電氣設(shè)備選擇精品課件

1、電氣設(shè)備選擇第1頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五第7章 電氣設(shè)備的選擇 71 電氣設(shè)備選擇的一般條件電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。 一、按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電器的正常工作條件:額定電壓、額定電流和自然環(huán)境條件。 第2頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五7.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件1）額定電壓 在選擇設(shè)備時(shí)一般按照導(dǎo)體和電器的額定電壓Ue 不低于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓Uew的條件選擇，即 Ue Uew 2）額定電流 在規(guī)定的周圍環(huán)境溫度下，導(dǎo)體和電器的額定電流Ie應(yīng)不小于流過設(shè)備的最大持續(xù)工作電流Ig

2、max，即 IeIgmax 第3頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五 7.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件 3）自然環(huán)境條件 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核它們的基本使用條件。當(dāng)氣溫、風(fēng)速、濕度、污穢等級、海拔高度、地震烈度、覆冰厚度等環(huán)境條件超出一般電器的規(guī)定使用條件時(shí)，應(yīng)向制造部門提出補(bǔ)充要求或采取相應(yīng)的防護(hù)措施。 第4頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五二、按短路條件校驗(yàn) 1）按短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)就是要求所選擇的導(dǎo)體和電器，當(dāng)短路電流通過它時(shí)所能達(dá)到的最高溫度不應(yīng)超過導(dǎo)體和電器的短時(shí)發(fā)熱最高允許溫度，即要求 QdQr 2）短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)

3、定是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為：iim idw 第5頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五二、按短路條件校驗(yàn) 3）短路電流的計(jì)算條件 (1)計(jì)算時(shí)應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)的規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。 (2)短路的種類可按三相短路考慮。若發(fā)電機(jī)出口的短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況驗(yàn)算。 (3) 短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式下，通過導(dǎo)體或電器的短路電流為最大的地點(diǎn)。 第6頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五短路計(jì)算點(diǎn)的選擇方法 (1)發(fā)電機(jī)、變壓器回路的斷

4、路器應(yīng)把斷路器前或后短路時(shí)通過斷路器的電流值進(jìn)行比較，取其較大者為短路計(jì)算點(diǎn)。 (2)母聯(lián)斷路器QFm應(yīng)考慮母聯(lián)斷路器QFm閉合并向備用母線充電時(shí)，備用母線故障，即d4點(diǎn)短路，此時(shí)，全部短路電流IF2+IB+IFl流過母聯(lián)斷路器QFm及匯流母線。第7頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五短路計(jì)算點(diǎn)的選擇方法(3)帶電抗器的出線回路在母線和母線隔離開關(guān)隔板前的母線引線及套管，應(yīng)按電抗器前如d7點(diǎn)短路選擇。而對隔板后的導(dǎo)體和電器一般可按電抗器后d8為短路計(jì)算點(diǎn)，以便出線選用輕型斷路器，節(jié)約投資。 第8頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五短路計(jì)算點(diǎn)的選擇方法示意圖第

5、9頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五 4）短路電流熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間的確定 短路電流熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間td為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 tb和相應(yīng)斷路器的全分閘時(shí)間tf 之和，即 td= tb +tf 式中tf 為斷路器的固有分閘時(shí)間和燃弧時(shí)間之和。 在驗(yàn)算裸導(dǎo)體的短路熱效應(yīng)時(shí)，宜采用主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。如主保持有死區(qū)時(shí)，則采用能對該死區(qū)起作用的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，并采用相應(yīng)處的短路電流值。在驗(yàn)算電器的短路熱效應(yīng)時(shí)，宜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。 第10頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五開斷電器的開斷計(jì)算時(shí)間對于開斷電器（如斷路器、熔斷器等），應(yīng)能在最嚴(yán)重的情況下開斷短路電流。故電器

