《供配电系统及其电气设备第十四章电器的原理与选择.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供配电系统及其电气设备第十四章电器的原理与选择.pptx（39页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、供配电系统供配电系统(xtng)及其及其电气设备电气设备第第14章章 电器的原理电器的原理(yunl)与选择与选择第一页，共39页。14.1 电器设备选择的一般(ybn)条件n正确地选择设备是使电气主接线和配电正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。装置达到安全、经济运行的重要条件。n电气设备要能可靠电气设备要能可靠(kko)地工作，必须地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验其动稳定和热稳定。态来校验其动稳定和热稳定。第二页，共39页。n导体和电器所在电网的运行电压因调压或负荷(fh)的变化，常高于电网的额定电压，故
2、所选电器和电缆允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压，即：14.1.1 按正常工作条件进行选择按正常工作条件进行选择(xunz)导体和电器导体和电器第三页，共39页。额额定定电压电压和和额额定最高工作定最高工作电压电压UeUeUe，在在选择设备时选择设备时，一般，一般(ybn)可按照可按照电电器器和和电缆电缆的的额额定定电压电压，不低于装置地点，不低于装置地点电电网网额额定定电压电压的条件的条件选择选择，即：，即：第四页，共39页。额额定定电电流流导导体和体和电电器的器的额额定定电电流是指在流是指在额额定周定周围围(zhuwi)环环境温度下，境温度下，导导体和体和电电器的器的长长期允期
3、允许电许电流（或流（或额额定定电电流）流）应应不小于不小于该该回路的最回路的最大持大持续续工作工作电电流，即：流，即：第五页，共39页。额额定定电电流流发电发电机、机、调调相机和相机和变压变压器在器在电压电压降低降低5%时时,母母联联断路器回路一般断路器回路一般(ybn)可取母可取母线线上上最大一台最大一台发电发电机或机或变压变压器的器的 ；母母线线分段分段电电抗器的抗器的 应为应为母母线线上最大上最大一一 台台发电发电机跳机跳闸时闸时,保保证该证该段母段母线负线负荷所荷所需的需的电电流流;出出线线回路的回路的 除考除考虑线虑线路正常路正常负负荷荷电电流流(包括包括线线路路损损耗耗)外外,还应
4、还应考考虑虑事故事故时时由由其他回路其他回路转转移移过过来的来的负负荷。荷。第六页，共39页。按当地按当地环环境条件校核境条件校核在在选择电选择电器器时时，还应还应考考虑电虑电器安装地点的器安装地点的环环境条件，当气温、境条件，当气温、风风速、湿度、速、湿度、污秽污秽等等级级、海拔高度、地震海拔高度、地震强强度和覆厚度等度和覆厚度等环环境条件超境条件超过过 一般一般电电器使用条件器使用条件时时，应应向制造部向制造部门门(bmn)提出要求或采取相提出要求或采取相应应的措施。的措施。当当环环境温度和境温度和导导体体(或或电电器器)额额定定环环境温度不境温度不等等时时，其，其长长期允期允许电许电流流
5、 可按下式修正：可按下式修正：第七页，共39页。n短路短路(dunl)时时的的热稳热稳定：定：n对对于于电电器短路器短路(dunl)时时的的热稳热稳定，是指定，是指电电器在短路器在短路(dunl)电电流作用下的最高温度不流作用下的最高温度不超超过电过电器在短器在短时发热时发热条件下的允条件下的允许许最高温度最高温度。亦即。亦即电电器在短路器在短路(dunl)作用作用时间时间内，短内，短路路(dunl)电电流的流的热热效效应应，应应不大于不大于电电器通器通建短路建短路(dunl)电电流流时时的允的允许热许热效效应应，即：，即：n如果如果电电器制造厂在器制造厂在设备设备技技术术数据中提供了数据中提
6、供了电电器在器在t内允内允许许的的热稳热稳定定电电流流It，则电则电器的短器的短时热稳时热稳定条件是：定条件是：14.1.2 按短路情况按短路情况(qngkung)校验校验第八页，共39页。短路短路热稳热稳定校定校验验短路短路电电流通流通过过(tnggu)时时,导导体和体和电电器各器各部件温度部件温度(或或发热发热效效应应)应应不超不超过过允允许值许值,即即满满足足热稳热稳定的条件定的条件为为：14.1.2 按短路情况按短路情况(qngkung)校验校验第九页，共39页。n短路电流所产生的巨大电动力，对于电器短路电流所产生的巨大电动力，对于电器或配电装置具有很大的危害性。如：或配电装置具有很大
