高低压电气设备的选择 (2).ppt
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1、电气设备的选择1电气设备的选择1 1 电气设备选择的一般原则电气设备选择的一般原则2 2 高压开关设备的选择高压开关设备的选择3 3 低压开关电器选择低压开关电器选择4 4 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择5 5 互感器的选择互感器的选择2 按按正正常常工工作作条条件件下下选选择择额额定定电电流流、额额定定电电压压及及型型号号等等,按按短短路路情情况况下下校校验验开关的开断能力、短路热稳定和动稳定。开关的开断能力、短路热稳定和动稳定。电气设备选择的一般原则3电气设备选择的一般原则1.1 1.1 按正常工作条件选择电气设备按正常工作条件选择电气设备 1 1电气设备的额
2、定电压电气设备的额定电压不电气设备的额定电压电气设备的额定电压不得低于所接电网的最高运行电压。得低于所接电网的最高运行电压。2 2电气设备的额定电流电气设备的额定电流不电气设备的额定电流电气设备的额定电流不小于该回路的最大持续工作电流或计算电流。小于该回路的最大持续工作电流或计算电流。3.3.选择电气设备时还应考虑设备的安装地点、环选择电气设备时还应考虑设备的安装地点、环境及工作条件,合理地选择设备的类型,如户内境及工作条件,合理地选择设备的类型,如户内户外、海拔高度、环境温度及防尘、防腐、防爆户外、海拔高度、环境温度及防尘、防腐、防爆等。等。41.2 1.2 1.2 1.2 按短路情况进行校
3、验按短路情况进行校验按短路情况进行校验按短路情况进行校验1 1短路热稳定校验短路热稳定校验 当系统发生短路,有短路电流通过电气设备时,导当系统发生短路,有短路电流通过电气设备时,导体和电器各部件温度体和电器各部件温度(或热量或热量)不应超过允许值,即满足不应超过允许值,即满足热稳定的条件热稳定的条件 式中:式中:I I 短路电流的稳态值;短路电流的稳态值;t timaima短路电流的假想时间;短路电流的假想时间;I It t 设备在设备在t t秒内允许通过的短时热稳定电流;秒内允许通过的短时热稳定电流;t t 设备的热稳定时间。设备的热稳定时间。电气设备选择的一般原则5电气设备选择的一般原则2
4、 2短路动稳定校验短路动稳定校验 当短路电流通过电气设备时,短路电流产当短路电流通过电气设备时,短路电流产生的电动力应不超过设备的允许应力,即满足生的电动力应不超过设备的允许应力,即满足动稳定的条件动稳定的条件 或或式中式中:i ishsh ,I Ishsh 短路电流的冲击值和冲击有短路电流的冲击值和冲击有效值效值;i imaxmax ,I I maxmax 设备允许的通过的极限电设备允许的通过的极限电流峰值和有效值。流峰值和有效值。6电气设备选择的一般原则3 3开关设备断流能力校验开关设备断流能力校验 对要求能开断短路电流的开关设备,如断路器、熔对要求能开断短路电流的开关设备,如断路器、熔断
5、器,其断流容量不小于安装处的最大三相短路容量,断器,其断流容量不小于安装处的最大三相短路容量,即即:或或 式中:式中:,三相最大短路电流与三相最大短路电流与最大短路容量;最大短路容量;,断路器的开断电流与断路器的开断电流与开断容量。开断容量。7电气设备选择的一般原则1.3 1.3 常用电气设备的选择及校验项目常用电气设备的选择及校验项目 供配电系统中的各种电气设备由于工作原理和特性不同,选择及校验的项目也有所不同,常用高低压设备选择校验项目如下:8电气设备选择的一般原则设备名称设备名称选选 择择 项项 目目校校 验验 项项 目目额定额定电压电压(kV)(kV)额定额定电流电流 (A)(A)装置
6、类型装置类型(户内户内/户户外外)准确准确度级度级 短路电流短路电流开断开断能力能力(kA)(kA)二次二次容量容量热稳定热稳定动稳定动稳定高压断路器高压断路器高压负荷开关高压负荷开关高压隔离开关高压隔离开关高压熔断器高压熔断器电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器母线母线电缆电缆支柱绝缘子支柱绝缘子穿墙套管穿墙套管9电气设备选择的一般原则设备名称设备名称额定电额定电压压(V)(V)额定电额定电流流(A)(A)短路电流短路电流开断能力开断能力(kA)(kA)热稳定热稳定动稳定动稳定低压断路器低压断路器()()低压负荷开关低压负荷开关()()低压刀开关低压刀开关()()低压熔断器低压熔断器返回
