電氣設(shè)備選擇PPT課件

1、 電氣設(shè)備選擇是發(fā)電廠和變電所設(shè)計的主要內(nèi)容之一，在選擇時應(yīng)根據(jù)實際工作特點，按照有關(guān)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，在保證供配電安全可靠的前提下，力爭做到技術(shù)先進，經(jīng)濟合理。 為了保障高壓電氣設(shè)備的可靠運行，高壓電氣設(shè)備選擇與校驗的一般條件有：按正常工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號等，按短路情況下校驗開關(guān)的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 第1頁/共99頁一、一、 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備按正常工作條件選擇電氣設(shè)備1 1選擇電氣設(shè)備時還應(yīng)考慮設(shè)備的安裝地點、環(huán)境 及工作條件，合理地選擇設(shè)備的類型，如戶內(nèi)戶 外、海拔高度、環(huán)境溫度及防塵、防腐、防爆等。2 2電氣設(shè)備的額定電壓不得低于所接電網(wǎng)的額定電 壓

2、。3. 3. 電氣設(shè)備的額定電流不小于該回路的最大持續(xù)工 作電流或計算電流。第2頁/共99頁我國的電氣設(shè)備, ,銘牌上的額定電流是以環(huán)境溫度為4040。的條件下，經(jīng)過試驗和理論計算而確定的，當周圍環(huán)境溫度在一定范圍內(nèi)偏離40 40 時，所選電氣設(shè)備的實際額定電流必有一定變化，實際值可按下式修正0NNN0alalIII K式中 al設(shè)備允許最高工作溫度，； 0實際環(huán)境年最高空氣溫度，； 0額定環(huán)境空氣溫度，電器設(shè)備為40；導體為25； K 環(huán)境溫度修正系數(shù) IN 實際環(huán)境溫度下電氣設(shè)備允許通過的額定電流。第3頁/共99頁 短路電流通過電氣設(shè)備時，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。滿

3、足熱穩(wěn)定的條件為 式中 ts 電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流。 短路穩(wěn)態(tài)電流值。 tts ti假想時間itststItI22第4頁/共99頁2、電動力穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機械效應(yīng)電動力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機械效應(yīng)的能力，也稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為的能力，也稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為 或或式中式中 i ish、sh短路沖擊電流幅值及其有效值；短路沖擊電流幅值及其有效值； i ies 、es電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流 的幅值及其有效值。的幅值及其有效值。 shesii shesII 第5頁/共99頁3 3開關(guān)設(shè)備斷流能力校驗開關(guān)設(shè)備斷流能力校驗

4、 對要求能開斷短路電流的開關(guān)設(shè)備，如斷路器、熔斷器，其斷流容量不小于安裝處的最大三相短路容量，即： 或 式中： ， 三相最大短路電流與最大短路容量； ， 斷路器的開斷電流與開斷容量。maxkocSS）（3maxkOcII）（3maxkImaxkSocIocS第6頁/共99頁三、校驗的選用1.凡有自動斷電功能者，必須校驗斷流容量（或開斷電流）如高壓斷路器、熔斷器和高壓開關(guān)柜等。2. 凡可能通過短路電流者，必須校驗動、熱穩(wěn)定 電壓互感器？開關(guān)、電流互感器、母線等3. 幾個特例（1）熔斷器不作動、熱穩(wěn)定校驗（2）支柱絕緣子應(yīng)作動穩(wěn)定校驗（3）電纜只作熱穩(wěn)定校驗第7頁/共99頁第二節(jié) 開關(guān)電弧 斷路器

