电气设备选择

电气设备选择第1页，共31页，2023年，2月20日，星期一第7章电气设备的选择

7．1电气设备选择的一般条件电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，按短路条件校验其动、热稳定性。一、按正常工作条件选择导体和电器的正常工作条件:额定电压、额定电流和自然环境条件。

第2页，共31页，2023年，2月20日，星期一7.1电气设备选择的一般条件

1）额定电压在选择设备时一般按照导体和电器的额定电压Ue

不低于安装地点电网额定电压Uew的条件选择，即

Ue≥Uew

2）额定电流在规定的周围环境温度下，导体和电器的额定电流Ie应不小于流过设备的最大持续工作电流Igmax，即

Ie≥Igmax

第3页，共31页，2023年，2月20日，星期一

7.1电气设备选择的一般条件

3）自然环境条件选择导体和电器时，应按当地环境条件校核它们的基本使用条件。当气温、风速、湿度、污秽等级、海拔高度、地震烈度、覆冰厚度等环境条件超出一般电器的规定使用条件时，应向制造部门提出补充要求或采取相应的防护措施。

第4页，共31页，2023年，2月20日，星期一二、按短路条件校验

1）按短路热稳定校验短路热稳定校验就是要求所选择的导体和电器，当短路电流通过它时所能达到的最高温度不应超过导体和电器的短时发热最高允许温度，即要求Qd≤Qr2）短路动稳定校验动稳定是指导体和电器承受短路电流机械效应的能力。满足动稳定的条件为：iim

≤idw

第5页，共31页，2023年，2月20日，星期一二、按短路条件校验

3）短路电流的计算条件

(1)计算时应按本工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。

(2)短路的种类可按三相短路考虑。若发电机出口的短路，或中性点直接接地系统、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，则应按严重情况验算。

(3)短路计算点应选择在正常接线方式下，通过导体或电器的短路电流为最大的地点。

第6页，共31页，2023年，2月20日，星期一短路计算点的选择方法

(1)发电机、变压器回路的断路器应把断路器前或后短路时通过断路器的电流值进行比较，取其较大者为短路计算点。(2)母联断路器QFm应考虑母联断路器QFm闭合并向备用母线充电时，备用母线故障，即d4点短路，此时，全部短路电流IF2+IB+IFl流过母联断路器QFm及汇流母线。第7页，共31页，2023年，2月20日，星期一短路计算点的选择方法(3)带电抗器的出线回路在母线和母线隔离开关隔板前的母线引线及套管，应按电抗器前如d7点短路选择。而对隔板后的导体和电器一般可按电抗器后d8为短路计算点，以便出线选用轻型断路器，节约投资。

第8页，共31页，2023年，2月20日，星期一短路计算点的选择方法示意图第9页，共31页，2023年，2月20日，星期一

4）短路电流热效应计算时间的确定

短路电流热效应计算时间td为继电保护动作时间tb和相应断路器的全分闸时间tf

之和，即

td=tb+tf

式中tf

为断路器的固有分闸时间和燃弧时间之和。

在验算裸导体的短路热效应时，宜采用主保护动作时间。如主保持有死区时，则采用能对该死区起作用的后备保护动作时间，并采用相应处的短路电流值。在验算电器的短路热效应时，宜采用后备保护动作时间。

第10页，共31页，2023年，2月20日，星期一开断电器的开断计算时间对于开断电器（如断路器、熔断器等），应能在最严重的情况下开断短路电流。故电器的开断计算时间tk是从短路瞬间开始到断路器灭弧触头分离的时间。其中包括主保护动作时间tb

和断路器固有分闸时间tgf之和。即

tk=tb+tgf

第11页，共31页，2023年，2月20日，星期一7.2高压断路器、隔离开关及高压熔断器的选择

一、高压断路器的选择高压断路器按下列项目选择和校验：(1)型式和种类；(2)额定电压；(3)额定电流；(4)开断电流；(5)额定关合电流；(6)动稳定；(7)热稳定。

1）按种类和型式选择电压6～600千伏的电网可选用真空断路器和六氟化硫断路器；110～500千伏电网一般采用六氟化硫断路器。采用封闭母线的大容量机组，当需要装设断路器时，应选用发电机专用断路器。第12页，共31页，2023年，2月20日，星期一一、高压断路器的选择2）按额定电压选择高压断路器的额定电压Ue

应大于或等于所在电网的额定电压Uew

，即

Ue≥Uew

3）按额定电流选择高压断路器的额定电流Ie

应大于或等于流过它的最大持续工作电流Igmax

，即

Ie≥Igmax

第13页，共31页，2023年，2月20日，星期一一、高压断路器的选择

4)按额定短路开断电流选择在给定的电网电压下，高压断路器的额定短路开断电流Iebr

应满足

Iebr≥Izt

5)按额定短路关合电流选择为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定短路关合电流ieg应不小于短路冲击电流幅值iim，即

ieg≥iim

第14页，共31页，2023年，2月20日，星期一一、高压断路器的选择6、动稳定校验高压断路器的额定峰值耐受电流idw

应不小于三相短路时通过断路器的短路冲击电流幅值iim，即

idw≥iim

7、热稳定校验高压断路器的额定短时耐受热量Ir2tr应不小于短路期内短路电流热效应Qd

，即

Ir2tr≥Qd

第15页，共31页，2023年，2月20日，星期一二、隔离开关的选择隔离开关应根据下列条件选择：(1)型式和种类；(2)额定电压；(3)额定电流；(4)动稳定；(5)热稳定。隔离开关的型式和种类的选择应根据配电装置的布置特点和使用条件等因素，进行综合技术经济比较后确定。其它四项技术条件与高压断路器相同。第16页，共31页，2023年，2月20日，星期一三、高压熔断器的选择

