電氣自動(dòng)化技術(shù)《電子教材353高壓斷路器及選擇》

3.5.3 高壓斷路器及選擇器和高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)等。高壓斷路器〔QF〕是供電系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一。它有常運(yùn)行，起著保護(hù)作用?！惨弧掣邏簲嗦菲鞣N類器和真空斷路器等。1．油斷路器械運(yùn)動(dòng)引起油吹的綜合作用下，使電弧快速熄滅。檢修工作量大、安裝搬運(yùn)不便利、占地面積大且易發(fā)生火災(zāi)，因35kV變電所還在使用多油斷路器。以及可節(jié)約大量的油和鋼材的優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在主要使用是SN10－102．六氟化硫斷路器六氟化硫斷路器是利用六氟化硫〔SF6〕氣體作為絕緣和滅于SF6氣體具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧特性，其開(kāi)展較快?？梢?～500kV110kV及以上的電力系統(tǒng)中。SF6斷路器滅弧室的構(gòu)造形式有壓氣式、自能滅弧式(旋弧器為壓氣式滅弧構(gòu)造，LW3型戶外式SF6斷路器承受懸弧式滅弧構(gòu)造。SF6斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要承受彈簧、液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)。3．真空斷路器真空斷路器是利用真空作為絕緣和滅弧介質(zhì)的斷路器。真空35kV及以下供電系統(tǒng)中。真空斷路器的觸頭為圓盤狀，被放置在真空滅弧室內(nèi)，如下電場(chǎng)放射和熱電子放射使觸頭間產(chǎn)生真空電弧。電弧的溫度很被擊穿，真空電弧在電流第一次過(guò)零時(shí)就能完成熄滅。圖3.2.1 真空斷路器的滅弧室構(gòu)造1—?jiǎng)佑|桿；2—波浪管；3—外殼；4—?jiǎng)佑|頭；5—屏蔽罩；6—靜觸頭〔二〕高壓斷路器選擇高壓斷路器除按電氣設(shè)備的一般選擇外，還必需按斷等各項(xiàng)指標(biāo)。按工作環(huán)境選型斷路器按滅弧介質(zhì)主要分為少油斷路器、真空斷路器、SF6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，即〔3-2-6〕

U UN NsN式中U——斷路器的額定電壓，kV；NNsU ——所在電網(wǎng)的額定電壓，kV。Ns按所在回路最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流選擇額定電流電流，即〔3-2-7〕

KI θN

lomN式中 I——斷路器的額定電流，A；NK——環(huán)境溫度修正系數(shù)；Ilo.m——最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流，A時(shí)平均負(fù)荷電流〕校驗(yàn)斷路器的熱穩(wěn)定溫度(或發(fā)熱效應(yīng))應(yīng)不超過(guò)短時(shí)允許發(fā)熱溫度，即〔3-2-8〕

I2t I2ttsts i式中Its——斷路器的額定熱穩(wěn)定電流，kA；tts——斷路器的額定熱穩(wěn)定時(shí)間，s；∞I——穩(wěn)態(tài)短路電流，kA；∞it——假想時(shí)間，s。i校驗(yàn)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定所產(chǎn)生的機(jī)械力效應(yīng)，不發(fā)生變形損壞，即〔3-2-9〕

i i es shI Ies shes 式中i、I——斷路器額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值及其有效值，kAes sh i、I——短路沖擊電流峰值及其有效值，kAsh 校驗(yàn)高壓斷路器的開(kāi)斷力量其額定開(kāi)斷電流應(yīng)不小于開(kāi)斷瞬間的最大短路電流。即INbr

