現(xiàn)代供電技術(shù)第4章PPT

1、西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X電氣設(shè)備選擇的一般原則開關(guān)電弧高壓開關(guān)設(shè)備選擇母線及絕緣子選擇限流電抗器的選擇互感器的選擇西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X第一節(jié)第一節(jié) 電氣設(shè)備選擇的一般原則電氣設(shè)備選擇的一般原則西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 電氣設(shè)備選擇的一般原則電氣設(shè)備選擇的一般原則按正常工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號(hào)等，按短路情況下校驗(yàn)開關(guān)的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X （1 1）環(huán)境）環(huán)境 選擇電氣設(shè)備時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)備的安裝地點(diǎn)、環(huán)境及工作條件，合理地選擇設(shè)備的類型，如戶內(nèi)

2、戶外、海拔高度、環(huán)境溫度及防塵、防腐、防爆等。（2 2）電壓）電壓 電氣設(shè)備的額定電壓電氣設(shè)備的額定電壓不得低于所接電網(wǎng)額定電壓。 對(duì)于高壓電氣設(shè)備其最高允許電壓為（1.1-1.15）U UN N,電網(wǎng)最高允許的電壓為1.1U UNSNS,因此電氣設(shè)備的額定電壓U UN NUUNSNS 我國(guó)普通電器額定電壓是按照海拔1000m設(shè)計(jì)的，如果在高海拔區(qū)域，還要采取必要措施，增加電氣設(shè)備的絕緣。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X（3 3）電流）電流 電氣設(shè)備的額定電流I IN N應(yīng)應(yīng)不小于該回路的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流I Ilolo.m或計(jì)算電流I Icaca,即 I IN N I Ilo

3、lo.m 電氣設(shè)備的額定電流時(shí)指規(guī)定環(huán)境溫度為+40時(shí)，長(zhǎng)期允許通過的最大電流。如果環(huán)境溫度不一樣，應(yīng)對(duì)額定電流值進(jìn)行修正。 當(dāng)高于+40時(shí)，每增加1，額定電流減小1.8% 當(dāng)?shù)陀?40時(shí)，每降低1，額定電流增大0.5%，但總的增加值不能超過額定電流的20%。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 如果已知電氣設(shè)備的最高允許工作溫度，當(dāng)環(huán)境最高溫度高于40而且不超過60的時(shí)候，額定電流也可以按照下式進(jìn)行修正 00alNNNalIII Kqqqqqq-=-00-alNKIqqqqq式中，設(shè)備允許的最高工作溫度實(shí)際環(huán)境年最高空氣溫度額定環(huán)境空氣溫度環(huán)境溫度修正系數(shù)實(shí)際環(huán)境溫度下電氣設(shè)備

4、允許通過的額定電流西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X二、按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)二、按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)1熱穩(wěn)定校驗(yàn) 當(dāng)短路電流通過電氣設(shè)備時(shí)，電器的各部件溫度（發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過短時(shí)允許的發(fā)熱溫度即：22tskts tsiitstsQQI tI ttIIt或，或，tsktstsiQQItIt-電器設(shè)備允許通過的短時(shí)熱效應(yīng)短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)電器設(shè)備的額定熱穩(wěn)定電流電器設(shè)備熱穩(wěn)定時(shí)間穩(wěn)態(tài)短路電流假想時(shí)間西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X2動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn) 短路電流通過電器時(shí)，電氣設(shè)備各部件應(yīng)能承受短路所產(chǎn)生的機(jī)械力效應(yīng)，不發(fā)生變形損壞，即esesshshiIiI-、電器設(shè)備

5、額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值及有效值、短路沖擊電流峰值和有效值esshesshiiII常用高壓電器設(shè)備的選擇與校驗(yàn)項(xiàng)目如表4-1所示西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X第二節(jié)第二節(jié) 開關(guān)電弧開關(guān)電弧西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 在斷路器切斷通有電流的回路時(shí)，只要電源電壓大于10-20V，電流大于80-100mA,在動(dòng)靜觸頭分開瞬間，觸頭間隙會(huì)產(chǎn)生電弧。此時(shí)觸頭雖然分開，但是電路中的電流還在流通，只有電弧熄滅，電路才能真正斷開。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X一、電弧的形成一、電弧的形成 電弧是一種游離氣體的放電現(xiàn)象電弧是一種游離氣體的放電現(xiàn)象 電弧的