高压熔断器应根据下列条件选择：(1)额定电压；(2)额定电流；(3)开断电流；(4)保护熔断特性。1)接额定电压选择

熔断器的额定电压应不小于所在电网的额定电压。

第17页，共31页，2023年，2月20日，星期一三、高压熔断器的选择2)按额定电流选择要求熔断器必须符合下列条件：

IeRg≥IeRt≥Igmax

式中IeRg

——熔断器熔管的额定电流；

IeRt——熔断器熔件的额定电流；

Igmax——流过熔断器的最大长期工作电流。第18页，共31页，2023年，2月20日，星期一三、高压熔断器的选择3)按开断电流校验按开断电流选择时，要求熔断器的额定开断电流Iebr应不小于三相短路冲击电流的有效值Iim，即Iebr≥Iim

4)按保护熔断特性校验根据保护动作选择性的要求校验熔件的额定电流,使其保证前后两级熔断器之间或熔断器与电源侧(或负荷侧)继电保护之间动作的选择性。保护电压互感器用的熔断器，只需按额定电压和开断电流选择。第19页，共31页，2023年，2月20日，星期一7.3

限流电抗器的选择

电力系统中使用的电抗器，分为普通电抗器和分裂电抗器两种。一般按下列项目选择和校验：

1)额定电压；2)额定电流；

3)电抗百分数；4)动稳定；

5)热稳定。第20页，共31页，2023年，2月20日，星期一7.3

限流电抗器的选择

一、按额定电压选择电抗器的额定电压Ue

应大于或等于所在电网的额定电压Uew

，即

Ue≥Uew

二、按额定电流选择电抗器的额定电流Ie

应大于或等于通过它的最大持续工作电流Igmax

，即Ie≥Igmax

第21页，共31页，2023年，2月20日，星期一7.3

限流电抗器的选择三、按电抗百分数选择1）普通电抗器电抗百分数的选择

（1）按将短路电流限制到要求值选择电抗百分数设要求将短路电流限制到I“，所需电抗器的基准电抗标么值应为式中X，*∑——电源至电抗器前的系统电抗标么值；

X*∑——电源至电抗器后的系统电抗标么值。

第22页，共31页，2023年，2月20日，星期一1）普通电抗器电抗百分数的选择IB

——基准电流（kA）；I“——次暂态短路电流周期分量有效值（kA）。电抗器在额定参数条件下的百分比电抗为式中UB——基准电压(kV)。

第23页，共31页，2023年，2月20日，星期一1）普通电抗器电抗百分数的选择(2)按电压损失校验选择电抗百分数

普通电抗器在正常工作时，其电压损失不得大于母线额定电压的5％。对于出线电抗器尚应计及出线上的电压损失，即

其中φ——负荷功率因数角，为方便计算，一般cosφ取0.8。第24页，共31页，2023年，2月20日，星期一1）普通电抗器电抗百分数的选择(3)按母线残余电压校验选择电抗百分数

当出线电抗器未设置无时限继电保护时，应按在电抗器后发生短路，母线残余电压不低于额定值的60％～70％校验。即

第25页，共31页，2023年，2月20日，星期一

2)分裂电抗器电抗百分数的选择

分裂分裂电抗器的电抗百分数XR

％可按普通电抗器的电抗百分数计算方法选择，但由于分裂电抗器的技术数据中只给出了单臂自感电抗XL％，所以还应进行换算。XL％和XR％之间的关系与电源连接方式及短路点的选择有关。

第26页，共31页，2023年，2月20日，星期一2)分裂电抗器电抗百分数的选择(1)当3侧有电源，l侧和2侧无电源，而在1或2侧短路时，XL％=XR％。(2)当3侧无电源，l侧和2侧有电源，1(或2)侧短路时，

XR％=2(1+f)

XL％。(3)当1侧和2侧有电源，在3侧短路，或者三侧均有电源，而3侧短路时，XR％=(1-f)XL％/2。第27页，共31页，2023年，2月20日，星期一2)分裂电抗器电抗百分数的选择要求正常工作时两臂母线电压波动不大于母线额定电压的5％。I段母线电压百分数的计算公式为Ⅱ段母线电压百分数的计算公式为

第28页，共31页，2023年，2月20日，星期一2)分裂电抗器电抗百分数的选择式中U1、U2——I、Ⅱ段母线上电压；U——电源侧电压；I1、I2——I、Ⅱ段母线上负荷电流，无资料时，可取一臂为70％Ie，另一臂为3