5、切斷通有電流的回路時，只要電源電壓大于1020V，電流大于80100mA，在動、靜觸頭分開瞬間，在電源電壓的作用下，間隙中的空氣介質(zhì)被擊穿導電，形成光亮很強、溫度很高的氣體電流這種電流就叫做電弧。此時，觸頭雖然已分開，但是電路中的電流還在繼續(xù)流通，只有熄滅電弧，電路才真正斷開。本節(jié)介紹開關(guān)電弧的基本知識與各種滅弧方法的原理。第8頁/共99頁一、電弧的形成 電弧的產(chǎn)生和維持是觸頭間隙的絕緣介質(zhì)的中性質(zhì)點(分子和原子)被游離的結(jié)果 電弧是一種游離氣體的放電現(xiàn)象。 觸頭分離E電場發(fā)射碰撞游離發(fā)弧溫度熱游離電弧維持 熱游離維持電弧的燃燒 第9頁/共99頁二、電弧的熄滅 在中性質(zhì)點發(fā)生游離的同時，還存在

6、著使帶電質(zhì)點不斷減少的去游離。去游離的主要形式是復(fù)合與擴散。1復(fù)合 復(fù)合是異性帶電質(zhì)點彼此的中和。復(fù)合速率與下列因素有關(guān)：1) 帶電質(zhì)點濃度越大，復(fù)合機率越高。2) 電弧溫度越低，帶電質(zhì)點運動速度越慢，復(fù)合就 容易。 3）弧隙電場強度小，帶電質(zhì)點運動速度慢，復(fù)合的 可能性就增大。 第10頁/共99頁2擴散 擴散是指帶電質(zhì)點從弧隙逸出進入周圍介質(zhì)中的現(xiàn)象。擴散速度與下列因素有關(guān)：l) 弧隙與其周圍介質(zhì)的溫差越大，擴散越強。 2) 電弧與周圍介質(zhì)離子的濃度相差越大，擴散就越強烈。第11頁/共99頁三、交流電弧的開斷 交流電弧電流每周自然過零兩次。在電流過零時，電弧暫時熄滅。因此熄滅交流電弧，就是讓

7、交流電弧過零后電弧不重燃。 交流電弧的熄滅條件是，交流電弧過后，弧隙介質(zhì)強度恢復(fù)過程永遠大于弧隙電壓恢復(fù)過程。第12頁/共99頁四、滅弧的基本方法1利用介質(zhì)滅弧2利用氣體或油吹動電弧3采用特殊的金屬材料作滅弧觸頭4電磁吹弧5使電弧在固體介質(zhì)的狹縫中運動6將長弧分隔成短弧7采用多斷口滅弧8提高斷路器觸頭的分離速度第13頁/共99頁第14頁/共99頁一、高壓斷路器的選擇 具有完善的滅弧能力1.功能 通斷正常負荷電流 接通和承受一定的短路電流 在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。 第15頁/共99頁絕緣子支持型結(jié)構(gòu)示意圖SW2-63型少油斷路器開斷元件支持瓷瓶操動機構(gòu)2.原理第16頁/共99頁3

8、.3.類型油斷路器 多油斷路器： 開關(guān)觸頭在絕緣油中閉合和斷開。油兼有滅弧和絕緣功能，油量多，有易燃易爆危險。體積大，維護麻煩?？深l繁通斷負荷。趨于淘汰。 少油斷路器： 開關(guān)觸頭在絕緣油中閉合和斷開。油只作滅弧功能，油量少，易燃易爆危險性較小。體積小，價廉，維護方便。不能頻繁操作。 610kv多用。第17頁/共99頁六氟化硫斷路器 開關(guān)觸頭在SF6氣體中閉合和斷開。SF6氣體兼有滅弧和絕緣功能。滅弧能力強，屬高速斷路器。斷流容量大，電絕緣性能好，檢修周期長?？深l繁操作。無燃燒爆炸危險，體積小，維護要求嚴格，價貴。在全封閉組合電器中多采用。不適于高寒地區(qū)。 本身無毒，但電弧在高溫作用下會生成氟化

