大学课件 发电厂电气 电气设备选择的一般条件

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：UN≥USN。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1.1~1.15倍。Ualm=(1.1~1.15)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USN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：IN≥Imax。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、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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，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。条件：2tkItQ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：ies≥ish或Ies≥Ish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①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。②接线：采用可能发生最大短路电流的正常接线方式。③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EaZ)1(Ia)1(Ua)1(ZZZEIaa）（）（11IMIaa）（1各种短路时的ZΔ和M的值短路类型ZΔM三相短路01单相短路3两相短路两相短路接地）（）（）（ZZZf302ZZf）（2）（）（）（ZZZf3//023）（）（）（）（）（）（XXXXXXff331302202二、按短路状态校验④计算短路点：4.短路电流计算条件二、按短路状态校验④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，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①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0.05~0.15s；户外少油断路器为0.04~0.07s；真空断路器为0.05~0.06s；SF6和压缩空气断路器约为0.03~0.04s。燃弧时间：少油断路器约为0.04s~0.06s，SF6和压缩空气断路器约为0.02~0.04s。brprkttt燃弧时间继电保护动作时间（后备保护）断路器全开断时间ainprttt断路器固有分闸时间二、按短路状态校验5.短路计算时间②开断电流计算时间：inpr1kttt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0.05～0.06s，微机保护装置一般为0.016～0.03s。