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1、第六章 导体和电气设备的原理与选择,6.1 电气设备选择的一般条件,引言,尽管电力系统中各种设备的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的保证电气设备的可靠工作。 电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。,一、按正常工作条件选择电气设备,设计时：UNUSN。 电气设备的最高允许工作电压Ualm不低于电网最高运行电压Usm ，Ualm Usm 。 电气设备最高允许电压Ualm为设备额定电压的1.11.15倍。Ualm=(1.11.15) UN 对于电网，由于电力系统采用各种调压手段，一般Usm 为电网额定电压US
2、N的1.1倍。 裸导体承受电压的能力由绝缘子及安全净距保证，无额定电压选择问题。,1. 额定电压,设备额定电压,电网额定电压,一、按正常工作条件选择电气设备,设计时：INImax。 IN是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。 Imax 为电气设备所在回路的最大持续工作电流。不同回路的计算方法不同，如： 发电机、调相机和变压器回路， Imax =1.05IGN； 母联断路器回路的 Imax 一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Imax ； 母线分段电抗器的 Imax 应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的50%80%。,2. 额定电流,一
3、、按正常工作条件选择电气设备,当电气设备安装地点的环境条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超过一般电气设备规定的使用条件时，应采取措施。,3. 环境条件对设备选择的影响,一、按正常工作条件选择电气设备,一般非高原型的电气设备使用环境的海拔高度不超过1000m。 当地区海拔超过制造厂家的规定值时，由于大气压力、空气密度和湿度相应减少，使空气间隙和外绝缘的放电特性下降，则电气设备的最高允许工作电压应修正。 当最高允许工作电压不能满足要求时，应采用高原型电气设备，或采用外绝缘提高一级的产品。,3. 环境条件对设备选择的影响,(1) 海拔高度的影响,一、按正常工作条件选择电气设备
4、,电气设备的额定电流是指在基准环境温度下，能允许长期通过的最大工作电流。此时电气设备的长期发热温升不超过其允许温度。 在实际运行中，周围环境温度直接影响电气设备的发热温度，所以当环境温度不等于电气设备的基准环境温度时，其额定电流必须进行修正。 我国生产的电气设备一般使用的额定环境温度为+40。,3. 环境条件对设备选择的影响,(2) 环境温度的影响,一、按正常工作条件选择电气设备,根据电气设备的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电器进行种类（屋内或屋外）和型式（防污型、防爆型、湿热型等）的选择。,4. 其它选择,二、按短路状态校验,1. 短路热稳定校验,含义：短路电流通过时，电气设备各部
5、件温度（或发热效应）应不超过允许值。 条件：,短路电流产生的热效应,It、t 电气设备允许通过的热稳定电流和时间,二、按短路状态校验,含义：电气设备承受短路电流机械效应的能力。 条件：iesish 或 IesIsh 式中 ish、Ish短路冲击电流幅值及其有效值； ies、Ies电气设备允许通过的动稳定电流幅值及其有效值。,2. 电动力稳定校验动稳定校验,二、按短路状态校验,用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，可不校验热稳定。 支柱绝缘子不流过电流，不校验热稳定。 用限流熔断器保护的设备可不校验动稳定。 电缆有足够的强度可不校验动稳定。 电压互感器及装设在其回路中的裸导体和电器，不校验
6、动稳定和热稳定。,3. 不校验动稳定和热稳定的情况,二、按短路状态校验,容量： 按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划。 接线： 采用可能发生最大短路电流的正常接线方式。 短路种类： 一般按三相短路验算，若其他种类短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况验算。,4. 短路电流计算条件,二、按短路状态校验,用正序增广网络（正序等效定则）计算故障电流,各种短路时的Z和M的值,二、按短路状态校验,计算短路点：,4. 短路电流计算条件,二、按短路状态校验,计算短路点： 同一电压等级各短路点的短路电流值均相等，但通过各支路的短路电流将随着短路点的位置不同而不同。 在校验电气设备和载流导体时
7、，必须确定电气设备和载流导体处于最严重的短路点，使通过的短路电流校验值为最大。,4. 短路电流计算条件,二、按短路状态校验,短路电流热效应计算时间：,5. 短路计算时间,断路器固有分闸时间：户内少油断路器为0.050.15s；户外少油断路器为0.040.07s；真空断路器为0.050.06s；SF6和压缩空气断路器约为0.030.04s。 燃弧时间：少油断路器约为0.04s0.06s， SF6和压缩空气断路器约为0.020.04s。,燃弧时间,继电保护动作时间 （后备保护）,断路器全开断时间,断路器固有分闸时间,二、按短路状态校验,5. 短路计算时间,开断电流计算时间：,继电保护动作时间 （主保护）,断路器固有分闸时间,对于无延时保护，tpr1为保护启动和执行机构时间之和，传统的电磁式保护装置一般为0.050.06s，微机保护装置一般为0.0160.03s。,