高壓電氣設(shè)備選擇

高壓電氣設(shè)備選擇第1頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4.1電氣設(shè)備選擇的一般原則對(duì)各種電氣設(shè)備的基本要求是正常運(yùn)行時(shí)安全可靠，短時(shí)通過(guò)短路電流時(shí)不致?lián)p壞，因此，電氣設(shè)備必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)。第2頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4.1.1按正常條件選擇1．環(huán)境條件電氣設(shè)備在制造上分戶內(nèi)、戶外兩大類。戶外設(shè)備的工作條件較惡劣，各方面要求較高，成本也高。戶內(nèi)設(shè)備不能用于戶外，戶外設(shè)備雖可用于戶內(nèi)，但不經(jīng)濟(jì)。此外，選擇電氣設(shè)備時(shí)，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際環(huán)境條件考慮防水、防火、防腐、防塵、防爆以及高海拔地區(qū)或濕熱帶地區(qū)等方面的要求。第3頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2．按電網(wǎng)額定電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓高壓電器設(shè)備最高允許運(yùn)行的電壓為(1.1～1.15)%UN，電網(wǎng)最高允許運(yùn)行的電壓為1.1%UNS，因此電器設(shè)備的額定電壓UN應(yīng)不小于裝設(shè)處電網(wǎng)的額定電壓UNS，即

UN≥UNS

（4－1）我國(guó)普通電器額定電壓標(biāo)準(zhǔn)是按海拔1000m設(shè)計(jì)的。如果使用在高海拔地區(qū)，應(yīng)選用高海拔設(shè)備或采取某些必要的措施增強(qiáng)電器的外絕緣，方可應(yīng)用。第4頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二電氣設(shè)備的額定電流IN應(yīng)不小于通過(guò)它的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流Ilo.m（或計(jì)算電流Ica），即

IN≥Ilo.m

（4－2）電器設(shè)備的額定電流是指規(guī)定環(huán)境溫度為+40℃時(shí)，長(zhǎng)期允許通過(guò)的最大電流。如果電器周圍環(huán)境溫度與額定環(huán)境溫度不符時(shí)，應(yīng)對(duì)額定電流值進(jìn)行修正。方法是：當(dāng)高于+40℃時(shí)，每增高1℃，額定電流減少1.8%；當(dāng)?shù)陀?40℃時(shí)，每降低1℃，額定電流增加0.5%，但總的增加值不得超過(guò)額定電流的20%。3．按最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流第5頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二若已知電氣設(shè)備的最高允許工作溫度，當(dāng)環(huán)境最高溫度高于40℃，但不超過(guò)60℃時(shí)，額定電流也可按下式修正：

（4－3）

選電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)使修正后的額定電流IN不小于所在回路的最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流Ilo.m

，即（4－4）第6頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二按正常選擇條件選擇的電器設(shè)備，當(dāng)短路電流通過(guò)時(shí)應(yīng)保證各部分發(fā)熱溫度和所受電動(dòng)力不超過(guò)允許值，

因此必須按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)。

1．熱穩(wěn)定校驗(yàn)

短路電流通過(guò)電器設(shè)備時(shí)，電器的各部件溫度(或發(fā)熱效應(yīng))應(yīng)不超過(guò)短時(shí)允許發(fā)熱溫度。即4.1.2按短路情況校驗(yàn)

≥（4－5）第7頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2．動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)短路電流通過(guò)電器設(shè)備時(shí)，電器設(shè)備各部件應(yīng)能承受短路電流所產(chǎn)生的機(jī)械力效應(yīng)，不發(fā)生變形損壞，即（4－8）≥第8頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4.2開關(guān)電弧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，觸頭間隙就會(huì)出現(xiàn)電弧。此時(shí)，觸頭雖然已分開，但是電路中的電流還在繼續(xù)流通，只有熄滅電弧，電路才真正斷開。電弧，從本質(zhì)上說(shuō)，是一種極強(qiáng)烈的電游離現(xiàn)象，其特點(diǎn)是光很強(qiáng)和溫度很高。第9頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二發(fā)生電弧的游離方式：１、熱電發(fā)射。２、高電場(chǎng)發(fā)射３、碰撞游離４、熱電游離。4.2.1電弧的形成第10頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二１、延長(zhǎng)了電路斷開的時(shí)間２、高溫可能燒損開關(guān)觸頭等，引起火災(zāi)。３、強(qiáng)烈的弧光可能損傷人的視力。4.2.2