7、的危害性。如：n电器的载流部分可能因为电动力而振动，电器的载流部分可能因为电动力而振动，或者因电动力所产生的应力大于其材料允或者因电动力所产生的应力大于其材料允许许(ynx)应力而变形，甚至使绝缘部件应力而变形，甚至使绝缘部件或载流部件损坏。或载流部件损坏。n电气设备的电磁绕组，受到巨大的电动电气设备的电磁绕组，受到巨大的电动力作用，可能使绕组变形或损坏。力作用，可能使绕组变形或损坏。电动电动力力(dngl)稳稳定校定校验验第十页，共39页。电动电动力力稳稳定校定校验验电动电动力力稳稳定是定是导导体体(dot)和和电电器承受短路器承受短路电电流机械效流机械效应应的能力，亦称的能力，亦称动稳动稳
8、定。定。满满足足动稳动稳定的条件定的条件为为：第十一页，共39页。可不可不(k b)校校验热稳验热稳定或定或动稳动稳定的情况：定的情况：(1)用熔断器保用熔断器保护护的的电电器器,其其热稳热稳定由熔断定由熔断时间时间保保证证,故可不故可不(k b)验验算算热稳热稳定。定。(2)采用有限采用有限电电阻的熔断器保阻的熔断器保护护的的设备设备可可不不(k b)验验算算动稳动稳定定;电缆电缆因足因足够够的的强强度度,亦亦可不可不(k b)验验算算动稳动稳定。定。(3)装装设设在在电压电压互感器回路中的裸互感器回路中的裸导导体和体和电电器可不器可不(k b)验验算算动动、热稳热稳定定 第十二页，共39页
9、。短路短路电电流流计计算条件：算条件：为为使所使所选导选导体和体和电电器具有足器具有足够够的可靠性、的可靠性、经经济济性和合理性，并在一定性和合理性，并在一定时时期内适期内适应应系系统发统发展需要展需要(xyo),作作验验算的短路算的短路电电流流应应按下列条按下列条件确定。件确定。(1)容量和接容量和接线线：按本工程：按本工程设计设计最最终终容量容量计计算，算，并考并考虑电虑电力系力系统远统远景景发发展展规规划；其接划；其接线应线应采采用可能用可能发发生最大短路生最大短路电电流的正常接流的正常接线线方式方式(2)短路种短路种类类：一般按三相短路：一般按三相短路验验算，若其他算，若其他种种类类短
10、路短路较较三相短路三相短路严严重重时时，则应则应按最按最严严重重情况情况验验算。算。(3)计计算短路点：算短路点：选择选择通通过导过导体和体和电电器的短路器的短路电电流是最大的那些点流是最大的那些点为为短路短路计计算点。算点。第十三页，共39页。第十四页，共39页。短路短路计计算算时间时间：校校验验短路短路热稳热稳定和开断定和开断电电流流时时，还还必必须须合合理地确定短路理地确定短路计计算算时间时间。验验算算热稳热稳定的短定的短路路计计算算时间为继电时间为继电保保护动护动作作时间时间和相和相应应(xingyng)断路器的全开断断路器的全开断计时间计时间之和，之和，即：即：开断开断电电器器应应能
11、在最能在最严严重的情况下开断短路重的情况下开断短路电电流，故流，故电电器的开断器的开断计计算算时间应为时间应为主保主保护护时间时间 和断路器固有分和断路器固有分闸时间闸时间之和：之和：第十五页，共39页。n高压断路器、隔离高压断路器、隔离(gl)开关及高压熔断器开关及高压熔断器可按照下表各项进行选择和校验。可按照下表各项进行选择和校验。高压开关电器(dinq)的选择第十六页，共39页。高高压压断路器种断路器种类类和型式的和型式的选择选择:高高压压断路器断路器应应根据断路器安装地点、根据断路器安装地点、环环境境和使用技和使用技术术(jsh)条件等要求条件等要求选择选择其种其种类类和型式。目前，广
12、泛采用真空断路器和和型式。目前，广泛采用真空断路器和SF6断路器。断路器。按开断按开断电电流流选择选择高高压压断路器的断路器的额额定开断定开断电电流流应满应满足：足：当断路器的当断路器的额额定开断定开断电电流流较较系系统统的短路的短路电电流大很多流大很多时时，为简为简化化计计算，也可用次算，也可用次暂态暂态电电流流进进行行选择选择，即，即14.2 高压高压(goy)断路器选择断路器选择第十七页，共39页。n对对于中、慢速断路器，由于开断于中、慢速断路器，由于开断时间长时间长，可用，可用上述公式上述公式计计算，算，对对于使用快速保于使用快速保护护和高速断路和高速断路器者，其开断器者，其开断时间时