6、產(chǎn)生和維持是觸頭間隙的絕緣介質(zhì)的中性質(zhì)點(diǎn)（分子和原子）被游離的結(jié)果。游離時(shí)指中性質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為帶電質(zhì)點(diǎn)的現(xiàn)象。電弧的形成就是氣態(tài)介質(zhì)或者液體介質(zhì)高溫氣化后的氣態(tài)介質(zhì)向等離子體態(tài)的轉(zhuǎn)化過程。 強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射是觸點(diǎn)間隙最初產(chǎn)生電子的主要原因強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射是觸點(diǎn)間隙最初產(chǎn)生電子的主要原因 在觸電剛分開的瞬間，間隙很小，間隙的電場(chǎng)強(qiáng)度很大，陰極表明的電子被電場(chǎng)力拉出而進(jìn)入觸點(diǎn)間隙成為自由電子。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 電弧的產(chǎn)生是碰撞游離所致電弧的產(chǎn)生是碰撞游離所致 陰極表面發(fā)射的電子和觸頭間隙原有的少數(shù)電子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，加速向陽極移動(dòng)并積累動(dòng)能。當(dāng)有足夠大的動(dòng)能的電子與介質(zhì)的中性質(zhì)點(diǎn)

7、相碰撞的時(shí)候，產(chǎn)生正離子和新的自由電子，這種現(xiàn)象不斷的發(fā)生的結(jié)果導(dǎo)致觸頭間隙的電子與正離子大量增加，定向移動(dòng)形成電流，間隙被擊穿，電流急劇增大，出現(xiàn)光效應(yīng)和熱效應(yīng)形成電弧。 熱游離維持電弧的燃燒熱游離維持電弧的燃燒 電弧形成后，弧隙溫度劇增，可達(dá)6000-10000C以上。高溫使得弧隙中性質(zhì)點(diǎn)獲得大量的動(dòng)能。這種熱運(yùn)動(dòng)足以維持電弧的燃燒。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X二、電弧的熄滅二、電弧的熄滅 在中性質(zhì)點(diǎn)發(fā)生游離的同時(shí)，還存在著使帶電在中性質(zhì)點(diǎn)發(fā)生游離的同時(shí)，還存在著使帶電質(zhì)點(diǎn)不斷減少的去游離。去游離分為：復(fù)合與擴(kuò)散質(zhì)點(diǎn)不斷減少的去游離。去游離分為：復(fù)合與擴(kuò)散1 1、復(fù)合

8、、復(fù)合 復(fù)合復(fù)合是指異性帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)彼此的是指異性帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)彼此的中和現(xiàn)象中和現(xiàn)象。復(fù)合。復(fù)合速度與以下因素有關(guān)速度與以下因素有關(guān) 帶電質(zhì)點(diǎn)濃度越大，復(fù)合幾率越高帶電質(zhì)點(diǎn)濃度越大，復(fù)合幾率越高 電弧溫度越低，帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度越慢電弧溫度越低，帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度越慢 弧隙電場(chǎng)強(qiáng)度小，帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度慢，復(fù)合幾弧隙電場(chǎng)強(qiáng)度小，帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度慢，復(fù)合幾率高率高。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X2 2、擴(kuò)散、擴(kuò)散 擴(kuò)散是指帶電質(zhì)點(diǎn)從弧隙逸出進(jìn)入周圍介質(zhì)中擴(kuò)散是指帶電質(zhì)點(diǎn)從弧隙逸出進(jìn)入周圍介質(zhì)中的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。擴(kuò)散去游離主要有兩種： 溫度擴(kuò)散。 弧隙與周圍介質(zhì)的溫差越大，擴(kuò)散越強(qiáng)。用冷卻介質(zhì)

9、吹弧或者電弧在周圍介質(zhì)中運(yùn)行，可以增大電弧與周圍介質(zhì)的溫差，加強(qiáng)擴(kuò)散左右。 濃度擴(kuò)散。 電弧與周圍介質(zhì)離子的濃度相差越大，擴(kuò)散越強(qiáng)烈。當(dāng)游離大于去游離時(shí)，電子與離子濃度增加，電弧加強(qiáng)；當(dāng)游離與去游離相等時(shí)，電弧穩(wěn)定燃燒；當(dāng)游離小于去游離時(shí)，電弧減少以致熄滅。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X三、交流電弧的開斷三、交流電弧的開斷 交流電弧電流每周期自然過零2次。在電流過零時(shí)，電弧暫時(shí)熄滅。因此，熄滅交流電弧就是讓交流電弧過零后電弧不重燃。交流電弧過零后是否重燃取決于：1、電源加在弧隙上的恢復(fù)電壓； 是指電源電壓施加于弧隙上的電壓從不大的熄弧電壓逐漸增大直到電源電壓的過程2、弧隙介