9、氫等強烈腐蝕性的劇毒物，檢修時，應(yīng)注意防毒。第18頁/共99頁LW8-40.5LW8-40.5型戶外交流高壓六氟化硫斷路器第19頁/共99頁空氣斷路器 利用壓縮空氣吹動電弧，并使電弧熄滅。滅弧能力強，分斷時間短，斷流容量大。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價貴，維護要求高。多用于110kv及以上大型電站或變電所及不適應(yīng)采用六氟化硫斷路器的高寒地區(qū)。第20頁/共99頁真空斷路器 開關(guān)觸頭在真空的容器內(nèi) 閉合和斷開。滅弧能力強燃弧時間短，屬高速斷路器。開斷能力強。結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小。壽命長，易維修?？深l繁操作。無易燃易爆危險。 由于開斷速度高, 易產(chǎn)生截流過電壓,對變壓器等感性負載易造成危害,應(yīng)配置過電壓吸收裝置

10、。第21頁/共99頁ZN63A-12(VS1)ZN63A-12(VS1)戶內(nèi)交流高壓真空斷路器第22頁/共99頁ZN28A-12ZN28A-12系列戶內(nèi)交流高壓真空斷路器第23頁/共99頁4.高壓斷路器選擇按工作環(huán)境選型按所在的電網(wǎng)電壓選擇按所在回路最大長時負荷電流選擇額定電流校驗斷路器的熱穩(wěn)定校驗斷路器的動穩(wěn)定校驗高壓斷路器的開斷能力校驗斷路器的額定關(guān)合電流（iNcl）第24頁/共99頁 在額定電壓下，斷路器能保證正常開斷的最大短路電流稱為額定開斷電流Nbr。在高壓斷路器中其值不應(yīng)小于實際開斷瞬間短路電流周期分量k ，即 kNbrII第25頁/共99頁 在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故

11、障，則在斷路器合閘過程中，動、靜觸頭間在未接觸時即有巨大的短路電流通過（預(yù)擊穿），更容易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞。 斷路器在關(guān)合短路電流時，不可避免地在接通后又自動跳閘，此時還要求能夠切斷短路電流，因此，額定關(guān)合電流是斷路器的重要參數(shù)之一。為了保證斷路器在關(guān)合短路時的安全，斷路器的額定關(guān)合電流iNcl不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值ich ， 即chNclii第26頁/共99頁二、高壓負荷開關(guān)的選擇 具有簡單的滅弧裝置。（一）功能1. 能通斷一定的負荷電流和過負荷電流，不能切斷短路電流故障。2. 必須與高壓熔斷器串聯(lián)，借助于熔斷器切除短路電流。3. 與隔離開關(guān)一樣，具有明顯的斷開間隙，也具有隔

12、離電源，保證安全檢修的功能。第27頁/共99頁（二）類型1.戶內(nèi)型( FN )2.戶外型( FW ) 固定產(chǎn)氣式（ FN1、FW5 等 壓氣式 （ FN2、FN3 壓縮空氣式 六氟化硫 油浸式 真空式第28頁/共99頁戶內(nèi)交流高壓真空負荷開關(guān)熔斷器組合電器第29頁/共99頁（三）選擇 負荷開關(guān)按額定電壓、額定電流選擇，按動、熱穩(wěn)定性進行校驗。當配有熔斷器時，應(yīng)校驗熔斷器的斷流容量，其動、熱穩(wěn)定性可不作校驗。第30頁/共99頁三、高壓隔離開關(guān)（QS）的選擇（一）特點：沒有滅弧裝置，不能接通和切斷負荷電流。（二）功能：1. 隔離高壓電源2. 倒閘操作 利用等電位間沒有電流通過的原理，用隔離開關(guān)將電

13、氣設(shè) 備或線路從一組母線切換到另一組母線上。3. 接通和斷開較小電流（如勵磁電流不超過2A的空載變壓 器、電容電流不超過5A的空載線路及電壓互感器和避雷 器電路）第31頁/共99頁（三）類型：1.戶內(nèi)型（ GN 三相刀閘同一底座。2.戶外型（ GW單柱式、雙柱式、三柱式。（四）選擇 隔離開關(guān)按電網(wǎng)電壓、額定電流及環(huán)境條件選擇，并按短路電流校驗其動、熱穩(wěn)定性。不需要校驗斷流容量。第32頁/共99頁GN19-12(C)系列高壓隔離開關(guān) 典型結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)支柱絕緣子靜觸頭操作絕緣子轉(zhuǎn)軸第33頁/共99頁第34頁/共99頁GW5A-35、66、110系列隔離開關(guān) 戶外型V形35千伏v型隔離開關(guān)視頻演示