電弧的危害第11頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二在中性質(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。去游離的主要形式是復(fù)合與擴(kuò)散。1．復(fù)合復(fù)合是異性帶電質(zhì)點(diǎn)彼此的中和。

2．?dāng)U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)中的現(xiàn)象。4.2.3電弧的熄滅第12頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二1．利用介質(zhì)滅弧2．利用氣體或油吹動(dòng)電弧3．采用特殊的金屬材料作滅弧觸頭4．電磁吹弧5．使電弧在固體介質(zhì)的狹縫中運(yùn)動(dòng)6．將長(zhǎng)弧分隔成短弧7．采用多斷口滅弧8．提高斷路器觸頭的分離速度4.2.4滅弧的基本方法第13頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4.3高壓開關(guān)設(shè)備及選擇4.3.1高壓斷路器1功能通斷正常負(fù)荷電流接通和承受一定的短路電流在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。第14頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二多油斷路器：開關(guān)觸頭在絕緣油中閉合和斷開。油兼有滅弧和絕緣功能，油量多，有易燃易爆危險(xiǎn)。體積大，維護(hù)麻煩。少油斷路器：開關(guān)觸頭在絕緣油中閉合和斷開。油只作滅弧功能，油量少，易燃易爆危險(xiǎn)性較小。體積小，價(jià)廉，維護(hù)方便。不能頻繁操作。6～10kv多用。2類型第15頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第16頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二空氣斷路器利用壓縮空氣吹動(dòng)電弧，并使電弧熄滅。滅弧能力強(qiáng)，分?jǐn)鄷r(shí)間短，斷流容量大。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)貴，維護(hù)要求高。多用于110kv及以上大型電站或變電所及不適應(yīng)采用六氟化硫斷路器的高寒地區(qū)。第17頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二六氟化硫斷路器開關(guān)觸頭在SF6氣體中閉合和斷開。SF6氣體兼有滅弧和絕緣功能。滅弧能力強(qiáng)，屬高速斷路器。斷流容量大，電絕緣性能好，檢修周期長(zhǎng)?？深l繁操作。無(wú)燃燒爆炸危險(xiǎn)，體積小，維護(hù)要求嚴(yán)格，價(jià)貴。在全封閉組合電器中多采用。不適于高寒地區(qū)。本身無(wú)毒，但電弧在高溫作用下會(huì)生成氟化氫等強(qiáng)烈腐蝕性的劇毒物，檢修時(shí)，應(yīng)注意防毒。第18頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第19頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二LW8-40.5型戶外交流高壓六氟化硫斷路器第20頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二真空斷路器開關(guān)觸頭在真空的容器內(nèi)閉合和斷開。滅弧能力強(qiáng)燃弧時(shí)間短，屬高速斷路器。開斷能力強(qiáng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，體積小。壽命長(zhǎng)，易維修?？深l繁操作。無(wú)易燃易爆危險(xiǎn)。由于開斷速度高,易產(chǎn)生截流過(guò)電壓,對(duì)變壓器等感性負(fù)載易造成危害,應(yīng)配置過(guò)電壓吸收裝置。第21頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第22頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二ZN63A-12(VS1)戶內(nèi)交流高壓真空斷路器第23頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二ZN28A-12系列戶內(nèi)交流高壓真空斷路器第24頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3銘牌所列的技術(shù)數(shù)據(jù)額定電壓額定電流額定開斷電流額定斷流容量熱穩(wěn)定電流動(dòng)穩(wěn)定電流第25頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4選擇首先考慮工作條件,確定斷路器的額定值。結(jié)合環(huán)境條件選用斷路器的型號(hào)和規(guī)格。據(jù)短路電流進(jìn)行斷流容量,動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。盡量維修方便，價(jià)格便宜，運(yùn)行費(fèi)用少等。第26頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4.3.2高壓隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能接通和切斷負(fù)荷電流。1功能：隔離高壓電源倒閘操作接通和斷開較小電流