13、间小于小于0.1s，当在，当在电电源附近短源附近短路路时时，短路，短路电电流流(dinli)的非周期分量可能超的非周期分量可能超过过周期分量的周期分量的20%，因此其开断短路，因此其开断短路电电流流(dinli)应计应计及非周期分量的影响。短路全及非周期分量的影响。短路全电电流流(dinli)应应按下式按下式计计算：算：第十八页，共39页。短路关合短路关合电电流的流的选择选择为为了保了保证证断路器在关合短路断路器在关合短路时时的安全，断的安全，断路器的路器的额额定定(dng)关合关合电电流不流不应应小于短路小于短路电电流最大冲流最大冲击值击值，即：，即：一般断路器一般断路器额额定定(dng)电
14、电关合关合电电流不会大流不会大于于额额定定(dng)动稳动稳定定电电流流，因此，因此 ，则则 。高高压压断路器的操断路器的操动动机构，大多数是由制造机构，大多数是由制造厂配套供厂配套供应应，仅仅部分断路器有部分断路器有电电磁式、磁式、弹弹簧簧识识或液或液压压等几种型式的操等几种型式的操动动机构可供机构可供选选择择。第十九页，共39页。短路短路热稳热稳定校定校验验(xio yn)短路短路电电流通流通过时过时,导导体和体和电电器各部件温度器各部件温度(或或发热发热效效应应)应应不超不超过过允允许值许值,即即满满足足热稳热稳定的条件定的条件为为：第二十页，共39页。电动电动力力稳稳定校定校验验电动电
15、动力力稳稳定是定是导导体和体和电电器承受短路器承受短路电电流机械流机械效效应应(xioyng)的能力，亦称的能力，亦称动稳动稳定。定。满满足足动动稳稳定的条件定的条件为为：第二十一页，共39页。n隔离开关的选择和校验条件如下表所示。隔离开关的选择和校验条件如下表所示。n屋外隔离开关的型式较多，它对配电装置的布屋外隔离开关的型式较多，它对配电装置的布置和占地面积等有很大影响，因此，其型式应置和占地面积等有很大影响，因此，其型式应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合技术进行综合技术(jsh)经济比较确定。经济比较确定。14.3 隔离隔离(gl)开
16、关的选择开关的选择第二十二页，共39页。n种类和型式的选择：种类和型式的选择：n根据配电装置特点和使用根据配电装置特点和使用(shyng)要求以及要求以及技术经济条件来确定。技术经济条件来确定。n额定电压选择：额定电压选择：n额定电流选择：额定电流选择：n热稳定校验：热稳定校验：n动稳定校验：动稳定校验：14.3 隔离隔离(gl)开关的选择开关的选择第二十三页，共39页。1、准确级、准确级不得低于所供测量仪表不得低于所供测量仪表(ybio)的准确级。的准确级。2、额定容量、额定容量 14.4 互感器的选择(xunz)14.4.1 电流电流(dinli)互感器的选择互感器的选择第二十四页，共39
17、页。3、热稳定校验：、热稳定校验：4、动稳定校验：、动稳定校验：内部内部(nib)动稳定：动稳定：外部动稳定：外部动稳定：14.4.1 电流电流(dinli)互感器的选择互感器的选择第二十五页，共39页。1、按一次回路、按一次回路(hul)电压选择：电压选择：2、按二次回路、按二次回路(hul)电压选择：电压选择：14.4.2 电压电压(diny)互感器的选择互感器的选择第二十六页，共39页。3、种、种类类和和类类型型选择选择(xunz)：在在635kV屋内配屋内配电电装置中，一般采用油浸装置中，一般采用油浸式或式或浇浇注式；注式；110220kV配配电电装置一般采用串装置一般采用串级级式式电
18、电磁磁式式电压电压互感器；互感器；220kV及以上配及以上配电电装置，当容量和准确装置，当容量和准确级级满满足要求足要求时时，一般采用，一般采用电电容式容式电压电压互感互感器。器。4、容量、容量选择选择(xunz)：14.4.2 电压电压(diny)互感器的选择互感器的选择第二十七页，共39页。按按额额定定电压选择电压选择对对于一般的高于一般的高压压熔断器，其熔断器，其额额定定电压电压必必须须大于或等于大于或等于电电网的网的额额定定电压电压。对对于充填石英砂有限流作用的熔断器，于充填石英砂有限流作用的熔断器，则则只能用在等于其只能用在等于其额额定定电压电压的的电电网中因网中因为这为这种种类类型
