第五章電氣設(shè)備選擇ppt課件

1、 按正常任務(wù)條件下選擇額定電流、額定電壓及型號等，按短路情況下校驗(yàn)開關(guān)的開斷才干、短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。6. 電氣設(shè)備選擇的普通原那么.6.3.1.1 按正常任務(wù)條件選擇電氣設(shè)備 1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)的最高運(yùn)轉(zhuǎn)電壓。2電氣設(shè)備的額定電流電氣設(shè)備的額定電流不小于該回路的最大繼續(xù)任務(wù)電流或計(jì)算電流。3.選擇電氣設(shè)備時(shí)還應(yīng)思索設(shè)備的安裝地點(diǎn)、環(huán)境及任務(wù)條件，合理地選擇設(shè)備的類型，如戶內(nèi)戶外、海拔高度、環(huán)境溫度及防塵、防腐、防爆等。.6.3.1.2 按短路情況進(jìn)展校驗(yàn)1短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路，有短路電流經(jīng)過電氣設(shè)備時(shí)，導(dǎo)體和電器各部件溫度(或熱量) 不應(yīng)超越允許

2、值，即滿足熱穩(wěn)定的條件 式中： I 短路電流的穩(wěn)態(tài)值； tima短路電流的假想時(shí)間； It 設(shè)備在t秒內(nèi)允許經(jīng)過的短時(shí)熱穩(wěn)定電流； t 設(shè)備的熱穩(wěn)定時(shí)間。.2短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 當(dāng)短路電流經(jīng)過電氣設(shè)備時(shí)，短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力應(yīng)不超越設(shè)備的允許應(yīng)力，即滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件 或式中： ish ， Ish 短路電流的沖擊值和沖擊有效值 imax ，I max 設(shè)備允許的經(jīng)過的極限電流峰值和有效值。.3開關(guān)設(shè)備斷流才干校驗(yàn) 對要求能開斷短路電流的開關(guān)設(shè)備，如斷路器、熔斷器，其斷流容量不小于安裝處的最大三相短路容量，即： 或 式中： ， 三相最大短路電流與最大短路容量； ， 斷路器的開斷電流與開斷容量。.6.3

3、.1.3 常用電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)工程 供配電系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備由于任務(wù)原理和特性不同，選擇及校驗(yàn)的工程也有所不同，常用高低壓設(shè)備選擇校驗(yàn)工程如下：.設(shè)備名稱選 擇 項(xiàng) 目校 驗(yàn) 項(xiàng) 目額定電壓(kV)額定電流 (A)裝置類型(戶內(nèi)/戶外)準(zhǔn)確度級 短路電流開斷能力(kA)二次容量熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定高壓斷路器高壓負(fù)荷開關(guān)高壓隔離開關(guān)高壓熔斷器電流互感器電壓互感器母線電纜支柱絕緣子穿墻套管.設(shè)備名稱額定電壓(V)額定電流(A)短路電流開斷能力(kA)熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定低壓斷路器（）（）低壓負(fù)荷開關(guān)（）（）低壓刀開關(guān)（）（）低壓熔斷器前往.6.3.2 高壓開關(guān)設(shè)備的選擇 高壓斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔分開關(guān)和熔斷

4、器的選擇條件根本一樣，除了按電壓、電流、安裝類型選擇，校驗(yàn)熱、動(dòng)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)其開斷才干。.6.3.2.1 高壓斷路器的選擇1. 斷路器的種類和類型 高壓斷路器應(yīng)根據(jù)設(shè)備安裝的條件，環(huán)境等來選擇斷路器的類型和種類。常用的斷路器類型主要有少油斷路器、真空斷路器、SF6斷路器，由于真空斷路器、SF6斷路器技術(shù)特性比較好，少油斷路器曾經(jīng)逐漸被它們替代。.2. 開斷電流選擇 高壓斷路器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)可以開斷短路電流，所以斷路器的額定開斷電流應(yīng)不小于短路電流周期分量的有效值，實(shí)踐計(jì)算中我們普通根據(jù)次暫態(tài)電流來進(jìn)展選擇，即： 或 式中： ， 短路電流與短路容量的次暫態(tài)值； ，