第27頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2類型：戶內(nèi)型（GN〕三相刀閘同一底座。戶外型（GW〕單柱式、雙柱式、三柱式。第28頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第29頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第30頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3選擇首先按安裝地點(diǎn)選擇戶內(nèi)型或戶外型。結(jié)合工作條件確定額定值，校驗(yàn)動(dòng)、穩(wěn)定值。35kv及以上宜選用帶接地刀閘。考慮開關(guān)接線端的機(jī)械負(fù)荷。第31頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置。1功能能通斷一定的負(fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流，不能切斷短路電流故障。必須與高壓熔斷器串聯(lián)，借助于熔斷器切除短路電流。與隔離開關(guān)一樣，具有明顯的斷開間隙，也具有隔離電源，保證安全檢修的功能。4.3.3高壓負(fù)荷開關(guān)第32頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2類型戶內(nèi)型(FN)戶外型(FW)

固定產(chǎn)氣式（FN1、FW5等〕

壓氣式（FN2、FN3〕

壓縮空氣式六氟化硫真空式第33頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第34頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二FZRN21-12D/T125-31.5型戶內(nèi)交流高壓真空負(fù)荷開關(guān)－熔斷器組合電器第35頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二FLRN36-12D型戶內(nèi)交流高壓六氟化硫負(fù)荷開關(guān)－熔斷器組合電器第36頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4.3.4高壓熔斷器

是一種簡(jiǎn)單的保護(hù)電器.由熔體、熔體管和接觸導(dǎo)電等部分組成。1功能主要對(duì)電流和電路中的設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)有時(shí)也有過(guò)負(fù)荷保護(hù)第37頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2類型及特點(diǎn)戶內(nèi)型（RN〕固定式戶外型（RW〕跌落式

RN1主要用作高壓線路和設(shè)備的短路護(hù)，也起過(guò)負(fù)荷保護(hù)。

RN2

用作高壓互感器的短路保護(hù)。

RN1

、RN2滅弧能力很強(qiáng)，為”限流“式熔斷器。第38頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第39頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二RW3－10戶外高壓跌落式熔斷器第40頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第41頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3選擇其額定電壓應(yīng)符合線路或設(shè)備的額定電壓。熔斷器額定電流IN.FU和熔體的額定電流IN.FE的確定：