6、的開斷計(jì)算時(shí)間tk是從短路瞬間開始到斷路器滅弧觸頭分離的時(shí)間。其中包括主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tb 和斷路器固有分閘時(shí)間tgf之和。即 tk=tb+tgf 第11頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五7.2 高壓斷路器、隔離開關(guān)及高壓熔斷器的選擇一、高壓斷路器的選擇 高壓斷路器按下列項(xiàng)目選擇和校驗(yàn)：(1)型式和種類；(2)額定電壓；(3)額定電流；(4)開斷電流；(5)額定關(guān)合電流；(6)動(dòng)穩(wěn)定；(7)熱穩(wěn)定。 1）按種類和型式選擇 電壓6600千伏的電網(wǎng)可選用真空斷路器和六氟化硫斷路器； 110500千伏電網(wǎng)一般采用六氟化硫斷路器。采用封閉母線的大容量機(jī)組，當(dāng)需要裝設(shè)斷路器時(shí)，應(yīng)選用發(fā)

7、電機(jī)專用斷路器。第12頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五一、高壓斷路器的選擇2）按額定電壓選擇 高壓斷路器的額定電壓Ue 應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓Uew ，即 Ue Uew 3）按額定電流選擇 高壓斷路器的額定電流Ie 應(yīng)大于或等于流過它的最大持續(xù)工作電流Igmax ，即 IeIgmax 第13頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五一、高壓斷路器的選擇 4)按額定短路開斷電流選擇 在給定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的額定短路開斷電流Iebr 應(yīng)滿足 IebrIzt 5)按額定短路關(guān)合電流選擇 為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器的額定短路關(guān)合電流ieg

8、應(yīng)不小于短路沖擊電流幅值iim，即 iegiim 第14頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五一、高壓斷路器的選擇6、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 高壓斷路器的額定峰值耐受電流idw 應(yīng)不小于三相短路時(shí)通過斷路器的短路沖擊電流幅值iim，即 idwiim 7、熱穩(wěn)定校驗(yàn) 高壓斷路器的額定短時(shí)耐受熱量Ir2tr應(yīng)不小于短路期內(nèi)短路電流熱效應(yīng)Qd ，即 Ir2tr Qd 第15頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五二、隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)應(yīng)根據(jù)下列條件選擇：(1)型式和種類；(2)額定電壓；(3)額定電流；(4)動(dòng)穩(wěn)定；(5)熱穩(wěn)定。隔離開關(guān)的型式和種類的選擇應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特

9、點(diǎn)和使用條件等因素，進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。其它四項(xiàng)技術(shù)條件與高壓斷路器相同。第16頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五三、高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器應(yīng)根據(jù)下列條件選擇：(1)額定電壓；(2)額定電流；(3)開斷電流；(4)保護(hù)熔斷特性。1)接額定電壓選擇 熔斷器的額定電壓應(yīng)不小于所在電網(wǎng)的額定電壓。 第17頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五三、高壓熔斷器的選擇2)按額定電流選擇 要求熔斷器必須符合下列條件： IeRgIeRtIgmax 式中IeRg 熔斷器熔管的額定電流； IeRt熔斷器熔件的額定電流； Igmax流過熔斷器的最大長期工作電流。第18

10、頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五三、高壓熔斷器的選擇3)按開斷電流校驗(yàn) 按開斷電流選擇時(shí)，要求熔斷器的額定開斷電流Iebr應(yīng)不小于三相短路沖擊電流的有效值I im，即 IebrI im 4)按保護(hù)熔斷特性校驗(yàn)根據(jù)保護(hù)動(dòng)作選擇性的要求校驗(yàn)熔件的額定電流,使其保證前后兩級熔斷器之間或熔斷器與電源側(cè)(或負(fù)荷側(cè))繼電保護(hù)之間動(dòng)作的選擇性。 保護(hù)電壓互感器用的熔斷器，只需按額定電壓和開斷電流選擇。第19頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五7.3 限流電抗器的選擇電力系統(tǒng)中使用的電抗器，分為普通電抗器和分裂電抗器兩種。一般按下列項(xiàng)目選擇和校驗(yàn)： 1)額定電壓；2)額