14、第35頁/共99頁隔離開關(guān)類型-二柱型隔離開關(guān)35KV二柱式隔離開關(guān)視頻演示GW4系列隔離開關(guān)是雙柱水平回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，每極兩個絕緣支柱帶著導電閘刀反向回轉(zhuǎn)90，形成一個水平斷口。按接地方式可分為：不接地、單接地、雙接地。隔離開關(guān)與接地開關(guān)之間設(shè)有機械聯(lián)鎖。 第36頁/共99頁隔離開關(guān)類型-三柱型隔離開關(guān) GW7系列戶外交流高壓隔離開關(guān)是三柱水平轉(zhuǎn)動式三相交流50Hz戶外高壓電器，用于額定電壓126-550KV的電力系統(tǒng)中，供有電壓無負荷時分合電路之用。 GW7系列隔離開關(guān)為單極三柱式結(jié)構(gòu)。它由底座、支柱絕緣子、導電部分、操動機構(gòu)等組成；每極由三個支柱絕緣子構(gòu)成（550KV每極由四個支柱絕緣子構(gòu)成

15、）。兩邊的支柱是固定的，中間支柱是轉(zhuǎn)動的；動閘刀裝在中間支柱絕緣子上部，靜觸頭分別裝在兩邊支柱絕緣子上部，由操動機構(gòu)帶動中間支柱絕緣子轉(zhuǎn)動進行分合閘操作。 三柱型隔離開關(guān)分合閘動畫演示 第37頁/共99頁隔離開關(guān)類型-剪刀型隔離開關(guān)GW6系列戶外隔離開關(guān)為剪刀式結(jié)構(gòu)。靜觸頭懸掛在母線上，產(chǎn)品分閘后形成垂直的絕緣斷口。在變電站中作母線隔離開關(guān)，具有占地面積小的優(yōu)點，而且斷口清晰可見，便于運行監(jiān)視。本產(chǎn)品觸頭鉗夾范圍大，適用于軟母線和硬母線。 剪刀型隔離開關(guān)合閘動畫演示 第38頁/共99頁第39頁/共99頁 高壓熔斷器是一種簡單的保護電器，由熔體和熔管組成。1.1.功能 主要對電流和電路中的設(shè)備進

16、行短路保護 有時也有過負荷保護2.2.類型及特點 戶內(nèi)型 （ RN 固定式 戶外型 （ RW 跌落式第40頁/共99頁RN1RN1和RN2RN2型戶內(nèi)高壓管式熔斷器（限流式） RN1RN1型：主要用于高壓電路和設(shè)備的短路保護（額定電流可達100A100A）RN2RN2型：高壓電壓互感器一次側(cè)短路保護 （額定電流一般為0.5A0.5A） RN1、RN2型高壓熔斷器安裝圖 l瓷熔管，2金屬管帽 3彈性觸座，4熔斷指示器，5接線端子，6支柱瓷瓶，7底座 RN1、RN2型熔斷器的熔管剖面示意圖 1管帽，2瓷管，3工作熔體，4指示熔體，5錫球，6石英砂填料，7熔斷指示器(虛線表示熔斷指示器在熔體熔斷時彈

17、出) 第41頁/共99頁RN1、RN2和RN3型熔斷器第42頁/共99頁RW3RW31010戶外高壓跌落式熔斷器第43頁/共99頁 對于一般的高壓熔斷器，其額定電壓UN必須大于或等于電網(wǎng)的額定電壓UNs。但是對于充填石英砂有限流作用的熔斷器，則不宜使用在低于熔斷器額定電壓的電網(wǎng)中，這是因為限流式熔斷器滅弧能力很強，在短路電流達到最大值之前就將電流截斷，致使熔體熔斷時因截流而產(chǎn)生過電壓。 第44頁/共99頁 熔斷器的額定電流選擇，包括熔管的額定電流和熔體的額定電流的選擇。 （1）熔管額定電流的選擇）熔管額定電流的選擇 為了保證熔斷器載流及接觸部分不致過熱和損壞，高壓熔斷器的熔管額定電流應(yīng)滿足下式