7、10高压开关设备的选择 高压断路器、负荷开关、隔离开关和熔断器的选择条件基本相同,除了按电压、电流、装置类型选择,校验热、动稳定性外,对高压断路器、负荷开关和熔断器还应校验其开断能力。11高压开关设备的选择2.1 2.1 高压断路器的选择高压断路器的选择1.断路器的种类和类型 高压断路器应根据设备安装的条件,环境高压断路器应根据设备安装的条件,环境等来选择断路器的类型和种类。常用的断路器等来选择断路器的类型和种类。常用的断路器类型主要有少油断路器、真空断路器、类型主要有少油断路器、真空断路器、SF6SF6断断路器,由于真空断路器、路器,由于真空断路器、SF6SF6断路器技术特性断路器技术特性比
8、较好,少油断路器已经逐渐被它们代替。比较好,少油断路器已经逐渐被它们代替。12高压开关设备的选择2.开断电流选择 高压断路器运行时应可以开断短路电流,高压断路器运行时应可以开断短路电流,所以断路器的额定开断电流应不小于短路电流所以断路器的额定开断电流应不小于短路电流周期分量的有效值,实际计算中我们一般根据周期分量的有效值,实际计算中我们一般根据次暂态电流来进行选择,即:次暂态电流来进行选择,即:或或 式中:式中:,短路电流与短路容量的次暂短路电流与短路容量的次暂态值;态值;,断路器的开断电流与开断容断路器的开断电流与开断容量。量。13高压开关设备的选择3.短路关合电流的选择 为了保证断路器在关
9、合短路时的安全,断路为了保证断路器在关合短路时的安全,断路器的额定关合电流需满足:器的额定关合电流需满足:式中:式中:断路器的额定关合电流(断路器的额定关合电流(kAkA)。)。14高压开关设备的选择2.2 2.2 高压隔离开关的选择高压隔离开关的选择例:试选择如图所示变压器例:试选择如图所示变压器 10.5kV10.5kV侧高压断路器侧高压断路器QFQF和高压隔离和高压隔离开关开关QSQS。已知图中已知图中K K点短路时点短路时I=II=I=4.8kA,=4.8kA,继电保护动作时继电保护动作时间间t tp p=1S=1S。拟采用快速开断的高压拟采用快速开断的高压断路器,其固有分闸的时间断路
10、器,其固有分闸的时间t ttrtr=0.1S,=0.1S,采用弹簧操作机构。采用弹簧操作机构。15高压开关设备的选择断路器及隔离开关的选择结果断路器及隔离开关的选择结果 计计 算算 数数 据据 ZNZN1212-10I-10I型断路器型断路器GNGN6 6-10-10型隔离开关型隔离开关工作电压工作电压 10kV10kV最大工作电流最大工作电流 439.9A439.9A短路电流短路电流 4.8kA4.8kA短路电流冲击电流短路电流冲击电流 12.24kA12.24kA热稳定性校验热稳定性校验 I I2 2t timarimar=4.8=4.82 21.11.1=25.34A=25.34A2 2
11、s s额定电压额定电压 U UN N=10kV=10kV额定电流额定电流 I IN N=630A=630A额定开断电流额定开断电流 I IOFFOFF=25 kA=25 kA极限过电流峰值极限过电流峰值i imaxmax=80kA=80kA热稳定值热稳定值 ItIt2 2t=25t=252 23 3=1875A=1875A2 2s sU UN N=10kV=10kVI IN N=630A=630A-i imaxmax=50kA=50kAItIt2 2t=14t=142 25=980A5=980A2 2s s16高压开关设备的选择2.3 2.3 高压熔断器的选择高压熔断器的选择1额定电压选择 对