IN.FE≈(1.4~2.5)ICIN.FE=(0.3~1.0)IN.FU第42頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二按一定線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套配電裝置。1用途作為電能接受、分配的通斷和監(jiān)視保護(hù)之用。2類型固定式手車式4.3.6高壓開關(guān)柜第43頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第44頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二GG-1A(F)型固定式高壓開關(guān)設(shè)備第45頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第46頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二KYN28A-12(Z)B型鎧裝移開式交流金屬開關(guān)設(shè)備第47頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第48頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二XGN2-12(Z)箱型固定式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備第49頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第50頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3開關(guān)柜按供電裝設(shè)了防止電氣誤操作的閉鎖裝置，即“五防”。防止誤跳、誤合斷路器。防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)。防止帶電掛地線。防止帶地線合閘。防止誤入帶電間隙。第51頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4選擇據(jù)使用環(huán)境和工作條件決定開關(guān)柜類型和相應(yīng)的電氣設(shè)備。據(jù)變配電所一次電路圖的要求并經(jīng)幾個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，優(yōu)選開關(guān)柜及其一次方案編號(hào)，并確定一、二次設(shè)備型號(hào)和規(guī)格。結(jié)合控制、計(jì)量、保護(hù)和信號(hào)等方面要求，選用或自行設(shè)計(jì)二次接線，并確定二次設(shè)備型號(hào)和規(guī)格。向廠家訂購(gòu)時(shí)，應(yīng)向廠家提供一、二次電路圖紙等有關(guān)技術(shù)資料。第52頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4.5母線及絕緣子選擇4.5.1母線的選擇1母線選型母線選型包括材料、截面形狀和布置方式。母線材料有銅、鋁、鋁合金等。母線形狀有矩形、管形和多股絞線等種類。矩形母線的散熱和機(jī)械強(qiáng)度與導(dǎo)體布置方式有關(guān)。平放布置機(jī)械強(qiáng)度高，但散熱條件差，長(zhǎng)時(shí)允許電流下降。當(dāng)母線寬度大于60mm時(shí)，長(zhǎng)時(shí)允許電流降低8％；小于60mm時(shí)降低5％。第53頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2母線截面積選擇按最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流選擇母線截面積按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面第54頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)?zāi)妇€熱穩(wěn)定性校驗(yàn)所選母線的截面S應(yīng)不小于最小熱穩(wěn)定截面Smin，即第55頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二母線動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)?zāi)妇€在短路沖擊電流電動(dòng)力作用下應(yīng)保證不會(huì)產(chǎn)生永久性變形或斷裂，即母線材料允許應(yīng)力al應(yīng)不小于短路電流作用母線上的電動(dòng)應(yīng)力max，即第56頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4.5.2母線支柱絕緣子和套管絕緣子的選擇支柱絕緣子對(duì)母線起著支持、固定與絕緣等作用。母線穿過(guò)建筑物或其它物體時(shí)，必須用套管絕緣子絕緣。1支柱絕緣子的選擇絕緣子按使用地點(diǎn)分戶內(nèi)式及戶外式兩種。支柱絕緣子應(yīng)根據(jù)使用地點(diǎn)、母線電壓選擇后，再按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定性。第57頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二額定電壓選擇支柱絕緣子額定電壓不小于所在電網(wǎng)的電壓，即支柱絕緣子動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)按最大允許力Fal進(jìn)行校驗(yàn)，即Fal=0.6Fde≥KFmax

第58頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二套管絕緣子的選擇

套管絕緣子的額定電流是絕緣子內(nèi)導(dǎo)體在環(huán)境溫度為40℃，最高發(fā)熱溫度為80℃時(shí)的最大長(zhǎng)時(shí)允許電流。當(dāng)環(huán)境年最高溫度(℃)高于40℃，且低于60℃時(shí)，允許電流值可按下式進(jìn)行修正：第59頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4.6電流互感器和電壓互感器4.6.1概述電流、電壓互感器稱為儀用變壓器，其主要作用是：使儀表、繼電器與電路絕緣。擴(kuò)大儀表、繼電器的使用范圍。第60頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二1接線方案一相式接線適用于負(fù)荷平衡的三相線路，供測(cè)量電流或接過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置。兩相V形適用于中性點(diǎn)不接地的三相三線制線路。供測(cè)量三相電流和電能，并可接過(guò)電流保護(hù)裝置。4.6.2電流互感器第61頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二兩相電流差接線適用于中性點(diǎn)不接地的三相三線制線路。供接過(guò)電流保護(hù)裝置之用。三相Y形接線適用于三相四線制及中性點(diǎn)直接接地的三相三線制線路，供測(cè)量及保護(hù)用。第62頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第63頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2類型按一次繞組分單匝式、多匝式。按用途分測(cè)量用：準(zhǔn)確度0.1,0.2,0.5,1,3,5。保護(hù)用：3P，5P，10P。按電壓分高壓：多制成兩個(gè)鐵芯、二個(gè)二次繞組，分別接儀表、繼電器。第64頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，