7电气设备选择

杨静18633926698发电厂电气设备杨静18633926698第七章电气设备的选择主要内容电气设备选择的一般条件高压断路器和隔离开关的选择高压熔断器的选择限流电抗器的选择电流互感器的选择电压互感器的选择3电气设备选择的一般条件各种电气设备工作条件不完全相同，所以具体选择方法也不完全相同，但基本要求相同：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。4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。额定电压在选择设备时一般按照设备的额定电压UN不低于安装地点电网额定电压UNs的条件选择，即UN≥UNs5按正常工作条件选择额定电流–在规定的周围环境温度下，电气设备的额定电流IN应不小于流过设备的最大持续工作电流Imax，即IN≥Imax6按正常工作条件选择自然环境条件–选择时电气设备时，应按当地环境条件校核其基本使用条件。–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。7按短路情况校验短路热稳定校验–热稳定校验就是要求所选的电气设备能承受短路电流所产生的热效应，即短路时，电气设备最高温度不应超过其短时发热最高允许温度8按短路情况校验短路动稳定校验–动稳定就是要求电气设备能承受短路冲击电流所产生的电动力效应。满足动稳定的条件为：ies≤ishies:电器允许通过的动稳定电流幅值ish：短路冲击电流幅值一般高压电路短路时ish=2.55I″发电机端或发电机电压母线短路时ish=2.69I″9按短路情况校验可不校验热稳定或动稳定情况–不校验热稳定：用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证；支柱绝缘子不流过电流；–不校验动稳定：用限流熔断器保护的设备；电缆（因有足够的强度）–不校验动、热稳定：电压互感器及装设在其回路中的裸导体和电器10容量：–计算时应按本工程设计的最终容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。短路种类：–一般按三相短路校验。–若发电机出口的两相短路，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，按严重情况校验。短路电流的计算条件11接线：–采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，不考虑切换过程中可能并列运行的方式。短路计算点：–应选择通过导体或电器的短路电流为最大的地点。–对两侧都有电源的电器，将电器两侧的短路点进行比较，选出流过电器短路电流较大的点。短路电流的计算条件12短路计算点的选择方法示意图13短路计算点的选择方法假设两台发电机容量相等发电机回路QF1:比较k1点和k4点短路，选k1点为短路计算点。14短路计算点的选择方法母联QF3：QF3闭合向备用母线充电时，备用母线故障，即k3点短路，流过QF3的电流为G1，G2及系统供给的全部电流，情况最严重。校验发电机母线动、热稳定时也应选k3点15短路计算点的选择方法分段QF4：选k4点，并假设T1切除，这时流过QF4的电流为G2，及系统经T2供给的电流和。若不切除T1，则系统供给的电流有部分经T1分流，不流经QF4。16短路计算点的选择方法变压器回路QF5和QF6QF5选k5点，并假设QF6断开，流过QF5的电流为G1、G2，及系统经T2供给的电流和。QF6选k6点，并假设QF5断开，流过QF6的电流为G1、G2，系统直接及经T2供给的电流和。17短路计算点的选择方法带电抗器的出线回路QF7：K2点比k7点短路时电流大。但干式电抗器可靠性高，且与QF间连线很短，k2点短路几率很小，因此选择k7为短路计算点，以便出线选用轻型断路器。18短路计算点的选择方法厂用变压器回路QF8选k8点，QF8至厂用变压器间的连线多为较长电缆，存在短路的可能性。19短路计算时间校验热稳定的短路计算时间tk：后备继电保护动作时间tpr和相应断路器全开断时间tab之和tk=tpr+tab–式中tab为断路器的固有分闸时间和燃弧时间之和。20短路计算时间校验开断电器开断能力的短路计算时间tbr–开断电器（断路器、熔断器等）应能在最严重的情况下开断短路电流。–主继电保护动作时间tpr1和断路器固有分闸时间tin之和tbr=tpr1+tin21主要内容电气设备选择的一般条件高压断路器和隔离开关的选择高压熔断器的选择限流电抗器的选择电流互感器的选择电压互感器的选择22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)额定开断电流；(5)额定关合电流；(6)动稳定；(7)热稳定。高压断路器的选择23高压断路器的选择按种类和型式选择–6～600kV的电网可选用真空断路器和六氟化硫断路器；–110～500kV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。24高压断路器的选择按额定电压选择–高压断路器的额定电压UN应不小于所在电网的额定电压UNs，即UN≥UNs按额定电流选择–高压断路器的额定电压IN应不小于流过它的最大持续工作电流Imax，即IN≥Imax25高压断路器的选择按额定开断电流选择–在给定的电网电压下，高压断路器的额定开断电流INbr不应小于实际开断瞬间的短路全电流有效值IkINbr≥Ik按额定关合电流选择–为了保证断路器在关合短路电流时的安全，断路器的额定关合电流iNcl应不小于短路冲击电流幅值ishiNcl≥ish26高压断路器的选择动稳定校验–高压断路器的额定峰值耐受电流ies应不小于三相短路时通过断路器的短路冲击电流幅值ishies≥ish热稳定校验–高压断路器的额定短时耐受热量It2t不小于短路期内短路电流热效应Qk，即It2t≥Qk27隔离开关的选择隔离开关应根据下列条件选择：型式和种类；额定电压；额定电流；动稳定；热稳定。型式和种类的选择应根据配电装置的布置特点、使用要求及技术经济条件等因素确定。