流计算数据SN10—10III/2000GN2—10122、高压熔断器的选择

1).额定电压选择2).额定电流选择3).熔断器开断电流校验4).熔断器选择性校验UN≥UNs

熔管额定电流INft≥INf35kV及以下电力变压器的高压熔断器熔体INft=KImax

不计电动机自启动时K=1.1～1.3考虑电动机自启动时K=1.5～2.0保护电力电容器高压熔断器熔体额定电流INfs=KINC

一台电力电容器时K=1.5～2.0一组电力电容器时K=1.3～1.8INbr≥Ik（或）为了保证前后两级熔断器之间或熔断器与电源（或负荷）保护装置之间动作的选择性对于保护电压互感器用的高压熔断器，只需按额定电压及断流容量两项来选择。2、高压熔断器的选择1).额定电压选择UN≥UNs熔管额133、电流互感器的选择1).按一次回路额定电压和电流选择2).电流互感器种类和型式选择3).选择电流感器的准确度等级和额定容量UN≥UNs

IN≥Imax安装地点（如屋内、屋外）安装方式（如穿墙式、支持式、装入式等）互感器的准确度等级不得低于所供测量仪表的准确度等级。其中：rc一般取0.1Ω式中：UNs—电流互感器所在电力网的额定电压，（kV）；UN、IN—电流互感器的一次额定电压和电流；Imax—电流互感器一次回路最大工作电流，（A）。3、电流互感器的选择1).按一次回路额定电压和电流选择UN≥144).热稳定校验5).动稳定校验（或）内部动稳定外部动稳定式中：Ik－短路电流稳态值；tk－短路计算时间。式中：Fa－作用于电流互感器瓷帽端部分的允许力；l－互感器出线端至最近一个母线支持绝缘子之间的跨距。系数0.5表示互感器瓷套管端部承受该跨上电动力的一半。4).热稳定校验（或）内部动稳定154、电压互感器的选择1).按一次回路电压选择2).按二次回路电压的选择电压互感器一次绕组所接电力网电压UNs应在1.16～0.85UNI范围内变动，即满足下列条件：0.85UNI<UNs<1.2UNI100/3形式一次电压（V）二次电压（V）第三绕组电压（V）单相接于一次线电压上（如V/V接法）UNs100接于一次相电压上中性点非直接接地中性点直接接地100三相UNs100100/34、电压互感器的选择1).按一次回路电压选择电压互感163).种类和型式选择4).按容量和准确度等级选择6～35kV屋内配电装置：一般采用油浸式或浇注式电压互感器110～220kV配电装置：一般采用串级式电磁式电压互感器200kV及其以上配电装置：一般采用电容式电压互感器接线相量UUVVVWW3).种类和型式选择6～35kV屋内配电装置：一般采用油浸式175、限流电抗器的选择

1).额定电压和额定电流的选择2).普通电抗器电抗百分数选择3).热稳定和动稳定校验电源至短路点的总电抗标幺值所需电抗器的电抗标么值百分电抗电压损失校验母线残压校验热稳定动稳定5、限流电抗器的选择1).额定电压和额定电流的选择电源至短186、中性点设备的选择1).消弧线圈的选择容量选择安装在Y0／△接线双绕组变压器或Y0／Y0／△接线三绕组变压器中性点上的消弧线圈的容量，不应超过变压器三相总容量的50％，并不得大于三绕组变压器任一绕组的容量。安装在Y0／Y接线的内铁芯或变压器中性点上的消弧线圈容量，不应超过变压器三相总容量的20％。消弧线圈的分接头数量应满足调节脱谐度的要求，接于变压器的一般不小于5个，接于发电机的最好不低于9个。架空线路和电缆线路的单相接地电容电流变电设备的电流增值IC2＝KIC1