I kt〔3-2-10〕

INbr

kt式中I——斷路器開(kāi)斷瞬間流過(guò)斷路器的短路電流的有效值，ktkA；I″——次暫態(tài)短路電流周期重量的有效值，kA。一般的中速或低速斷路器，開(kāi)斷時(shí)間較長(zhǎng)〔0.1sI″來(lái)校驗(yàn)斷路器開(kāi)斷力量。校驗(yàn)斷路器的額定關(guān)合電流〔i

sh通過(guò)(預(yù)擊穿)，觸頭更簡(jiǎn)潔熔焊和患病電動(dòng)力的損壞。為了保證i不ishi iNcl sh(3-2-11)例某由無(wú)限大電源供電企業(yè)變電所的主接線系統(tǒng)如以下圖，35kV設(shè)備承受室外布置，35kV進(jìn)線的繼電保護(hù)2.5s。6kV側(cè)的變壓器總開(kāi)關(guān)〔6QF、7QF〕不設(shè)保護(hù)35kV與6kV圖 某變電所主接線系統(tǒng)圖35kV6kV母線的短路參數(shù)35kV母線K1點(diǎn)的三相短路電流 6kV母線K2點(diǎn)的三相短路電流運(yùn)行方式并聯(lián)運(yùn)行分列運(yùn)行

I(kA)11.46.95

ish(kA)29.1017.72

I(kA)17.99.40

ish(kA)45.6523.97［解］按斷路器的工作電壓和電流選擇斷路器型號(hào)但當(dāng)一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器要承擔(dān)全部負(fù)荷，器在電壓降低5%時(shí)，出力可保持不變，故其相應(yīng)回路的最大長(zhǎng)1.0535kV側(cè)變壓器回路中的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流為I1lom

1.05SNNT335

1.0510000

173.21A6kV側(cè)變壓器之路中的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流為I2lom

1.05SNNT36

1.0510000

1010.36A所以5QF的工作電壓為35kV，最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流為7173.21AZW735kV1250A其技術(shù)參數(shù)如表所示。表 所選斷路器的電氣參數(shù)型號(hào)額定電壓額定電額定開(kāi)斷電動(dòng)穩(wěn)定電額定關(guān)合電(4s)熱穩(wěn)定(kV)流(A)流(kA)流(kA)流(kA)電流(kA)ZW7-40.535125025636325ZN63A-126 125020 50 50207QF的工作電壓為6kV，最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流為1010.36A，布置在室內(nèi)，初步選用斷路器戶內(nèi)式真空斷路器，型號(hào)為ZN63A-126kV1250A，其技術(shù)參數(shù)性及其開(kāi)斷力量校驗(yàn)。可知：當(dāng)供電系統(tǒng)承受并聯(lián)運(yùn)行方式時(shí)，5QF通過(guò)的短路電流最大；而7QF那么是當(dāng)系統(tǒng)承受分列運(yùn)行方式時(shí)，校驗(yàn)。斷路器額定開(kāi)斷電流校驗(yàn)1〔1〕5QF按并聯(lián)運(yùn)行K點(diǎn)的最大短路電流校驗(yàn)，即1INbr

=25kA>11.4kAI(3)k1

符合要求2〔2〕7QF按分裂運(yùn)行K點(diǎn)的最大短路電流校驗(yàn)，即2INbr

=25kA>17.9kAI(3)k2

符合要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)1〔1〕5QFK點(diǎn)并聯(lián)運(yùn)行的最大沖擊電流校驗(yàn)，即1i 63kAies

29.10kA 符合要求。〔2〕7QFK2點(diǎn)分列運(yùn)行的最大沖擊電流校驗(yàn)，即i 50kAies

23.97kA

符合要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)0，短路持續(xù)時(shí)間小于1s，需要考慮非周期重量的假想時(shí)間。此時(shí)假想時(shí)間由斷路器的全開(kāi)斷時(shí)間0.1s和非周期重量假想時(shí)間0.05s構(gòu)成，即ti =0.1+0.05=0.15s。當(dāng)短保護(hù)不動(dòng)〔因不是其保護(hù)范圍，進(jìn)線保護(hù)少一個(gè)時(shí)限級(jí)差0.5s，1sti=2.1s。故K1點(diǎn)短路，5QF4s的熱穩(wěn)定電流為I Its

11.4 25kA

符合要求。ti40.154在K2點(diǎn)短路時(shí)，5QFti40.154InInti42.14tsI 9.8 351.21kA25kA 符合要求。ts5QF2s，ti＝2.1sK24s6kV側(cè)的變壓器總開(kāi)關(guān)不設(shè)保護(hù)〕I Its

9.4 20kA

符合要求。ti4ti42.141〔1〕5QFK點(diǎn)并聯(lián)運(yùn)行的最大沖擊電流校驗(yàn)，即1i 63