19、的熔断器能在型的熔断器能在电电流达到最大流达到最大值值之前就将之前就将电电流截断流截断(ji dun)，致使熔，致使熔断器熔断断器熔断时产时产生生过电压过电压。14.5 高压高压(goy)熔断器选择熔断器选择第二十八页，共39页。按按额额定定电电流流选择选择熔断器的熔断器的额额定定电电流，包括熔断器熔管的流，包括熔断器熔管的额额定定电电流和熔体的流和熔体的额额定定电电流的流的选择选择。(1)熔管熔管额额定定电电流的流的选择选择。为为了保了保证证熔断器熔断器壳体不致壳体不致(bzh)损损坏，高坏，高压压熔断器的熔管熔断器的熔管的的额额定定电电流，流，应应大于或等于熔体的大于或等于熔体的额额定定电
20、电流：流：14.5 高压高压(goy)熔断器选择熔断器选择第二十九页，共39页。(2)熔体熔体额额定定电电流的流的选择选择。为为了防止熔体在通了防止熔体在通过过变压变压器励磁器励磁(l c)涌流和保涌流和保护护范范围围以外的短路及以外的短路及电电机自起机自起动动等冲等冲击电击电流流时误动时误动作，保作，保护护35kV以以下下电电力力变压变压器的高器的高压压熔断器，其熔体的熔断器，其熔体的额额定定电电流可按下式流可按下式选择选择：用于保用于保护电护电力力电电容器的高容器的高压压熔断器的熔体，当系熔断器的熔体，当系统电压统电压升高或波形畸升高或波形畸变变引起回路引起回路电电流增大或运流增大或运行行
21、过过程中程中产产生涌流生涌流时时不不应误应误熔断，其熔体按下熔断，其熔体按下式式选择选择：第三十页，共39页。熔断器开断熔断器开断电电流校流校验验(xio yn)对对于没有限流作用的熔断器，于没有限流作用的熔断器，选择时选择时用用冲冲击电击电流的有效流的有效值进值进行校行校验验(xio yn)；对对于有限流作用的熔断器，在于有限流作用的熔断器，在电电流最大流最大值值之前已截断，故不之前已截断，故不计计非周期分量影响，非周期分量影响，而采用而采用 进进行校行校验验(xio yn)。熔断器熔断器选择选择性校性校验验(xio yn)为为了保了保证证前后两前后两级级熔断器之熔断器之间间或熔断器或熔断器
22、与与电电源（或源（或负负荷）保荷）保护护之之间动间动作的作的选择选择性，性，应进应进行熔体行熔体选择选择性校性校验验(xio yn)。对对于保于保护电压护电压互感器用的高互感器用的高压压熔断器，熔断器，只需按只需按额额定定电压电压及断流容量两及断流容量两项项来来选择选择。第三十一页，共39页。n敞露母线：n导体材料、类型(lixng)和敷设方式；导体截面；电晕；热稳定；动稳定；共振频率n电缆：n额定电压；导体材料、类型(lixng)和敷设方式；导体截面；热稳定；允许电压降 14.6 母线、电缆(dinln)和绝缘子的选择14.6.1 敞露母线及电缆敞露母线及电缆(dinln)的选的选择择第三十
23、二页，共39页。母线及电缆母线及电缆(dinln)截面选择：截面选择：（1）按导体长期发热）按导体长期发热(f r)允许电流选择。允许电流选择。导体所在电路中最大持续工作电流应不大导体所在电路中最大持续工作电流应不大于导体长期发热于导体长期发热(f r)的允许电流。的允许电流。（2）按经济电流密度选择。）按经济电流密度选择。按经济电流密度选择导体截面可使年计算按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低。费用最低。第三十三页，共39页。第三十四页，共39页。n裸母线的临界电压应大于其最高工作电压：n对于330500kV超高压配电装置，电晕是选择导线的控制条件，要求在1.1倍最高运行的相电压下，
24、晴天夜间不发生可见电晕。选择时应综合(zngh)考虑导体直径、分裂间距和相间距离等条件，经技术经济比较，确定最佳方案。电晕电压电晕电压(diny)校验：校验：第三十五页，共39页。n按热稳定(wndng)决定的导体最小截面为：热稳定热稳定(wndng)校验：校验：第三十六页，共39页。n母线(mxin)应力应不超过母线(mxin)材料允许应力：硬母线动稳定硬母线动稳定(wndng)校验：校验：第三十七页，共39页。n按电器选择一般条件的方法(fngf)来进行选择和校验。14.6.2 封闭封闭(fngb)母线的选择母线的选择9.5.3 支柱绝缘子和穿墙支柱绝缘子和穿墙(chun qin)套套管的选择管的选择第三十八页，共39页。第三十九页，共39页。