10、質(zhì)強(qiáng)度的耐壓能力的恢復(fù)情況； 是指電弧電流過零時(shí)熄滅，而弧隙的絕緣能力要經(jīng)過一定時(shí)間才能恢復(fù)到絕緣的正常過程。由開關(guān)電器滅弧裝置的結(jié)構(gòu)和滅弧介質(zhì)的性質(zhì)決定。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X四、滅弧的基本方法四、滅弧的基本方法 滅弧的基本方法就是滅弧的基本方法就是加強(qiáng)加強(qiáng)去游離去游離提高提高弧隙介質(zhì)弧隙介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)過程，或者強(qiáng)度的恢復(fù)過程，或者改變電路參數(shù)改變電路參數(shù)降低弧隙電壓降低弧隙電壓的恢復(fù)過程。的恢復(fù)過程。主要方法有：主要方法有：1 1、利用介質(zhì)滅弧。、利用介質(zhì)滅弧。 如六氟化硫如六氟化硫2 2、利用氣體或者油吹動(dòng)電弧、利用氣體或者油吹動(dòng)電弧3 3、采用特殊的金屬材料

11、作滅弧觸頭。如銅鎢合金、采用特殊的金屬材料作滅弧觸頭。如銅鎢合金、 銀銅鎢合金銀銅鎢合金4 4、電磁吹弧。、電磁吹弧。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X5 5、使電弧在固體介質(zhì)的狹縫中運(yùn)行、使電弧在固體介質(zhì)的狹縫中運(yùn)行6 6、將長(zhǎng)弧分隔成短弧、將長(zhǎng)弧分隔成短弧7 7、采用多斷口滅弧、采用多斷口滅弧8 8、提高斷路器觸頭的分離速度、提高斷路器觸頭的分離速度西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X第三節(jié) 高壓開關(guān)設(shè)備選擇西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 高壓開關(guān)設(shè)備主要指高壓斷路器、高壓熔斷器、高壓隔高壓開關(guān)設(shè)備主要指高壓斷路器、高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)

12、和高壓負(fù)荷開關(guān)等。離開關(guān)和高壓負(fù)荷開關(guān)等。一、高壓斷路器的選擇一、高壓斷路器的選擇 具有完善的滅弧裝置，是一種專門用于斷開或者接通電路的開關(guān)設(shè)備。 正常運(yùn)行時(shí)，將設(shè)備和線路接入或者退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運(yùn)行，起到保護(hù)作用。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X1 1、高壓斷路器的種類、高壓斷路器的種類 按照滅弧介質(zhì)分：按照滅弧介質(zhì)分： 1 1）油斷路器。）油斷路器。 分為多油與少油兩種。 多油斷路器中的油起到絕緣和滅弧的作用，少油斷路器的油只作為滅弧介質(zhì)，可以產(chǎn)生橫吹、縱吹以及機(jī)械運(yùn)行引起的油吹的作用下，使電弧熄滅。 多油斷

13、路器油量大、體積大、鋼材消耗多、動(dòng)作慢、檢修量大、安裝搬運(yùn)不方便，容易發(fā)生火災(zāi)，以及淘汰。 少油斷路器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、用油少、體積小、運(yùn)行比較安全的特點(diǎn)。但是，由于少油斷路器性能差和油的易燃易爆性正逐步被淘汰。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X少油斷路器少油斷路器多油斷路器多油斷路器西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 2 2）六氟化硫斷路器。）六氟化硫斷路器。 六氟化硫斷路器是利用六氟化硫氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)的斷路器。 由于六氟化硫優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，六氟化硫斷路器發(fā)展迅速，可以在6-500kV系統(tǒng)使用，主要在110kV以上電力系統(tǒng)中使用。 根據(jù)滅弧室的結(jié)

14、構(gòu)分為： 壓氣式、自能滅弧式（懸弧式、膨脹式）、混合滅弧式。 LN1.LN2型為氣壓式的 LW3型戶外式為懸弧滅弧結(jié)構(gòu) 西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X高壓六氟化硫斷路器高壓六氟化硫斷路器35kV六氟化硫斷路器六氟化硫斷路器西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 3 3）真空斷路器。）真空斷路器。 利用真空作為絕緣和滅弧介質(zhì)的斷路器。 按照安裝地點(diǎn)的不一樣，分為戶內(nèi)式和戶外式。 真空斷路器是無油改造的理想設(shè)備，主要在35kV以下電力系統(tǒng)中使用真空斷路器。 西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X2 2、高

15、壓斷路器的選擇、高壓斷路器的選擇 除一般電氣設(shè)備的選擇原則外，還必須按斷路器的功能校驗(yàn)其額定斷流容量、額定關(guān)合電流等。 1）按工作環(huán)境選型 按照各類斷路器的特點(diǎn)及使用環(huán)境、條件選擇其形式、特殊工作條件、特殊形狀等 2）按所在的電網(wǎng)電壓選擇 高壓斷路器的額定電壓，應(yīng)不小于所在電網(wǎng)的額定電壓所在電網(wǎng)的額定電壓斷路器的額定電壓NSNNSNUUUU西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 3 3）按所在回路最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流選擇額定電流）按所在回路最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流選擇額定電流 高壓斷路器的額定電流應(yīng)不小于所在回路的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流，即.Nlo mK IIq.Nlo mIKIq-斷路器的額定電流