5、斷路器的開斷電流與開斷容量。 .3. 短路關(guān)合電流的選擇 為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的平安，斷路器的額定關(guān)合電流需滿足： 式中： 斷路器的額定關(guān)合電流kA。.6.3.2.2 高壓隔分開關(guān)的選擇例 試選擇如下圖變壓器 10.5kV側(cè)高壓斷路器QF和高壓隔分開關(guān)QS。知圖中K點(diǎn)短路時(shí)I=I=4.8kA,繼電維護(hù)動(dòng)作時(shí)間tp=1S。擬采用快速開斷的高壓斷路器，其固有分閘的時(shí)間ttr=0.1S, 采用彈簧操作機(jī)構(gòu)。.斷路器及隔分開關(guān)的選擇結(jié)果 計(jì) 算 數(shù) 據(jù) ZN12-10I型斷路器GN6-10型隔離開關(guān)工作電壓 10kV最大工作電流 439.9A短路電流 4.8kA短路電流沖擊電流 12.24kA熱

6、穩(wěn)定性校驗(yàn) I2timar=4.821.1=25.34A2s額定電壓 UN=10kV額定電流 IN=630A額定開斷電流 IOFF=25 kA極限過電流峰值imax=80kA熱穩(wěn)定值 It2t=2523=1875A2sUN=10kVIN=630A-imax=50kAIt2t=1425=980A2s.6.3.2.3 高壓熔斷器的選擇1額定電壓選擇 對于般的高壓熔斷器，其額定電壓必需大于或等于電網(wǎng)的額定電壓。對于充填石英砂具有限流作用的熔斷器，那么只能用在等于其額定電壓的電網(wǎng)中，由于這種類型的熔斷器能在電流達(dá)最大值之前就將電流截?cái)?，致使熔斷器熔斷時(shí)產(chǎn)生過電壓。.2熔斷器熔體額定電流選擇： 熔斷器額

7、定電流應(yīng)大于或等于所裝熔體額定電流，即 式中： 熔斷器額定電流A; 熔體額定電流A。.選擇時(shí)還應(yīng)必需滿足以下幾個(gè)條件：1正常任務(wù)時(shí)熔斷器的熔體不應(yīng)熔斷，要求熔體額定電流大于或等于經(jīng)過熔體的最大任務(wù)電流。2在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，熔斷器的熔體在尖峰電流的作用下不應(yīng)熔斷。 3對于610kV變壓器，凡容量在1000kVA及以下者，可采用熔斷器作為變壓器的短路及過載維護(hù)，其熔體額定電流可取為變壓器一次側(cè)額定電流的1.42倍。.4低壓網(wǎng)絡(luò)中用熔斷器作為維護(hù)時(shí)，為了保證熔斷器維護(hù)動(dòng)作的選擇性，普通要求上級熔斷器的熔體額定電流比下級熔斷器的熔體額定電流大兩級以上。5 應(yīng)保證線路在過載或短路時(shí)，熔斷器熔體未熔斷前，導(dǎo)

8、線或電纜不至于過熱而損壞。 .3熔斷器極限熔斷電流或極限熔斷容量的校驗(yàn)1對有限流作用的熔斷器，由于它們會(huì)在短路電流到達(dá)沖擊值之前熔斷，因此可按下式校驗(yàn)斷流才干： 或 式中 ： 、 熔斷器極限熔斷電流和容量； 、 熔斷器安裝處三相短路次暫態(tài)有 效值和短路容量； .2對無限流作用的熔斷器，由于它們會(huì)在短路電流到達(dá)沖擊值之后時(shí)熔斷，因此可按下式校驗(yàn)斷流才干 式中： 、 熔斷器安裝處三相短路沖擊電流有效值和短路容量；.3對有斷流容量上、下限值的熔斷器， 其斷流容量的上限值按式(6.2.11)進(jìn)展校驗(yàn)；其斷流容量的下限值，在小電流接地系統(tǒng)中按下式校驗(yàn)： 或 式中 ： 、 熔斷器的斷流電流和容量的下限值；

9、 、 最小運(yùn)轉(zhuǎn)方式下熔斷器所維護(hù)線路末端兩相短路電流的有效值和容量。.4熔斷器維護(hù)靈敏度的校驗(yàn) 為了保證熔斷器在其維護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路缺點(diǎn)時(shí)能可靠地熔斷，因此要求滿足： (47) 式中： 熔斷器維護(hù)范圍末端短路缺點(diǎn)時(shí)流過熔斷器最小短路電流。前往.6.3.3 低壓開關(guān)電器選擇6.3.3.1 低壓斷路器的選擇1. 低壓斷路器的種類和類型按用途常分為：配電用斷路器；電動(dòng)機(jī)維護(hù)用斷路器;照明用斷路器;漏電維護(hù)用斷路器。按構(gòu)外型式分有塑殼式和框架式兩大類。.2. 低壓斷路器脫扣電流的整定1)低壓斷路器過流脫扣器額定電流的選擇 過流脫扣器額定電流應(yīng)大于或等于線路的計(jì)算電流，即： 式中： 過流脫扣器額定電流；

