第六章電氣設(shè)備的選擇.doc

1、第六章電氣設(shè)備的選擇6. 1電氣設(shè)備選擇的一般原則6. 1. 1按正常工作條件選擇電氣設(shè)備1）電氣設(shè)備的額定電壓2）電氣設(shè)備的額定電流3）電氣設(shè)備的型號6. 1. 2按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)|2timaV=|2tt2）短路動穩(wěn)定校驗(yàn)ish=i maxIsh=SkmaxIoFF=I KmAX6. 1. 3常用電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)項(xiàng)目6. 2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇高壓斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)和熔斷器的選擇條件基本相同。除了按電 壓、電流、裝置類型選擇，校驗(yàn)熱、動穩(wěn)定性外，對高壓斷路器、負(fù)荷開關(guān)和熔 斷器還應(yīng)校驗(yàn)其開斷能力。6. 2. 1高壓斷路器的選擇1）斷路器的種類和類型少油斷路器、真

2、空斷路器、SF6斷路器。2）開斷電流能力Ioff=I 11Soff=S113）短路關(guān)合電流的選擇為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)的安全，斷路器的額定關(guān)合電流需滿足imc=i sh6. 2. 2高壓隔離開關(guān)的選擇高壓隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)同高壓斷路器差不多。例：試選擇圖書所示變壓器10.5KV側(cè)高壓斷路器QF和高壓隔離開關(guān) QS.已知圖中K點(diǎn)短路時(shí)I11=4.8KA,繼電保護(hù)動作時(shí)間為tac=1s.擬采用快速開斷 的高壓斷路器，其固有分閘時(shí)間ttr=0.1秒，采用彈簧操作機(jī)構(gòu).35/10.5KV10.5KV母線Sn=8000KVA解:變壓器計(jì)算電流按變壓器的額定電流計(jì)算CASN3Un80001.73

3、2*10.5439.9A短路沖擊電流的沖擊值：ish 2.55I11短路容量：&S11短路電流假想時(shí)間:timar=tac+ttr=1+0.1=1.1s根據(jù)上述計(jì)算參數(shù)結(jié)合具體的情況選擇條件，初步選擇ZN12-10I型630A的真空斷路器和GN6-10型630A的隔離開關(guān)計(jì)算結(jié)果ZN12-10IGN6-10工作電壓10kv 最大工作電流439.9A知路電流4.8KA短路電流沖擊電流12.2KA 熱穩(wěn)定值勤2 2 2I timar4.8 *1.125.34 A s額定電壓10KV額定電流行630A 額定開斷電流25KA極限過電流峰值80KA 熱 穩(wěn)定值勤2 2 2I timar 25 *3187

4、5A s額定電壓10KV額定電流行630A極限過電流峰值50KA 熱穩(wěn)定值勤12 timar 142*3980A2s6. 2. 3高壓熔斷器的選擇應(yīng)根椐負(fù)荷的大小、重要程度、短路電流大小、使用環(huán)境及安裝條件等綜合 考慮決定。1）額定電壓選擇2）熔斷器熔體額定電流選擇熔斷器額定電流應(yīng)大于或等于熔體額定電流，即IN?FU=I n?fe此外熔體額定電流應(yīng)必須滿足以下幾個(gè)條件。A、正常工作時(shí)熔體不應(yīng)該熔斷，即要求熔體額定電流大于或等到于通過熔 體的最大工作電流。In ?fu=lw ?maxB、 電動機(jī)啟動時(shí)，熔斷器的熔體在尖峰電流IPK的作用下不應(yīng)熔斷。In?fe=K?Ipk式中：K計(jì)算糸數(shù)。當(dāng)電動機(jī)

5、的啟動時(shí)間 Tst小于3秒，K取0.25 0.4;當(dāng)Tst 在38秒時(shí),K取0.35-0.5;當(dāng)Tst大于8秒或電動機(jī)為頻繁啟動，反接制動時(shí),K取 0.5 0.6對于單臺電動機(jī)的啟動 ,尖峰電流即為電動機(jī)的啟動電流 ;多臺電動機(jī)運(yùn)行的 線路 ,如果是同時(shí)啟動 ,尖峰電流為所有電動機(jī)的啟動電流之和 ,如果不同時(shí)啟動 , 其尖峰電流為取超過工作電流最大一臺的啟動電流與其它(N-1)臺計(jì)算電流之和.C、 熔斷器保護(hù)變壓器時(shí)，熔體額定電流的選擇對于6 10KV的變壓器，凡容 量在 1000KVA 及以下者,均可采用熔斷器作為變壓器的短路及過載保護(hù) ,其熔體 額定電流In?fe可取變壓器的一次側(cè)額定電流