16、環(huán)境溫度修正系數(shù)最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流最大半小時(shí)平均負(fù)荷電流西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X4 4）校驗(yàn)斷路器的熱穩(wěn)定）校驗(yàn)斷路器的熱穩(wěn)定 短路電流通過高壓斷路器時(shí)，滿足熱穩(wěn)定的條件是各部件溫度不超過短時(shí)允許發(fā)熱溫度，即22ts tsiI tI ttstsiItIt-斷路器的額定熱穩(wěn)定電流斷路器的額定熱穩(wěn)定時(shí)間穩(wěn)態(tài)短路電流假想時(shí)間西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件XesesshshiIiI-、斷路器額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值及有效值、短路沖擊電流峰值及其有效值5 5）校驗(yàn)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定）校驗(yàn)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定 短路電流通過高壓斷路器時(shí)，其各部分應(yīng)能承受的短路電流通過產(chǎn)生的機(jī)械力效

17、應(yīng)，不發(fā)生形變損壞，即esshesshiiII 西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X6 6）校驗(yàn)斷路器的開斷能力）校驗(yàn)斷路器的開斷能力 高壓斷路器必須可靠的切除通過它的最大短路電流，其額定開斷電流應(yīng)不小于開斷瞬間的最大短路電流，即NbrktNbrIIIIktII-斷路器開斷瞬間流過斷路器的短路電流有效值次暫態(tài)短路電流周期分量的有效值西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X7 7）校驗(yàn)斷路器的額定關(guān)合電流）校驗(yàn)斷路器的額定關(guān)合電流 在斷路器合閘之前，如果線路上面已經(jīng)存在短路故障，則在合閘過程中，動(dòng)靜觸頭在未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過，觸頭更容易熔焊和受電動(dòng)力的損壞。 為

18、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)合電流不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值，即Nclshii西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X例題講解：見書上4-1西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X二、高壓負(fù)荷開關(guān)的選擇二、高壓負(fù)荷開關(guān)的選擇 負(fù)荷開關(guān)（QL）是專門用于接通和斷開負(fù)荷電流的開關(guān)設(shè)備。具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置和明顯的斷開點(diǎn)，可通斷負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流，具有隔離開關(guān)的作用，但不能斷開短路電流。 1 1、高壓負(fù)荷開關(guān)的種類、高壓負(fù)荷開關(guān)的種類 產(chǎn)氣式、壓氣式、真空式和SF6等2 2、適用場(chǎng)合、適用場(chǎng)合 無油化、不檢修、要求頻繁操作的場(chǎng)合，與熔斷器配合可作為容量不大或者

19、不重要用戶的電源開關(guān)。3 3、校驗(yàn)、校驗(yàn) 額定電壓、額定電流選擇，按動(dòng)、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。 西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件Xfn12-12系列戶內(nèi)高壓負(fù)荷開關(guān)系列戶內(nèi)高壓負(fù)荷開關(guān)yb系高壓真空負(fù)荷開關(guān)系高壓真空負(fù)荷開關(guān)戶外交流高壓真空隔離負(fù)荷開關(guān)戶外交流高壓真空隔離負(fù)荷開關(guān)西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X三、高壓隔離開關(guān)的選擇三、高壓隔離開關(guān)的選擇 壓隔離開關(guān)（QS）是主要功能是隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修及人身安全。 隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能帶電拉、合閘。 與斷路器配合使用時(shí)，必須保證“先通后斷”。 通常應(yīng)在隔離開關(guān)和斷路器之間設(shè)置閉鎖機(jī)構(gòu)，

20、以防誤操作。 西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X1 1、高壓隔離開關(guān)的種類、高壓隔離開關(guān)的種類 按安裝地點(diǎn)分：戶內(nèi)式、戶外式； 按有無接地開關(guān)分：不接地、單接地、雙接地2 2、適用場(chǎng)合、適用場(chǎng)合 配合斷路器使用，也可以通斷一定的小電流。3 3、校驗(yàn)、校驗(yàn) 按電網(wǎng)電壓、額定電流及環(huán)境條件選擇，并按短路電流校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。 西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X四、高壓熔斷器的選擇四、高壓熔斷器的選擇 高壓熔斷器（FU）是一種過流保護(hù)元件，由熔件與熔管兩部分組成。當(dāng)過載或短路時(shí)，電流增大，其熔件熔斷，達(dá)到切除故障保護(hù)

