供配电技术电气设备的选择.pptx
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1、第6章 电气设备的选择(xunz)湖南城建职业湖南城建职业(zhy)(zhy)技术学院设备工程系技术学院设备工程系供配电技术(jsh)第一页,共53页。第6章 电气设备的选择(xunz)6.1 6.1 电气设备选择的一般原则电气设备选择的一般原则6.2 6.2 高压开关设备的选择高压开关设备的选择6.3 6.3 低压低压(dy)(dy)开关电器选择开关电器选择6.4 6.4 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6.5 6.5 互感器的选择互感器的选择第二页,共53页。按按正正常常工工作作条条件件下下选选择择额额定定(dng)电电流流、额额定定(dng)电电压压及及型型号
2、号等等,按按短短路路情情况况下下校校验验开开关关的的开开断断能能力力、短短路路热热稳定和动稳定。稳定和动稳定。6.1 电气设备选择(xunz)的一般原则第三页,共53页。6.1 电气设备选择(xunz)的一般原则6.1.1 6.1.1 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电气设备的额定电压电气设备的额定电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。压不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流不小于该回路的最大持续工作电流或计算电流。算电流。3.3
3、.选择电气设备时还应考虑设备的安装地选择电气设备时还应考虑设备的安装地点点(ddin)(ddin)、环境及工作条件,合理地选、环境及工作条件,合理地选择设备的类型,如户内户外、海拔高度、择设备的类型,如户内户外、海拔高度、环境温度及防尘、防腐、防爆等。环境温度及防尘、防腐、防爆等。第四页,共53页。6.1.2 6.1.2 按短路情况进行校验按短路情况进行校验1 1短路热稳定短路热稳定(wndng)(wndng)校验校验 当系统发生短路,有短路电流通过电气设备当系统发生短路,有短路电流通过电气设备时,导体和电器各部件温度时,导体和电器各部件温度(或热量或热量)不应超过允不应超过允许值,即满足热稳
4、定许值,即满足热稳定(wndng)(wndng)的条件的条件 式中:式中:I I 短路电流的稳态值;短路电流的稳态值;tima tima短路电流的假想时间;短路电流的假想时间;It It 设备在设备在t t秒内允许通过的短时热稳定秒内允许通过的短时热稳定(wndng)(wndng)电流;电流;t t 设备的热稳定设备的热稳定(wndng)(wndng)时间。时间。6.1 电气设备选择的一般(ybn)原则第五页,共53页。6.1 电气设备选择(xunz)的一般原则2 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
5、应力,即满足产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(tiojin)(tiojin)或或式中:式中:ish ish,Ish Ish 短路电流的冲击值和冲短路电流的冲击值和冲击有效值击有效值;imax imax,I max I max 设备允许的通过设备允许的通过的极限电流峰值和有效值。的极限电流峰值和有效值。第六页,共53页。6.1 电气设备选择(xunz)的一般原则3开关设备断流(dun li)能力校验 对要求能开断短路电流的开关设备,如断路器、熔断器,其断流(dun li)容量不小于安装处的最大三相短路容量,即:或 式中:,三相最大短路电流与最大短路容量;,断路器
6、的开断电流与开断容量。第七页,共53页。6.1 电气设备选择(xunz)的一般原则6.1.3 6.1.3 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供配电系统中的各种电气设备由于工作原理和特性不同于工作原理和特性不同(b tn)(b tn),选择,选择及校验的项目也有所不同及校验的项目也有所不同(b tn)(b tn),常,常用高低压设备选择校验项目如下:用高低压设备选择校验项目如下:第八页,共53页。6.1 电气设备选择的一般(ybn)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(
7、A)(A)装置类型装置类型(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第九页,共53页。6.1 电气设备选择(xunz)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
8、压刀开关低压刀开关()()低压熔断器低压熔断器返回(fnhu)第十页,共53页。6.2 高压(goy)开关设备的选择高压断路器、负荷开关(kigun)、隔离开关(kigun)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(kigun)和熔断器还应校验其开断能力。第十一页,共53页。6.2 高压(goy)开关设备的选择6.2.1 6.2.1 高压断路器的选择高压断路器的选择1.1.断路器的种类和类型断路器的种类和类型 高压断路器应根据设备安装的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条件,环境等来选择断路器的类型和种类。
9、常用的断路器类型主要有少油断路类。常用的断路器类型主要有少油断路器、真空器、真空(zhnkng)(zhnkng)断路器、断路器、SF6SF6断路器,断路器,由于真空由于真空(zhnkng)(zhnkng)断路器、断路器、SF6SF6断路器断路器技术特性比较好,少油断路器已经逐渐技术特性比较好,少油断路器已经逐渐被它们代替。被它们代替。第十二页,共53页。6.2 高压(goy)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(ky)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:或 式中:,短路电流与短路容量的次暂态值