11、定電流； 3)電抗百分?jǐn)?shù)；4)動(dòng)穩(wěn)定； 5)熱穩(wěn)定。第20頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五7.3限流電抗器的選擇一、按額定電壓選擇電抗器的額定電壓Ue 應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓Uew ，即 Ue Uew 二、按額定電流選擇電抗器的額定電流Ie 應(yīng)大于或等于通過它的最大持續(xù)工作電流Igmax ，即IeIgmax 第21頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五7.3限流電抗器的選擇三、按電抗百分?jǐn)?shù)選擇1）普通電抗器電抗百分?jǐn)?shù)的選擇 （1）按將短路電流限制到要求值選擇電抗百分?jǐn)?shù) 設(shè)要求將短路電流限制到I“，所需電抗器的基準(zhǔn)電抗標(biāo)么值應(yīng)為式中X，*電源至電抗器

12、前的系統(tǒng)電抗標(biāo)么值； X*電源至電抗器后的系統(tǒng)電抗標(biāo)么值。 第22頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五1）普通電抗器電抗百分?jǐn)?shù)的選擇IB 基準(zhǔn)電流（kA）；I“次暫態(tài)短路電流周期分量有效值（kA）。 電抗器在額定參數(shù)條件下的百分比電抗為式中UB基準(zhǔn)電壓(kV)。 第23頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五1）普通電抗器電抗百分?jǐn)?shù)的選擇(2)按電壓損失校驗(yàn)選擇電抗百分?jǐn)?shù) 普通電抗器在正常工作時(shí)，其電壓損失不得大于母線額定電壓的5。對于出線電抗器尚應(yīng)計(jì)及出線上的電壓損失，即 其中 負(fù)荷功率因數(shù)角，為方便計(jì)算，一般cos取0.8。第24頁，共31頁，2022年，5

13、月20日，6點(diǎn)8分，星期五1）普通電抗器電抗百分?jǐn)?shù)的選擇(3)按母線殘余電壓校驗(yàn)選擇電抗百分?jǐn)?shù) 當(dāng)出線電抗器未設(shè)置無時(shí)限繼電保護(hù)時(shí)，應(yīng)按在電抗器后發(fā)生短路，母線殘余電壓不低于額定值的6070校驗(yàn)。即 第25頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五 2) 分裂電抗器電抗百分?jǐn)?shù)的選擇 分裂分裂電抗器的電抗百分?jǐn)?shù)XR 可按普通電抗器的電抗百分?jǐn)?shù)計(jì)算方法選擇，但由于分裂電抗器的技術(shù)數(shù)據(jù)中只給出了單臂自感電抗XL，所以還應(yīng)進(jìn)行換算。XL和XR之間的關(guān)系與電源連接方式及短路點(diǎn)的選擇有關(guān)。 第26頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五2) 分裂電抗器電抗百分?jǐn)?shù)的選擇(1)當(dāng)3側(cè)

14、有電源，l側(cè)和2側(cè)無電源，而在1或2側(cè)短路時(shí)，XL=XR 。(2)當(dāng)3側(cè)無電源，l側(cè)和2側(cè)有電源，1(或2)側(cè)短路時(shí)， XR=2(1+f) XL。(3)當(dāng)1側(cè)和2側(cè)有電源，在3側(cè)短路，或者三側(cè)均有電源，而3側(cè)短路時(shí)，XR=(1-f)XL/2。第27頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五2) 分裂電抗器電抗百分?jǐn)?shù)的選擇要求正常工作時(shí)兩臂母線電壓波動(dòng)不大于母線額定電壓的5。I段母線電壓百分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式為段母線電壓百分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式為 第28頁，共31頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)8分，星期五2) 分裂電抗器電抗百分?jǐn)?shù)的選擇式中 U1、U2I、段母線上電壓；U電源側(cè)電壓；I1、I2I、段母線上負(fù)荷電流，無資料時(shí)，可取一臂為70Ie，另