电气设备教案(6)

第6章电气设备的选择6-1短路的一般概念1.什么是短路2.产生短路的原因电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况称作短路，短路是电力系统的严重故障。电气设备绝缘受损、老化；气象条件恶化(雷击过电压闪络、大风、覆冰等)；违规操作(带负荷拉刀闸、未拆地线合闸送电等)；其它原因；3.三相系统中可能发生的短路类型对称短路：三相短路f(3)；不对称短路：单相接地短路f(1)、两相短路f(2)、两相短路接地f(1.1)；f(3)f(2)f(1)f(1.1)abc大的短路电流所产生的电动力效应使电气设备受到严重的机械损坏；短路电流使设备发热而损坏；短路使系统电压大幅度下降，对用户影响很大，如电动机的运行；破坏系统稳定，造成大面积停电；对通讯的干扰；短路电流比正常值大许多倍，系统电压严重下降。4.短路的现象5.短路的后果6．恒定电势源（无限大电源）三相短路分析RLR’L’iaRLR’L’ibRLR’L’ic)sin(tEm)120sin(tEm)120sin(tEmf等值电路（1）什么是恒定电势源？电源容量非常大（短路时容量变化远小于额定容量）U恒定不变，内阻抗为0（2）三相短路分析a相短路电流计算表达式：aTtaIItIiesinsinsinpmmpm其中:tIisinpmp短路电流周期分量（稳态短路电流）aTtIIiesinsinpmmap短路电流非周期分量appii)sin(tEema短路前一相(a相)电势和电流)sin(tIima222LLRREImmRRLLarctan其中:①恒定电势源外电路发生三相短路，短路暂态过程中的短路电流包含两个分量——周期分量和非周期分量。（3）对短路电流的分析②周期分量的幅值取决于电源电压和短路回路的阻抗，且在暂态过程中保持不变，它也是回路的稳态短路电流。③非周期分量是为了使电感中电流不突变而产生，其值在短路瞬间最大，而在暂态过程中以时间常数Ｔa按指数规律衰减最终为0。恒定电势源外电路三相短路波形电流波形不与时间轴对称而偏移至时间轴一侧，短路电流最大瞬时值，其大小主要取决于短路电流非周期分量起始值。短路最不利（严重）情况：非周期分量起始值最大aTtpmpmaItIiecos（4）短路冲击电流恒定电势源外电路空载情况下发生三相短路，短路回路为纯感性，短路时刻(t=0)初相角(合闸角)为零情况下，非周期分量起始值最大。即：0900,,Im短路电流最大可能的瞬时值——短路冲击电流iim在短路后约半个周期出现，即短路发生后0.01秒。kim为冲击系数，1≤kim≤2pmimpmT.T.pmpmimIkIIIiaa010010e1e短路冲击电流的计算表达式：6-2电气设备选择的一般条件（1）根据额定电压选择电器装设地点的电网额定电压UNC不大于电器的额定电压UNB。NBNCUU1、按正常工作条件选择电器NBmaxII（2）根据额定电流选择选择该回路的最大工作电流Imax应不大于电器的额定电流INB。（3）根据机械负载选择（4）按电器工作的特殊要求校验2、按短路情况校验电器的热稳定和动稳定（1）短路动稳定校验短路动稳定是指电器通过短路电流时，其导电、绝缘和机械部分不因短路电流的电动力效应而引起损坏的性能。pimii（2）短路热稳定校验短路热稳定是指电器通过短路电流时，电器的导电和绝缘部分不因短路电流的热效应使其温度超过短时最高允许温度而造成损坏的性能。tIQtd2（4）校验热稳定35KV及以下，一般采用矩形母线（1）按最大工作电流选择截面NBmaxII1S（2）按经济电流密度选择截面JISNL2经济电流密度：年运行费用最小（3）校验动稳定pmax措施：改变布置，增大跨距，增大相间距（最大允许跨距）pd措施：增加截面，减小短路电流及通过时间（最小允许截面）6-3母线的选择（5）电晕电压校验（4）校验热稳定（1）结构类型选择（2）额定电压选择（3）截面选择6-4电缆的选择（5）电压电压损失校验（1）按额定电压选择（2）按安装场所选择（户内或户外）（5）校验动稳定pmaxFFNBNCUU6-5绝缘子的选择（3）按最大持续工作电流选择套管绝缘子（4）校验套管绝缘子的热稳定2、高压隔离开关的选择：不选额定开断电流（1）型式选择（2）额定电压、额定电流、额定开断电流NBNCUUNBmaxIIekdII（3）按机械负载校验pii(3)im（4）校验动稳定（5）校验热稳定tIQtd2（6）选择操动机构6-6高压断路器和隔离开关的选择1、高压隔离开关的选择：选额定开断电流（1）一次额定电压、额定电流（2）二次额定电流（3）种类和型式（6）校验动稳定（7）校验热稳定6-7电流互感器的选择（4）准确级选择（5）按二次额定负荷选择（1）额定电压选择（2）种类和型式6-8电压互感器的选择（3）准确级选择（4）按二次额定负荷选择