21、設(shè)備的目的。 熔件通過的電流越大，其熔斷時(shí)間越短。電流與熔斷時(shí)時(shí)間的關(guān)系曲線叫做熔件的安-秒特性曲線。 在選擇熔件時(shí)，除了保證在正常工作條件下熔件不熔斷外，為了使保護(hù)具有選擇性，還應(yīng)使其安-秒特性符合保護(hù)選擇性的要求。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X安安-秒特性曲線秒特性曲線西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X1 1、高壓熔斷器的種類、高壓熔斷器的種類 按安裝地點(diǎn)分：戶內(nèi)式、戶外式； 按滅弧方式：氣體材料滅弧、石英砂滅弧 電流等級(jí)分：3.5、10、15、20、30、40、50、75等2 2、校驗(yàn)、校驗(yàn) 除按工作環(huán)境、電網(wǎng)電壓、長(zhǎng)時(shí)最大負(fù)荷電流選型外，還必須校驗(yàn)熔

22、斷器的斷流容量，即 .N ftN fslo mIII吵.N ftN fslo mIII-熔件額定電流熔件額定電流通過熔斷器的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X戶外高壓熔斷器戶外高壓熔斷器rw10型高壓跌落式熔斷器型高壓跌落式熔斷器rn1 rn2熔管熔管-高壓熔斷器高壓熔斷器西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X2 2、校驗(yàn)、校驗(yàn) 限流式的熔斷器，不能用在低于其額定電壓的電網(wǎng)上，以免熔件熔斷時(shí)電弧電阻過大而出現(xiàn)截流過電壓。熔斷器的額定電流有2個(gè)，即熔件和熔管的額定電流，即 所選熔件應(yīng)在最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流及設(shè)備起動(dòng)電流的作用下不熔斷，在短路電流作用下可靠熔斷；

23、與上級(jí)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限配合，以免保護(hù)裝置越級(jí)動(dòng)作。熔斷器的額定電流可按變壓器額定電流的1.5-2倍選取。.N ftN fslo mIII吵.N ftN fslo mIII-熔管額定電流，即熔斷器的額定電流熔件額定電流通過熔斷器的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X五、高壓開關(guān)柜的選擇五、高壓開關(guān)柜的選擇 高壓開關(guān)柜屬于高壓成套配電裝置。按一定的接線方式將同一回路的開關(guān)電器、母線、計(jì)量表計(jì)、保護(hù)電器及操動(dòng)機(jī)構(gòu)等組裝在一個(gè)金屬柜中，稱為一套完整的配電裝置。優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)省空間、方便安裝、可靠供電、美化環(huán)境。 1 1、高壓開關(guān)柜的種類、高壓開關(guān)柜的種類 按結(jié)構(gòu)形式分：固定

24、式、移動(dòng)式； 按作用分：進(jìn)線柜、饋線柜、電壓互感器柜、高壓電容柜、電能計(jì)量柜、高壓環(huán)網(wǎng)柜等。2 2、選擇、選擇1）選擇高壓開關(guān)柜的型號(hào)2）選擇高壓開關(guān)柜的回路方案編號(hào) 西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X第四節(jié) 母線及絕緣子選擇西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X一、母線的選擇一、母線的選擇 母線的選擇包括母線選型、截面積選擇以及動(dòng)熱穩(wěn)定校母線的選擇包括母線選型、截面積選擇以及動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)驗(yàn)1 1、母線的選擇、母線的選擇 母線選型包括材料、截面形狀和布置方式 材料：銅、鋁、鋁合金等 截面形狀：矩形、管型、多股絞線 布

25、置方式：平放、豎放西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X1） 按最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流選擇 .allo mK IIqalKIq-環(huán)境溫度修正系統(tǒng)額定環(huán)境溫度時(shí)的長(zhǎng)時(shí)允許電流00alqqq-母線最高允許溫度額定環(huán)境溫度所在環(huán)境最熱月室內(nèi)最高氣溫的月平均值00alalKqqqqq-=-2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面.lo mececISJ=ececSJ-母經(jīng)濟(jì)線經(jīng)濟(jì)截面經(jīng)濟(jì)電流密度，其大小與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)、導(dǎo)體材料和導(dǎo)體類型有關(guān)2 2、選擇母線截面積選擇、選擇母線截面積選擇西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X3 3、按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)、按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)1） 母線熱穩(wěn)定性