6、的(1.42)Ii?nt.D、熔斷器之間保護(hù)選擇性配合.低壓網(wǎng)絡(luò)中用熔斷器作為保護(hù)時(shí)，為了保證 斷器保護(hù)性動作的選擇性 ,一般要求熔斷器的熔體額定電流比下級的熔體額定電 流大兩級以上 .E、 熔斷器熔體額定電流與導(dǎo)線或電纜之間的配合.為了保證明線路在過載或 短路時(shí) ,熔斷器熔體未熔斷前 ,導(dǎo)線或電纜不至于過熱而損壞 ,一般要求滿足IN?FE=I11SoFF=S11B、對無限流作用的熔斷器，由于它們在短路電流到達(dá)沖擊值后熔斷，因此 可按下式校驗(yàn)斷流能力IoFF=ISHSoFF=SSHC、 對有斷流容量上、下限的熔斷器，其斷流容量的上限值按A項(xiàng)計(jì)算；其 中斷流容量的下限值，在小電流接地糸統(tǒng)中，按下

7、式計(jì)算/Q/QIoFF?min=I (2)k?min 或 SoFF?min=(4 7) IN?FE63 低壓開關(guān)電器選擇631 低壓斷路器的選擇1、低壓斷路器種類和類型低壓斷路器也稱為自動空氣開關(guān)，常用于電氣設(shè)備的過載、欠壓、失壓和短 路保護(hù)。按用途分為：1）配電用斷路器，主要用于電源總開關(guān)和靠近變壓器的干線和支線，具有 瞬時(shí)、短延時(shí)、長延時(shí)保護(hù)，電流較大；2）電動機(jī)保護(hù)用斷路器3）照明用斷路器，主要用于照明線路、二次回路，具有瞬時(shí)和長延時(shí)保護(hù)， 電流較小。4）漏電保護(hù)用。一般電流在200A以下，漏電電流大于30毫安，就會自分 閘。2、低壓斷路器脫扣電流的整定1）過流脫扣器額定電流應(yīng)大于或等于

8、線路計(jì)算電流2）瞬時(shí)和短延時(shí)脫扣器的動作電流的整定。整定電流按躲過線路的尖峰電流|op?s=Krel|pk式中：Iop?s瞬時(shí)和短延時(shí)脫扣器的動作整定電流Ipk為線路的尖峰電流Krel為可靠糸數(shù)。對于動作時(shí)間在0.02秒以上的框架式斷路器取 1.3- 1.5;對于動作時(shí)間在所不惜0.02秒以下的塑殼式斷路器,取勝1.7-2.0短延時(shí)脫扣器的動作時(shí)間一般有0.2,0.4和0.6秒，選擇應(yīng)按保護(hù)裝置的選擇性來選取。3）長延時(shí)脫扣器的動作電流的整定。動作電流應(yīng)大于或等于線路的計(jì)算電 流。lop?s=Krellca這里，Krel取1.14）過電流脫扣器與導(dǎo)線允許電流的配合為使斷路器在線路過負(fù)荷或短路時(shí)

9、，能可靠地保護(hù)導(dǎo)線或電纜，防止因過熱而損壞.過流脫扣器的整定值按下式 計(jì)算Iop?sV=KOLIAL式中：Ial為線路的允許載流量KOL為過負(fù)荷糸數(shù)，對瞬時(shí)或短延時(shí)脫扣器，取決4.5;長延時(shí)取1 3、低壓斷路器保護(hù)靈敏度和斷流能力的確定1）低壓斷路器保護(hù)靈敏度和斷流能力的校驗(yàn)。為了保證低壓斷路器的瞬時(shí) 和短延時(shí)過電流脫扣器在糸統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生故障時(shí)能可靠動作，其保護(hù)靈敏度應(yīng)滿足I KMINKMIN1.5IOP?SIOP?SK(2 s為兩相短路時(shí)的靈敏度，一般取 2I 2 KMIN 為在最小方式下線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)的短路電流2) 低壓斷路器的斷流能力的校驗(yàn)。對于動作時(shí)間在0.02秒以上的