全网总电容电流IC＝IC1＋IC2中性点位移校验中性点经消弧线圈接地的电网，中性点位移电压不应超过15％；中性点经消弧线圈接地的发电机，中性点位移电压不应超过10％。6、中性点设备的选择1).消弧线圈的选择容量选择安192).接地电阻的选择（1）经高阻直接接地方式电阻的选择电阻的额定电压电阻值电阻功率（2）经单相配电变压器接地方式电阻的选择电阻的额定电压应不小于变压器二次侧电压，一般选用110V或220V。电阻值电阻功率（3）中性点经低阻接地方式电阻的选择电阻的额定电压电阻值电阻功率2).接地电阻的选择（1）经高阻直接接地方式电阻的选择电阻203).接地变压器的选择(1)安装在发电机或变压器中性点的单相接地变压器额定一次电压(2)单相接地变压器额定容量(3)三相接地变压器额定容量对于Z型或YNd接线三相接地变压器，若中性点接消弧线圈，接地变压器容量对于Y/开口d接线接地变压器，若中性点接消弧线圈或电阻，接地变压器容量UN－发电机或变压器额定一次线电压，kV。3).接地变压器的选择(1)安装在发电机或变压器中性点的单相21任务二：1、根据各组项目六中的任务一的短路电流计算结果选择电气设备2、分小组完成3、可在图书馆查阅资料完成任务二：22任务二电气设备的选择任务二电气设备的选择23一、电气设备选择的一般原则

1、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展；2、应按当地环境条件校核；3、应力求技术先进和经济合理；4、与整个工程的建设标准应协调一致；5、同类设备应尽量减少品种；6、选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级部门批准。一、电气设备选择的一般原则1、应满足正常运行、检修、短路和24二、电气设备选择的技术条件1.长期工作条件2.短路稳定条件

电压：选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路电网的最高运行电压UNSmax，即：Umax≥UNSmax

电流：选用的电器额定电流IN不得低于所在回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流Imax，即：IN≥Imax

机械荷载：所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。校验的一般原则：电气设备在选定后应按可能通过的最大短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验用熔断器保护的电气设备可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。短路的热稳定条件：短路的动稳定条件：二、电气设备选择的技术条件1.长期工作条件电压：选用25(1)短路电流电动力效应1).电动力:2).电动力的危害:3).两平行导体间最大的电动力:4).两相短路时平行导体间的最大电动力

载流导体在相邻载流导体产生的磁场中所受的电磁力。

引起载流导体变形、绝缘子损坏，甚至于会造成新的短路故障。电动力的方向：同吸；反斥。(1)短路电流电动力效应1).电动力:265).三相短路时平行导体之间的最大电动力6).短路电流电动力效验边缘相U相与中间相V相导体所承受的最大电动力、分别为：发生三相短路后，母线为三相水平布置时中间相导体所承受的电动力最大。电力系统中同一地点发生不同种类的短路时，导体所承受三相短路时的最大电动力比两相短路时的最大电动力大15％。因此，在校验导体的最大电动力时，按三相短路的最严重情况考虑。5).三相短路时平行导体之间的最大电动力边缘相U相与中间相V27(2)、短路电流的热效应1）.电气设备发热的原因2）.导体发热种类3).电气设备温度升高的影响电气设备在工作中，由于自身的有功功率损耗，引起电气设备的发热。包括电阻损耗、介质损耗短路时发热：长期发热：正常工作电流在较长时间内所引起的发热。短路电流在极短的时间内所引起的发热。机械强度：显著降低，影响电器的安全运行。设备的绝缘：温度愈高绝缘的老化速度愈快。接触电阻值：增大，功率损耗加大，温度再升高，恶性循环。(2)、短路电流的热效应1）.电气设备发热的原因284).载流导体和电器发热的允许温度5).导体温度的变化特点为了限制电气设备因发热而产生不利影响，保证电气设备的正确使用，国家规定了载流导体和电器长期发热和短路时发热的允许温度。AB段：工作电流所产生的热量引起导体温度的变化；BC段：短路时导体温度变化；C点后的虚线：短路电流被切除之后，导体温度会逐渐地降至周围环境温度。4).载流导体和电器发热的允许温度为了限制电气设备因296).短路时最高发热温度计算7).短路电流的热效应计算计算导体短路时的最高温度的步骤：(1)根据运行温度从曲线中查出之值；(2)将与之值代入公式，计算出：(3)根据，从曲线中查出之值。工程中短路电流的热效应通常采用近似数值积分法计算。周期分量热效应：非周期分量热效应：6).短路时最高发热温度计算计算导体短路时的最高温度的步骤303.环境条件4.环境保护温度：－30℃－40℃40℃日照：产生附加温升风速：不大于35m／s冰雪：隔离开关的破冰厚度一般为10mm湿度：采用当地相对湿度最高月份的平均相对湿度污秽：发电厂、变电站污秽分三级海拔：一般不超过1000m地震：根据当地的地震烈度选用电磁干扰：110kV及以上电器户外晴天无线电干扰电压不大于2500μV。对于110kV以下的电器一般可不校验无线电干扰电压。噪音：要求在距电器2m处，连续性噪音不应大于85dB；非连续性噪音，屋内不应大于90dB，屋外不应大于110dB。电场强度：在电气设备周围，特别是架空导线下面，当距地面1.5米范围内，电场强度小于15kV/每米时，对人和动物是安全的，否则可能会造成一定的伤害。3.环境条件温度：－30℃－40℃4311、高压开关电器的选择1）.种类和型式的选择2）.额定电压选择3）.额定电流选择4）.断路器的开断电流选择5）.动稳定校验6）.热稳定校验根据用途、安装地点、安装方式、结构类型和价格因素等综合条件进行合理选择UN≥UNsIN≥Imax