26、校驗(yàn) 所選母線的截面應(yīng)不小于最小熱穩(wěn)定截面。即2） 母線動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn) 母線材料允許應(yīng)力應(yīng)不小于短路電流作用母線上的電動(dòng)應(yīng)力minitSSIC=iItC-穩(wěn)態(tài)短路電流假象時(shí)間母線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)max2maxmax(/)alMN mWsss=maxalWss-母線材料允許應(yīng)力母線短路時(shí)沖擊電流產(chǎn)生的最大計(jì)算應(yīng)力母線的抗彎矩西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X二、母線支柱絕緣子和套管絕緣子的選擇二、母線支柱絕緣子和套管絕緣子的選擇 支柱絕緣子對(duì)著母線起著支持、固定與絕緣的作用，母線穿過建筑物或者其他物體時(shí)要用套管絕緣子。 西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X1 1、支柱

27、絕緣子的選擇、支柱絕緣子的選擇 按照使用地點(diǎn)分為戶內(nèi)式和戶外式。按照使用地點(diǎn)分為戶內(nèi)式和戶外式。 1 1） 額定電壓額定電壓的選擇的選擇 支柱絕緣子的額定電壓不小于所在電網(wǎng)的電壓，即 2 2）支柱絕緣子）支柱絕緣子動(dòng)穩(wěn)定性動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn) 按最大允許力Fal進(jìn)行校驗(yàn)，即NNSUUmax0.6/ 2aldessFFKFKHHHHh=+換算系數(shù)絕緣子抗彎力的力臂短路電流作用力的力臂短路沖擊電流的作用力散性等的裕度系數(shù)考慮絕緣材料性能的分抗彎破壞負(fù)荷支柱絕緣子的最大允許KHHFFsdemax6 . 0西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X2 2、套管絕緣子的選擇、套管絕緣子的選擇 套管絕

28、緣子按是否帶導(dǎo)體分為普通型和母線型。 普通型套管絕緣子應(yīng)按使用地點(diǎn)、額定電壓、額定電流選擇，并按照短路條件校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。 母線型套管絕緣子，因本身不帶導(dǎo)體所以不按照額定電流選擇，但應(yīng)保證套管絕緣子形式和母線尺子相配合。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X第五節(jié) 限流電抗器的選擇西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 過大的短路電流不但使設(shè)備選擇困難，而且也不經(jīng)濟(jì)，所以必須對(duì)過大的短路電流進(jìn)行限制。 一般企業(yè)內(nèi)部10kV以下電力網(wǎng)中的短路電流，通常應(yīng)該限制在20kA以內(nèi) 6-10kA高壓母線上的短路容量規(guī)則規(guī)定不允許超過100MA.西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代

29、供電技術(shù)電子課件X西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X一、短路電流的限制一、短路電流的限制 限制短路電流的措施就是增加短路回路的電抗限制短路電流的措施就是增加短路回路的電抗 1 1、 改變供電系統(tǒng)的改變供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式運(yùn)行方式 采用低壓側(cè)母線采用分列運(yùn)行方式，即“母線硬分段”的接線方式，提高總阻抗。 優(yōu)點(diǎn)：不需要增加設(shè)備、繼電保護(hù)簡(jiǎn)單。 只有在該方法不滿足要求的時(shí)候，才考慮增加電抗。 2 2、 在回路中串入在回路中串入限流電抗器限流電抗器 將電抗器串聯(lián)與線路首端，增加線路總阻抗，限制短路電流。 電抗有普通電抗器和分列電抗器兩種。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X

30、二、普通電抗器的選擇二、普通電抗器的選擇 電抗器除了按照一般條件選擇外，還要進(jìn)行電抗百分?jǐn)?shù)選擇和電壓損失、殘壓等校驗(yàn)。 1 1、額定電壓額定電壓選擇選擇 2 2、額定電流額定電流的選擇的選擇 按所在線路的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流來選擇 3 3、電抗百分值電抗百分值的選擇的選擇 按短路電流限制到一定數(shù)值的要求來選擇。設(shè)要求將電抗器后的短路電流限制到 則電源到電抗器后的系統(tǒng)的總電抗標(biāo)幺值為 ,設(shè)電源到電抗器的前系統(tǒng)原有的電抗標(biāo)幺值為 ，則所需電抗器的電抗標(biāo)幺值為.L NNSUU.L NNSUU-電抗器的額定電壓電抗器所在電網(wǎng)的額定電壓.L Nlo mII.L Nlo mII-電抗器的額定電流線路的最大長(zhǎng)時(shí)

31、負(fù)荷電流 I/LdXII*=*sX西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件XdLsIXXI*-dsLIIXX*-基準(zhǔn)電流裝電抗器后系統(tǒng)次暫態(tài)短路電流未裝電抗器時(shí)系統(tǒng)原有電抗標(biāo)幺值電抗器電抗標(biāo)幺值 根據(jù)電抗器的額定電壓、額定電流可以計(jì)算出電抗器在額定參數(shù)下的電抗值百分值.%100%L NdLLdL NIUXXIU*=.dL NL NUUI-基準(zhǔn)電壓電抗器的額定電壓電抗器的額定電流西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 4 4、 正常運(yùn)行時(shí)正常運(yùn)行時(shí)電壓損失電壓損失校驗(yàn)校驗(yàn) 正常運(yùn)行時(shí)，電抗器有一定的電壓降，考慮到電抗器電阻很小，其電壓損失主要由無功分量產(chǎn)生，為了使用戶端的電壓