12、于对于般的高压熔断器,其额定电压必须般的高压熔断器,其额定电压必须大于或等于电网的额定电压。对于充填石英砂大于或等于电网的额定电压。对于充填石英砂具有限流作用的熔断器,则只能用在等于其额具有限流作用的熔断器,则只能用在等于其额定电压的电网中,因为这种类型的熔断器能在定电压的电网中,因为这种类型的熔断器能在电流达最大值之前就将电流截断,致使熔断器电流达最大值之前就将电流截断,致使熔断器熔断时产生过电压。熔断时产生过电压。17高压开关设备的选择2熔断器熔体额定电流选择:熔断器额定电流应大于或等于所装熔体额定熔断器额定电流应大于或等于所装熔体额定电流,即电流,即 式中:式中:熔断器额定电流(熔断器额
13、定电流(A A);熔体额定电流(熔体额定电流(A A)。)。18高压开关设备的选择选择时还应必须满足以下几个条件:选择时还应必须满足以下几个条件:(1 1)正常工作时熔断器的熔体不应熔断,要求)正常工作时熔断器的熔体不应熔断,要求熔体额定电流大于或等于通过熔体的最大工作电熔体额定电流大于或等于通过熔体的最大工作电流。流。(2 2)在电动机启动时,熔断器的熔体在尖峰电)在电动机启动时,熔断器的熔体在尖峰电流的作用下不应熔断。流的作用下不应熔断。(3 3)对于)对于6 610kV10kV变压器,凡容量在变压器,凡容量在1000kVA1000kVA及以及以下者,可采用熔断器作为变压器的短路及过载保下
14、者,可采用熔断器作为变压器的短路及过载保护,其熔体额定电流可取为变压器一次侧额定电护,其熔体额定电流可取为变压器一次侧额定电流的流的1.41.42 2倍。倍。19高压开关设备的选择(4 4)低压网络中用熔断器作为保护时,为了保)低压网络中用熔断器作为保护时,为了保证熔断器保护动作的选择性,一般要求上级熔证熔断器保护动作的选择性,一般要求上级熔断器的熔体额定电流比下级熔断器的熔体额定断器的熔体额定电流比下级熔断器的熔体额定电流大两级以上。电流大两级以上。(5 5)应保证线路在过载或短路时,熔断器熔体应保证线路在过载或短路时,熔断器熔体未熔断前,导线或电缆不至于过热而损坏。未熔断前,导线或电缆不至
15、于过热而损坏。20高压开关设备的选择3 3熔断器极限熔断电流或极限熔断容量的校验熔断器极限熔断电流或极限熔断容量的校验(1 1)对有限流作用的熔断器,由于它们会在短路电)对有限流作用的熔断器,由于它们会在短路电流到达冲击值之前熔断,因此可按下式校验断流能流到达冲击值之前熔断,因此可按下式校验断流能力:力:或或 式中式中 :、熔断器极限熔断电流和容熔断器极限熔断电流和容量;量;、熔断器安装处三相短路次熔断器安装处三相短路次暂态有效值和短路容量;暂态有效值和短路容量;21高压开关设备的选择(2 2)对无限流作用的熔断器,由于它们会在短)对无限流作用的熔断器,由于它们会在短路电流到达冲击值之后时熔断
16、,因此可按下式校路电流到达冲击值之后时熔断,因此可按下式校验断流能力验断流能力 式中:式中:、熔断器安装处三相短熔断器安装处三相短路冲击电流有效值和短路容量;路冲击电流有效值和短路容量;22高压开关设备的选择(3 3)对有断流容量上、下限值的熔断器,)对有断流容量上、下限值的熔断器,其断流其断流容量的上限值按式容量的上限值按式(6.2.11)(6.2.11)进行校验;其断流容量进行校验;其断流容量的下限值,在小电流接地系统中按下式校验:的下限值,在小电流接地系统中按下式校验:或或 式中式中 :、熔断器的断流电熔断器的断流电流和容量的下限值;流和容量的下限值;、最小运行方式下最小运行方式下熔断器
17、所保护线路末端两相短路电流的有效值和容熔断器所保护线路末端两相短路电流的有效值和容量。量。23高压开关设备的选择4 4熔断器保护灵敏度的校验熔断器保护灵敏度的校验 为了保证熔断器在其保护范围内发生短路故为了保证熔断器在其保护范围内发生短路故障时能可靠地熔断,因此要求满足:障时能可靠地熔断,因此要求满足:(4(47)7)式中:式中:熔断器保护范围末端短路故熔断器保护范围末端短路故障时流过熔断器最小短路电流。障时流过熔断器最小短路电流。返回24低压开关电器选择3.1 3.1 低压断路器的选择低压断路器的选择1.低压断路器的种类和类型按用途常分为:按用途常分为:配电用断路器;配电用断路器;电动机保护
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