INbr≥IapINbr≥Ies≥Ik＞Qk三、电气设备的选择1、高压开关电器的选择1）.种类和型式的选择根据32例：试选择容量为25MW、UN=10.5kV、的发电机出口断路器及隔离开关。已知发电机出口短路时，发电机主保护时间为0.05s，后备保护时间为3.9s，配电装置内最高室温为+40℃。解：发电机最大持续工作电流通过查附录，可选择断路器的型号为SNl0－10III／2000；隔离开关的型号为GN2—10/2000。由于tk＞ls，故不计非周期分量的热效应例：试选择容量为25MW、UN=10.5kV、33冲击电流计算数据SN10—10III/2000GN2—10/200010kV1804（A）26.4kA71（kA）3401[（kA）2.s]10（kV）2000（A）43.3（kA）130（kA）43.32×4=7499（kA）[（kA）2.s]10（kV）2000（A）85（kA）512×4=13005[（kA）2.s]由选择结果表可见，各项条件均能满足，因此所选的断路器和隔离开关合格。冲击电流计算数据SN10—10III/2000GN2—10342、高压熔断器的选择

1).额定电压选择2).额定电流选择3).熔断器开断电流校验4).熔断器选择性校验UN≥UNs

熔管额定电流INft≥INf35kV及以下电力变压器的高压熔断器熔体INft=KImax

不计电动机自启动时K=1.1～1.3考虑电动机自启动时K=1.5～2.0保护电力电容器高压熔断器熔体额定电流INfs=KINC

一台电力电容器时K=1.5～2.0一组电力电容器时K=1.3～1.8INbr≥Ik（或）为了保证前后两级熔断器之间或熔断器与电源（或负荷）保护装置之间动作的选择性对于保护电压互感器用的高压熔断器，只需按额定电压及断流容量两项来选择。2、高压熔断器的选择1).额定电压选择UN≥UNs熔管额353、电流互感器的选择1).按一次回路额定电压和电流选择2).电流互感器种类和型式选择3).选择电流感器的准确度等级和额定容量UN≥UNs

IN≥Imax安装地点（如屋内、屋外）安装方式（如穿墙式、支持式、装入式等）互感器的准确度等级不得低于所供测量仪表的准确度等级。其中：rc一般取0.1Ω式中：UNs—电流互感器所在电力网的额定电压，（kV）；UN、IN—电流互感器的一次额定电压和电流；Imax—电流互感器一次回路最大工作电流，（A）。3、电流互感器的选择1).按一次回路额定电压和电流选择UN≥364).热稳定校验5).动稳定校验（或）内部动稳定外部动稳定式中：Ik－短路电流稳态值；tk－短路计算时间。式中：Fa－作用于电流互感器瓷帽端部分的允许力；l－互感器出线端至最近一个母线支持绝缘子之间的跨距。系数0.5表示互感器瓷套管端部承受该跨上电动力的一半。4).热稳定校验（或）内部动稳定374、电压互感器的选择1).按一次回路电压选择2).按二次回路电压的选择电压互感器一次绕组所接电力网电压UNs应在1.16～0.85UNI范围内变动，即满足下列条件：0.85UNI<UNs<1.2UNI100/3形式一次电压（V）二次电压（V）第三绕组电压（V）单相接于一次线电压上（如V/V接法）UNs100接于一次相电压上中性点非直接接地中性点直接接地100三相UNs100100/34、电压互感器的选择1).按一次回路电压选择电压互感383).种类和型式选择4).按容量和准确度等级选择6～35kV屋内配电装置：一般采用油浸式或浇注式电压互感器110～220kV配电装置：一般采用串级式电磁式电压互感器200kV及其以上配电装置：一般采用电