32、不至于過分降低，應(yīng)滿足.%sin5%100lo mLL NIXUIfD= 5 5、 母線母線殘余電壓殘余電壓校驗(yàn)校驗(yàn) 當(dāng)短路直接發(fā)生在電抗器后面時(shí)，母線殘壓應(yīng)不小于所在電網(wǎng)電壓的60%-70%，即 若低于此值，則應(yīng)該選擇大一級(jí)的電抗器%(60% 70%)KreLNNIUXUID=西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 6 6、 母線母線動(dòng)熱穩(wěn)定性動(dòng)熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn) 為了使動(dòng)穩(wěn)定性得到保證，應(yīng)滿足動(dòng)穩(wěn)定條件，即esshii-電抗器的動(dòng)穩(wěn)定電流短路沖擊電流流esshiitstsiItIttstsiItIt-額定熱穩(wěn)定電流額定熱穩(wěn)定時(shí)間穩(wěn)態(tài)短路電流假象時(shí)間 為了使熱穩(wěn)定性得到保證，應(yīng)滿足

33、熱穩(wěn)定條件，即西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X第六節(jié) 互感器的選擇西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 互感器是互感器是電流互感器和電壓互感器電流互感器和電壓互感器的合稱，它是測(cè)量?jī)x表、的合稱，它是測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取一次回路信息的傳感器。繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取一次回路信息的傳感器。 互感器將一次側(cè)電路的大電流、高電壓變成小電流和低電壓，互感器將一次側(cè)電路的大電流、高電壓變成小電流和低電壓，以便二次側(cè)測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)隔離高壓電路以小型化、標(biāo)準(zhǔn)化。以便二次側(cè)測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)隔離高壓電路以小型化、標(biāo)準(zhǔn)化。 互感器主要是電磁式的，本質(zhì)是一種互感器主要是

34、電磁式的，本質(zhì)是一種特殊的變壓器特殊的變壓器, ,其工作其工作原理和結(jié)構(gòu)與變壓器基本相同，一次側(cè)接在電路中，二次側(cè)接測(cè)原理和結(jié)構(gòu)與變壓器基本相同，一次側(cè)接在電路中，二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)。量?jī)x表和繼電保護(hù)。 非電磁型的新型互感器，如電子型、光電型的，現(xiàn)在也越來非電磁型的新型互感器，如電子型、光電型的，現(xiàn)在也越來越多越多西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X戶外高壓電流互感器戶外高壓電流互感器_lvqb-110各種型號(hào)高壓電流互感器各種型號(hào)高壓電流互感器互感器互感器35kv電流互感器電流互感器 西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X一、電磁式電流互感器一、電磁式電流互

35、感器 由一次繞組、鐵芯和二次繞組組成。 特點(diǎn)有：特點(diǎn)有： 1、一次繞組匝數(shù)少而粗，二次繞組匝數(shù)多而且細(xì)。 2、一次繞組串在一次電路中，二次繞組與儀表、繼電器電流線圈串聯(lián)，由于電流線圈阻抗很小，二次回路接近短路。 3、互感器等值總阻抗在一次回路中所占比重極小，其一次回路電流的大小取決于其負(fù)荷電流的大小，與二次繞組無關(guān)，可以看作恒流源。 西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 電流互感器的額定電流比稱為電流互感器的變比，用Ki表示，即 1221NiNINKIN=側(cè)和二次側(cè)的匝數(shù)分別為電流互感器一次、21NN（一）（一）電流互感器電流互感器誤差誤差和和準(zhǔn)確級(jí)準(zhǔn)確級(jí) 1 1、電流互感器誤差

36、、電流互感器誤差 電流互感器二次側(cè)測(cè)量的 與一次回路的 在大小和方向上面有差別，這種差別稱為電流互感器的測(cè)量誤差。大小誤差稱為電流誤差 ，方向誤差稱為 。 2I1Iiif西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 2 2、電流互感器、電流互感器誤差準(zhǔn)確級(jí)誤差準(zhǔn)確級(jí) 根據(jù)測(cè)量誤差的大小，電流互感器可以分為不同的準(zhǔn)確等級(jí)。 準(zhǔn)確級(jí)是指在規(guī)定的二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，一次電流為額定值最大電流誤差。 準(zhǔn)確級(jí)設(shè)為0.1、0.2、0.5、1、3、5六個(gè)級(jí)別 （數(shù)值越小數(shù)值越小越精確越精確）， （二）常用電流互感器的類型（二）常用電流互感器的類型 按一次繞組匝數(shù)分：?jiǎn)卧咽健⒍嘣咽?按用途分為：計(jì)量用和保