10、;,断路器的开断电流与开断容量。第十三页,共53页。6.2 高压(goy)开关设备的选择3.短路关合电流的选择(xunz)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:式中:断路器的额定关合电流(kA)。第十四页,共53页。6.2 高压(goy)开关设备的选择6.2.2 6.2.2 高压隔离开关的选择高压隔离开关的选择例例 试选择如图所示变压器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和高压隔和高压隔离开关离开关QSQS。已知图中。已知图中K K点短路时点短路时I=I=4.8kA,I=I=4.8kA,继电保护继电保护(j(j din bo h
11、)din bo h)动作时间动作时间tp=1Stp=1S。拟采用快速开断的高压断路器,拟采用快速开断的高压断路器,其固有分闸的时间其固有分闸的时间ttr=0.1S,ttr=0.1S,采采用弹簧操作机构。用弹簧操作机构。第十五页,共53页。6.2 高压(goy)开关设备的选择断路器及隔离开关的选择(xunz)结果 计计 算算 数数 据据 ZN ZN1212-10I-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 12.24
12、kA12.24kA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 2s 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=252 233=1875A=1875A2 2s sU UN N=10kV=10kVI IN N=630A=630A-i imaxmax=50kA=50kAItIt2 2t
13、=14t=142 25=980A5=980A2 2s s第十六页,共53页。6.2 高压(goy)开关设备的选择6.2.3 6.2.3 高压熔断器的选择高压熔断器的选择1 1额定电压选择额定电压选择 对于对于般的高压熔断器,其额般的高压熔断器,其额定电压必须大于或等于电网的额定电压。定电压必须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,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定电压的电网中,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电流达最大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,致使值之前就将电流截断,致使(zhsh)(zhsh)
14、熔熔断器熔断时产生过电压。断器熔断时产生过电压。第十七页,共53页。6.2 高压(goy)开关设备的选择2熔断器熔体额定电流选择(xunz):熔断器额定电流应大于或等于所装熔体额定电流,即 式中:熔断器额定电流(A);熔体额定电流(A)。第十八页,共53页。6.2 高压(goy)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,要求熔体额)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定电流大于或等于(dngy)(dngy)通过熔体的最大工作电流。通过熔体的最大工作电流。(2 2)在电动机启动时,熔断器的熔体在尖
15、峰电流的作)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。用下不应熔断。(3 3)对于)对于610kV610kV变压器,凡容量在变压器,凡容量在1000kVA1000kVA及以下者,及以下者,可采用熔断器作为变压器的短路及过载保护,其熔体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流的额定电流可取为变压器一次侧额定电流的1.41.42 2倍。倍。第十九页,共53页。6.2 高压(goy)开关设备的选择(4 4)低压网络中用熔断器作为保护时,为了保证熔断)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,一般要求器保护动作的选择性,一般要求
16、(yoqi)(yoqi)上级熔断上级熔断器的熔体额定电流比下级熔断器的熔体额定电流大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。两级以上。(5 5)应保证线路在过载或短路时,熔断器熔体未熔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。断前,导线或电缆不至于过热而损坏。第二十页,共53页。6.2 高压(goy)开关设备的选择3熔断器极限熔断电流或极限熔断容量的校验(1)对有限流作用的熔断器,由于它们(t men)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力:或 式中:、熔断器极限熔断电流和容量;、熔断器安装处三相短路次暂态有效值和短路容量;第二十
17、一页,共53页。6.2 高压(goy)开关设备的选择(2)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,因此(ync)可按下式校验断流能力 式中:、熔断器安装处三相短路冲击电流有效值和短路容量;第二十二页,共53页。6.2 高压(goy)开关设备的选择(3 3)对有断流)对有断流(dunli)(dunli)容量上、下限值的熔断器,容量上、下限值的熔断器,其断其断流流(dunli)(dunli)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;其断流进行校验;其断流(dunli)(dunli)容量的下限值,在小电流接地系统中按下式校验:容量的下限值,在小
18、电流接地系统中按下式校验:或或式中式中:、熔断器的断流熔断器的断流(dunli)(dunli)电流和容量电流和容量的下限值;的下限值;、最小运行方式下熔断器所保护线路末最小运行方式下熔断器所保护线路末端两相短路电流的有效值和容量。端两相短路电流的有效值和容量。第二十三页,共53页。6.2 高压(goy)开关设备的选择4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障(gzhng)时能可靠地熔断,因此要求满足:(47)式中:熔断器保护范围末端短路故障(gzhng)时流过熔断器最小短路电流。返回(fnhu)第二十四页,共53页。6.3 低压(dy)开关电器选择6.3.1 6.3.1
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