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1、第六章導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇§6.1電氣設(shè)備選擇的一般條件引言盡管電力系統(tǒng)中各種設(shè)備的作用和工作條件并不一樣,具體選擇方法也不完全相同,但對它們的基本要求卻是一致的——保證電氣設(shè)備的可靠工作。電氣設(shè)備要能可靠地工作,必須按正常工作條件進行選擇,并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備設(shè)計時:UN≥USN。電氣設(shè)備的最高允許工作電壓Ualm不低于電網(wǎng)最高運行電壓Usm,Ualm≥Usm。電氣設(shè)備最高允許電壓Ualm為設(shè)備額定電壓的1.1~1.15倍。Ualm=(1.1~1.
2、15)UN對于電網(wǎng),由于電力系統(tǒng)采用各種調(diào)壓手段,一般Usm為電網(wǎng)額定電壓USN的1.1倍。裸導(dǎo)體承受電壓的能力由絕緣子及安全凈距保證,無額定電壓選擇問題。1.額定電壓設(shè)備額定電壓電網(wǎng)額定電壓一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備設(shè)計時:IN≥Imax。IN是指在額定環(huán)境溫度下,電氣設(shè)備的長期允許電流。Imax為電氣設(shè)備所在回路的最大持續(xù)工作電流。不同回路的計算方法不同,如:發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器回路,Imax=1.05IGN;母聯(lián)斷路器回路的Imax一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的Imax;母線分段
3、電抗器的Imax應(yīng)為母線上最大一臺發(fā)電機跳閘時,保證該段母線負(fù)荷所需的電流,或最大一臺發(fā)電機額定電流的50%~80%。2.額定電流一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點的環(huán)境條件如溫度、風(fēng)速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超過一般電氣設(shè)備規(guī)定的使用條件時,應(yīng)采取措施。3.環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備一般非高原型的電氣設(shè)備使用環(huán)境的海拔高度不超過1000m。當(dāng)?shù)貐^(qū)海拔超過制造廠家的規(guī)定值時,由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應(yīng)減少,使空氣間隙和外絕緣的放電特性
4、下降,則電氣設(shè)備的最高允許工作電壓應(yīng)修正。當(dāng)最高允許工作電壓不能滿足要求時,應(yīng)采用高原型電氣設(shè)備,或采用外絕緣提高一級的產(chǎn)品。3.環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響(1)海拔高度的影響一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備電氣設(shè)備的額定電流是指在基準(zhǔn)環(huán)境溫度下,能允許長期通過的最大工作電流。此時電氣設(shè)備的長期發(fā)熱溫升不超過其允許溫度。在實際運行中,周圍環(huán)境溫度直接影響電氣設(shè)備的發(fā)熱溫度,所以當(dāng)環(huán)境溫度不等于電氣設(shè)備的基準(zhǔn)環(huán)境溫度時,其額定電流必須進行修正。我國生產(chǎn)的電氣設(shè)備一般使用的額定環(huán)境溫度為+40℃。3.環(huán)境條
5、件對設(shè)備選擇的影響(2)環(huán)境溫度的影響一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備根據(jù)電氣設(shè)備的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求,對電器進行種類(屋內(nèi)或屋外)和型式(防污型、防爆型、濕熱型等)的選擇。4.其它選擇二、按短路狀態(tài)校驗1.短路熱穩(wěn)定校驗含義:短路電流通過時,電氣設(shè)備各部件溫度(或發(fā)熱效應(yīng))應(yīng)不超過允許值。條件:短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)It、t—電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間二、按短路狀態(tài)校驗含義:電氣設(shè)備承受短路電流機械效應(yīng)的能力。條件:ies≥ish或Ies≥Ish式中ish、Ish—短路沖擊電
6、流幅值及其有效值;ies、Ies—電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值及其有效值。2.電動力穩(wěn)定校驗——動穩(wěn)定校驗二、按短路狀態(tài)校驗用熔斷器保護的電器,其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證,可不校驗熱穩(wěn)定。支柱絕緣子不流過電流,不校驗熱穩(wěn)定。用限流熔斷器保護的設(shè)備可不校驗動穩(wěn)定。電纜有足夠的強度可不校驗動穩(wěn)定。電壓互感器及裝設(shè)在其回路中的裸導(dǎo)體和電器,不校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。3.不校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的情況二、按短路狀態(tài)校驗容量:按本工程設(shè)計最終容量計算,并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃。接線:采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接
7、線方式。短路種類:一般按三相短路驗算,若其他種類短路較三相短路嚴(yán)重時,則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗算。4.短路電流計算條件二、按短路狀態(tài)校驗用正序增廣網(wǎng)絡(luò)(正序等效定則)計算故障電流各種短路時的ZΔ和M的值短路類型ZΔM三相短路01單相短路3兩相短路兩相短路接地二、按短路狀態(tài)校驗計算短路點:4.短路電流計算條件二、按短路狀態(tài)校驗計算短路點:同一電壓等級各短路點的短路電流值均相等,但通過各支路的短路電流將隨著短路點的位置不同而不同。在校驗電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時,必須確定電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重的短路點,使通
8、過的短路電流校驗值為最大。4.短路電流計算條件二、按短路狀態(tài)校驗短路電流熱效應(yīng)計算時間:5.短路計算時間斷路器固有分閘時間:戶內(nèi)少油斷路器為0.05~0.15s;戶外少油斷路器為0.04~0.07s;真空斷路器為0.05~0.06s;SF6和壓縮空氣斷路器約為0.03~0.04s。燃弧時間:少油斷路器約為0.04s~0.06s,SF6和壓縮空氣斷路器約為0.02~0.04s。燃弧時間繼電保護動作時間(后備保護)斷路器全開斷時間斷路器固有分閘時間二、按短路狀態(tài)校驗5.短