37、護(hù)用 按絕緣介質(zhì)分：油浸式、環(huán)氧樹脂式、干式、SF6氣體絕緣式 注意、：電流互感器均為單相式西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X（三）電流互感器的選擇（三）電流互感器的選擇 1 1、額定電壓應(yīng)大于或者等于電網(wǎng)額定電壓、額定電壓應(yīng)大于或者等于電網(wǎng)額定電壓 2 2、額定電流應(yīng)大于或者等于一次回路最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流、額定電流應(yīng)大于或者等于一次回路最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流 3 3、電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)應(yīng)不小于二次側(cè)所接儀表的準(zhǔn)確級(jí)、電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)應(yīng)不小于二次側(cè)所接儀表的準(zhǔn)確級(jí) 4 4、電流互感器的額定容量應(yīng)不小于所接二次設(shè)備的容量、電流互感器的額定容量應(yīng)不小于所接二次設(shè)備的容量 由于互感器的二次

38、電流已標(biāo)準(zhǔn)化（5A或者1A）,故二次容 量?jī)H取決于二次負(fù)荷電阻 22NSS西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 5 5、動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)、動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn) 電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定性包括內(nèi)部和外部2個(gè)部分。內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定性是考慮故障電流通過自身繞組產(chǎn)生的電動(dòng)力。外部動(dòng)穩(wěn)定性是異相電流產(chǎn)生的電動(dòng)力。 內(nèi)部穩(wěn)定性用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kes表示，即 內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式為:12esesNiKI=1esNiI-電流互感器極限通過的電流峰值一次繞組額定電流峰值12NesshIKi西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X0.5alFLa-允許作用在電流互感器端部的最大機(jī)械力電流互感器出線端部至最近一個(gè)母線支持絕

39、緣子直接的距離相間距離系數(shù)，表示電流互感器瓷套端部?jī)H承受相鄰絕緣子跨距上短路電動(dòng)力的一半 外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式為： 20.50.173alshLFia炒西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 6 6、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)、熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 電流互感器的熱穩(wěn)定性可以用Kts表示，一般是1s時(shí)間內(nèi)的熱穩(wěn)定電流Its與其額定電流IN2之比值，即 221()NtsiIKI t 7 7、10%10%誤差校驗(yàn)誤差校驗(yàn) 保護(hù)型的電流互感器，為保證繼電器保護(hù)可靠動(dòng)作，允許其誤差不超過10%。 西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X（四）（四）電流互感器運(yùn)行中應(yīng)注意事項(xiàng)電流互感器運(yùn)行中應(yīng)注意事項(xiàng) 1、電

40、流互感器在接線時(shí)，應(yīng)注意接線端子的極性 2、電流互感器的二次繞組及外殼均接地 3、電流互感器二次回路不準(zhǔn)開路或者接熔斷器 4、電流互感器的額定容量應(yīng)不小于所接二次設(shè)備的容量 西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X二、電磁式電壓互感器二、電磁式電壓互感器 電壓互感器一次繞組是并聯(lián)在高壓電路上，二次繞組與儀表電壓互感器一次繞組是并聯(lián)在高壓電路上，二次繞組與儀表和繼電器的電壓線圈相聯(lián)。和繼電器的電壓線圈相聯(lián)。 特點(diǎn)有：特點(diǎn)有： 1 1、一次繞組并聯(lián)在電路中，其匝數(shù)很大，阻抗很大，對(duì)被測(cè)、一次繞組并聯(lián)在電路中，其匝數(shù)很大，阻抗很大，對(duì)被測(cè)電路沒有影響。電路沒有影響。 2 2、二次繞組并聯(lián)的儀表和繼電器的電壓線圈具有很大的阻抗，、二次繞組并聯(lián)的儀表和繼電器的電壓線圈具有很大的阻抗，在正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器接近于空載運(yùn)行。在正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器接近于空載運(yùn)行。 3 3、一次回路電壓大小與互感器二次負(fù)荷無關(guān)，對(duì)二次系統(tǒng)相、一次回路電壓大小與互感器二次負(fù)荷無關(guān)，對(duì)二次系統(tǒng)相當(dāng)于恒壓源。當(dāng)于恒壓源。西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X高壓互感器高壓互感器10kv高壓電壓互感器高壓電壓互感器戶外電壓互感器戶外電壓互感器西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院現(xiàn)代供電技術(shù)電子課件X 電壓互感器的變比是一二次側(cè)額定電壓之比，用Ku表示，即 1122NuNUNKUN=側(cè)和二次側(cè)的