10、 線路的計(jì)算電流。.2瞬時(shí)和短延時(shí)脫扣器的動(dòng)作電流的整定 瞬時(shí)和短延時(shí)脫扣器的動(dòng)作電流應(yīng)躲過線路的尖峰電流 瞬時(shí)和短延時(shí)脫扣器的動(dòng)作電流整定值； 線路的尖峰電流； 可靠系數(shù)。 .3長延時(shí)脫扣器的動(dòng)作電流的整定 長延時(shí)脫扣器的動(dòng)作電流應(yīng)大于或等于線路的計(jì)算電流 式中： 長延時(shí)脫扣器的動(dòng)作電流整定值； 可靠系數(shù)，取1.1。.4過電流脫扣器與導(dǎo)線允許電流的配合 過電流脫扣器的整定電流與導(dǎo)線或電纜的允許電流修正值應(yīng)按下式配合：式中： 導(dǎo)線或電纜的允許載流量； 導(dǎo)線或電纜允許短時(shí)過負(fù)荷系數(shù) .3. 低壓斷路器維護(hù)靈敏度和斷流才干的校驗(yàn)1 低壓斷路器維護(hù)靈敏度校驗(yàn) 1.52 1.52式中： , 在最小運(yùn)轉(zhuǎn)

11、方式下線路末端發(fā)生兩相或單相短路時(shí)的短路電流； 兩相短路時(shí)的靈敏度,普通取2; 單相短路時(shí)的靈敏度,對于框架開關(guān)普通取2,對于塑殼開關(guān)普通取1.5。.2低壓斷路器斷流才干的校驗(yàn) 對于動(dòng)作時(shí)間在0.02S以上的框架斷路器，其極限分?jǐn)嚯娏鲬?yīng)不小于經(jīng)過它的最大三相短路電流的周期分量有效值：式中： 框架斷路器其極限分?jǐn)嚯娏鳎?三相短路電流的周期分量有效值。. 對于動(dòng)作時(shí)間在0.02S以下的塑殼斷路器，其極限分?jǐn)嚯娏鲬?yīng)不小于經(jīng)過它的最大三相短路電流沖擊值。 或式中： 、 塑殼斷路器極限分?jǐn)嚯娏鞣逯怠⑿е担?、 三相短路電流沖擊值、沖擊有效值。.6.3.3.2 低壓刀開關(guān)的選擇 低壓刀開關(guān)選擇和校驗(yàn)選擇時(shí)

12、還應(yīng)注思索到以下幾點(diǎn)：1極數(shù)和類型2開斷才干。前往.6.3.4 母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇6.3.4.1 母線的選擇1母線資料和類型選擇 母線的資料有銅和鋁。 母線的截面外形有矩形、槽形和管型。 三相母線有程度布置和垂直布置兩種布置方式，有立放和平放放置方式。.2母線截面的選擇1普通匯流母線按長期允許發(fā)熱條件選擇截面式中： 母線允許載流量A； 經(jīng)過母線的計(jì)算電流A。.2當(dāng)母線較長或傳輸容量較大時(shí)，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面式中： 經(jīng)濟(jì)截面mm2； 經(jīng)過母線的計(jì)算電流A； 經(jīng)濟(jì)電流密度A/ mm2。 .3母線熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，母線上最高溫度不應(yīng)超越母線短時(shí)允許最高溫度。 式中：

13、 ， 母線截面積及最小允許截面(mm2)； 熱穩(wěn)定系數(shù)。 短路電流的假想時(shí)間(S)； 短路電流的穩(wěn)態(tài)值(A)。.4母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 當(dāng)短路沖擊電流經(jīng)過母線時(shí)，母線將接受很大電動(dòng)力。要求每跨母線中產(chǎn)生的最大應(yīng)力計(jì)算值不大于母線資料允許的抗彎應(yīng)力即：式中： 短路時(shí)每跨母線中的最大計(jì)算應(yīng)力(帕斯卡Pa); 母線允許抗彎應(yīng)力(Pa)。. 根據(jù)資料力學(xué)的原理，母線在彎曲時(shí)最大相間計(jì)算應(yīng)力為 式中： W母線對垂直于作用力方向軸的截面系數(shù)，又稱抗彎矩(m3)。與母線截面外形，布置方式有關(guān)。 M最大彎矩Nm。 .當(dāng)母線只需兩段跨距時(shí)，最大彎矩M為 當(dāng)母線跨距數(shù)目在兩個(gè)以上時(shí),最大彎矩M為式中：F 一跨距長度母線