10、框架式斷路器,其極限分?jǐn)嚯娏鲬?yīng)不小于通過它的最大三相短路電流的周期分量有效值,即IOFFI (3)K對于動作時(shí)間在 0.02 秒以下的塑殼式斷路器 ,其極限分?jǐn)嚯娏鲬?yīng)不小于通過 它的最大三相短路電流沖擊值 .I OFF I SHiOFFi sh例:已知某供電線路的計(jì)算電流為420A,采用導(dǎo)線的和期允許電流為450A,線路首 端的三相短路電流為11.2KA.供電線路中最大一臺電動機(jī)的額定電流為 100A,啟 動糸數(shù)Kst為6倍.請選擇電源端的低壓斷路器的型號及規(guī)則.解:1)選擇型號及規(guī)格選擇 MW-06 型框架式斷路器作為供電線路的過載和短路保護(hù) ,其額定電流IN=630AI CA=420A選過

11、流脫扣的額定電流IN?OR=630AICA=420A2) 脫扣器動作電流的整定 首先求線路的尖峰電流的整定IPK=IsT?M+INM(N-1)=6*100+(420-100)=920A瞬時(shí)過電流整定電流應(yīng)滿足IOP?s=KrelIpk=1.3*920=1196A選瞬時(shí)脫扣器整定倍數(shù)為 3倍,即 IOP?s=3*630=1890A3) 校驗(yàn)斷流能力MW-06的極限開斷電流Ioff為35KA,三相短路電流Ik為11.2KA滿足要求4) 校驗(yàn)過電流脫扣器與保護(hù)線路的配合要求 Iop?s=KolIal,即卩IoP?s=1890A(4.5*450)-2025A符合要求綜合上述 ,MW-06 是合乎要求的

12、632 低壓刀開關(guān)的選擇1 、極數(shù)2、開斷能力64 母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇1、匯流母線的選擇1 )一般匯流母線按長期允許發(fā)熱條件選擇。要求母線允許載流量不小于通 過母線的計(jì)算電流2）當(dāng)母線較長或傳輸容量較大時(shí)，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面。應(yīng)根據(jù)母線的 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax,查出經(jīng)濟(jì)電流密度JEC,母線經(jīng)濟(jì)截面為Sec=Ica/Jec為節(jié)約投資，應(yīng)選擇相鄰較小的標(biāo)準(zhǔn)截面，同時(shí)還必須滿足1）項(xiàng)的要求。3）當(dāng)糸統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，母線上的最高溫度不應(yīng)超過母線短時(shí)允許最高溫度 母線的熱校驗(yàn)方法為Smin_CtimaS，Smin為母線的截面積和最小截面積C，熱穩(wěn)定糸數(shù)，與導(dǎo)體的材料及了熱溫度有關(guān)

13、tima為短路電流的假想時(shí)間I無窮大為短路電流的穩(wěn)態(tài)值導(dǎo)線種類和材料最咼 允許 溫度熱穩(wěn)定糸數(shù)C導(dǎo)線種類和材料最咼允 許溫度熱穩(wěn)定 糸數(shù)C母銅300171油銅芯10KV及以下250165線鋁20087浸鋁芯10KV及以下20095鋼（與電器非直接連接）40070紙銅芯 20-35KV175一鋼（與電器直接連接）30063絕緣電纜4）母線動穩(wěn)定校驗(yàn)當(dāng)短路電流通過母線時(shí)，母線將承受很大的電動力，如時(shí)母線間的電動力超 過允許值，會使母線彎曲變形，因此，必須校驗(yàn)固定于支柱絕緣子上的每跨母線 是否滿面足動穩(wěn)定的要求。ca al6. 5互感器的選擇6. 5. 1電流互感器的選擇1）額定電壓和額定電流的選擇。二次側(cè)的額定電流一般為5A，也有1A的2）裝置類別和結(jié)構(gòu)的確定。電流按安裝方式可分為穿墻工、支持式、裝入 式；按絕緣可分為干式、澆注式、油浸式。