其它四项技术条件与高压断路器相同。28主要内容电气设备选择的一般条件高压断路器和隔离开关的选择高压熔断器的选择限流电抗器的选择电流互感器的选择电压互感器的选择29高压熔断器的选择高压熔断器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)额定开断电流；(5)选择性校验；30高压熔断器的选择型号和种类选择根据安装地点、使用要求选用–作为电力线路、变压器的短路或过载保护，选用RN1、RN3、RN5、RN6、RW3~RW7、RW9~RW11等系列;–作为电压互感器（3~110kV）的短路保护（不能做过载保护），选用RN2、RN4、RW10、RXW0等系列；–作为电力电容器回路的短路或过载保护，可选用BRN1、BRN2、BRW等系列；31高压熔断器的选择按额定电压选择–熔断器的额定电压应不小于所在电网的额定电压。按额定电流选择–要求熔断器必须符合下列条件INt≥INs≥ImaxINt——熔断器熔管的额定电流；INs——熔断器熔体的额定电流；Imax——流过熔断器的最大工作电流。32高压熔断器的选择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INbr应不小于三相短路冲击电流的有效值IshINbr≥Ish33高压熔断器的选择熔体选择性校验–根据保护动作选择性的要求校验熔体的额定电流，使其保证前后两级熔断器之间、熔断器与电源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。34主要内容电气设备选择的一般条件高压断路器和隔离开关的选择高压熔断器的选择限流电抗器的选择电流互感器的选择电压互感器的选择35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。限流电抗器的选择36额定电流和额定电压的选择按额定电压选择–电抗器的额定电压UN应不小于所在电网的额定电压UNs，即UN≥UNs按额定电流选择–电抗器的额定电压IN应不小于流过它的最大持续工作电流Imax，即IN≥Imax37电抗百分数的计算按将短路电流限制到要求值(I“)进行选择,所需电抗器的基准电抗标么值为式中：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。Id：基准电流（kA）；I’’：次暂态短路电流周期分量有效值（kA）。电抗百分数选择'*'''**∑*==∑∑--xIIxxxdL'*∑x38普通电抗器电抗百分数的选择–电抗器在额定参数条件下的百分比电抗为式中Ud——基准电压(kV)。从产品目录中选择接近而稍大于计算结果的标准电抗百分数。出线电抗器xL%不宜超过6%，母线分段电抗器xL%不宜超过12%电抗百分数选择(%)100×=%'*''NddNdLUIUIxIIx）（∑-39分裂电抗器的电抗百分数的选择–可按普通电抗器的xL％计算方法选择，但分裂电抗器的技术数据中只给出了单臂自感电抗xL1％，所以还应进行换算。–xL％和xL1％之间的关系与电源连接方式及短路点的选择有关。电抗百分数选择40电抗百分数选择–当3侧有电源，l侧和2侧无电源，在1或2侧短路时，xL1％=xL％–当3侧无电源，l侧和2侧有电源，1(或2)侧短路时，xL1％=xL％2(1+f)分裂电抗器的电抗百分数的选择41电抗百分数选择–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xL1％=2xL％1−f分裂电抗器的电抗百分数的选择42电压校验普通电抗器的电压损失校验–正常运行时的电压损失校验：∆U%≤5%，忽略电抗器电阻时：∆U%≈𝑥𝐿%𝐼𝑚𝑎𝑥𝐼𝑁sin𝜑43电压校验普通电抗器的电压损失校验–电抗器后面短路时母线残压校验：若出线电抗器回路未装设无时限保护，应满足∆Ure%≥60%~70%，以减轻短路对其他用户的影响。∆Ure%=𝑥𝐿%𝑥′′𝐼𝑁若不满足要求，可在该出线电抗器回路加装快速保护或在正常电压损失允许范围内加大电抗。对母线分段电抗器、带几回出线的电抗器及装有无时限保护的出线电抗器，不必作本项校验。44电压校验分裂电抗器的电压波动计算要求正常运行时两臂母线电压波动不大于5％–I段母线的电压U1%=𝑈%−𝑥𝐿1%(𝐼1𝐼𝑁sin𝜑1−𝑓𝐼2𝐼𝑁sin𝜑2)–II段母线的电压U2%=𝑈%−𝑥𝐿1%(𝐼2𝐼𝑁sin𝜑2−𝑓𝐼1𝐼𝑁sin𝜑1)45电压校验分裂电抗器的电压波动计算式中U：电源侧电压；U1、U2：I、Ⅱ段母线上电压；I1、I2：I、Ⅱ段母线上负荷电流，无资料时，取I1=0.3IN，I2=0.7IN；φ1、φ2：I、Ⅱ段母线上的负荷功率因数角，一般取cosφ=0.8；f：分裂电抗器的互感系数。46动稳定和热稳定校验电抗器的热稳定校验应满足：I2tt≥Qk电抗器的动稳定校验应满足：ies≥ish47主要内容电气设备选择的一般条件高压断路器和隔离开关的选择高压熔断器的选择限流电抗器的选择电流互感器的选择电压互感器的选择48种类和型式选择应根据安装地点、安装方式及产品情况来选择–6～20kV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的TA。–35kV及以上配电装置，宜采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式TA。–有条件时，应优先采用套管式TA，以节省投资和占地。49满足UN≥UNsIN1≥Imax式中UN、IN1：TA一次额定电压和额定电流；UNS、Imax：TA安装处一次回路工作电压和最大长期工作电流。一次额定电压和额定电流的选择50额定二次电流的选择额定二次电流有5A和1A两种–一般弱电系统用1A，强电系统用5A–配电装潢子距离控制室较远时，为能使TA多带二次负荷或减小电缆截面，提高准确度，尽量采用1A。51为了保证电流测量仪表的准确级，电流互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级。当所供仪表要求不同准确级时，按