14、所受電動(dòng)力(N)； l 母線跨距長度(m)。. 校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，也可根據(jù)母線允許應(yīng)力計(jì)算出最大允許跨距，與實(shí)踐跨距值比較，即要求： 式中： F1單位長度母線上所受電動(dòng)力(N/m)。. 校驗(yàn)時(shí)，假設(shè)不滿足要求，那么必需采取措施以減小母線計(jì)算應(yīng)力，詳細(xì)方法有： 降低短路電流，但須添加電抗器；增大母線相間間隔，但須添加配電安裝尺寸； 增大母線截面，但須添加投資； 減小母線跨距尺寸，但須添加絕緣子；將立放的母線改為平放，但散熱效果變差。.6.3.4.2 支柱絕緣子與穿墻套管的選擇 支柱絕緣子與穿墻套管的選擇方法分別為：1對支柱絕緣子，按額定電壓條件選擇，校驗(yàn)短路時(shí)動(dòng)穩(wěn)定性。 2穿墻套管按額定電壓和額

15、定電流條件選擇，校驗(yàn)短路時(shí)熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。 3母線型穿墻套管不需按額定電流條件選擇，只需保證套管與母線的尺寸相配合。.校驗(yàn)支柱絕緣子和穿墻套管的動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算如下： 式中： 在短路時(shí)作用于絕緣子的計(jì)算力N； 絕緣子允許的抗彎強(qiáng)度(N); 其中 K受力折算系數(shù)，對610kV的絕緣子，當(dāng)為程度布置且母線立放K=1.4；其它情況為1。 F母線接受的電動(dòng)力值N。.穿墻套管熱穩(wěn)定校驗(yàn)方法為： 式中： I 短路電流的穩(wěn)態(tài)值kA； tima短路電流的假想時(shí)間s； It 設(shè)備在t秒內(nèi)允許經(jīng)過的短時(shí)熱穩(wěn)定電流kA； t 設(shè)備的熱穩(wěn)定時(shí)間s。前往.6.3.5 互感器的選擇 6.3.5.1 電流互感器的選擇電流互感

16、器按以下條件選擇：(1)選擇額定電壓和額定電流(2)確定安裝類別和構(gòu)造(3)確定準(zhǔn)確度級(4)校驗(yàn)二次負(fù)荷或容量. 電流互感器二次側(cè)所接實(shí)踐負(fù)荷Z2或容量S2不超越該準(zhǔn)確度級下的最大允許負(fù)荷ZN2或容量SN2，即： 或式中：ZN2、SN2電流互感器某一準(zhǔn)確度級的允許負(fù)荷和容量。 Z2、S2電流互感器二次側(cè)所接實(shí)踐負(fù)荷和容量。 .(5)電流互感器動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定性倍數(shù)Kes是指電流 互感器允許短時(shí)極限經(jīng)過電流峰值與電流互感器一次側(cè)額定電流峰值之比，即： 電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)條件為： .(6)電流互感器熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt是指在規(guī)定時(shí)間(通常取1s)內(nèi)所允許經(jīng)過電流互感器的熱穩(wěn)定電流與其一次側(cè)額定電流之比，即： 電流互感器的熱穩(wěn)定條件應(yīng)為： .6.3.5 互感器的選擇6.3.5.2 電壓互感器的選擇(1)選擇額定電壓(2)確定電壓互感器類型及構(gòu)造(3)選擇準(zhǔn)確度級(4)二次容量的校驗(yàn) . 要求所接丈量儀表和繼電器電壓線圈的總負(fù)荷S2不應(yīng)超越所要求準(zhǔn)確度級下的允許負(fù)荷容量SN2，即： 式中：SN2電壓互感器二次側(cè)允許負(fù)荷容量，即 .6.3.5.3 互感器在主接線中的配置原那么1電流互感器的配置原那么：(1)