18、的要求，即式中 INft熔管的額定電流 INfs熔體的額定電流NfsNftII 4. 4. 額定電流選擇第45頁/共99頁 高壓熔斷器選擇熔體額定電流選擇 （2）熔體額定電流選擇）熔體額定電流選擇 為了防止熔體在通過變壓器勵磁涌流和保護范圍以外的短路及電動機自啟動等沖擊電流時誤動作，保護35kV及以下電力變壓器的高壓熔斷器，其熔體的額定電流可按下式選擇，即式中 K可靠系數(shù)（不計電動機自啟動時K=1.11.3， 考慮電動機自啟動時K=1.52.0）； Imax通過熔體的最大長時工作電流。maxKIINfs第46頁/共99頁 高壓熔斷器選擇熔斷器開斷電流校驗式中 Nbr熔斷器的額定開斷電流 對于沒

19、有限流作用的熔斷器，選擇時用沖擊電流的有效值ch 進行校驗；對于有限流作用的熔斷器，在電流達最大值之前已截斷，故可不計非周期分量影響，而采用斷器安裝處三相短路次暫態(tài)有效值I“進行校驗。）（或 IIIshNbr 第47頁/共99頁五 高壓開關(guān)柜 按一定線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套配電裝置。（一）用途 作為電能接受、分配的通斷和監(jiān)視保護之用。（二）類型：固定式、手車式(1) 固定式 制造工藝簡單，節(jié)省鋼材，價格便宜，但體積較大防護等級較低。斷路器安裝位置固定，各功能區(qū)相通而且敞開，采用母線和線路的隔離開關(guān)作為斷路器檢修的隔離措施。 第48頁/共99頁GG1A(F)07SGG1A

20、(F)07S型高壓開關(guān)柜( (斷路器柜) ) 1 1母線，2 2母線側(cè)隔離開關(guān)，3 3少油斷路器(QF)(QF)，4 4電流互感器(TA)(TA)，5 5線路側(cè)隔離開關(guān)(QS)(QS)，6 6電纜頭， 7 7下檢修門，8 8端子箱門，9 9操作板，1010斷路器的手動操動機構(gòu)，1111隔離開關(guān)的操動機構(gòu)手柄，1212儀表繼電器屏，1313上檢修門，1414、1515觀察窗口第49頁/共99頁GG-1A(F)GG-1A(F)型固定式高壓開關(guān)設(shè)備第50頁/共99頁(2)(2)手車式 維護方便，安全可靠，更換斷路器容易占用建筑體積少。高壓斷路器安裝于可移動手車上，便于檢修，其各個功能區(qū)是采用金屬封閉

21、或者采用絕緣板的方式封閉，有一定的限制故障擴大的能力 （通過產(chǎn)品型號格式來了解）第51頁/共99頁XGN2-12(Z)XGN2-12(Z)箱型固定式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備第52頁/共99頁KYN28A-12(Z)BKYN28A-12(Z)B型鎧裝移開式交流金屬開關(guān)設(shè)備第53頁/共99頁開關(guān)柜按供電裝設(shè)了防止電氣誤操作的閉鎖裝置，即“五防”。 防止誤跳、誤合斷路器。 防止帶負荷分、合隔離開關(guān)。 防止帶電掛地線。 防止帶地線合閘。 防止誤入帶電間隙。第54頁/共99頁( (三）高壓開關(guān)柜的選擇A. 選擇開關(guān)的型號 主要根據(jù)負荷等級選擇開關(guān)柜型號，一般一、二級負荷選擇移開式開關(guān)柜，如KYN2 -10、

22、JYN2-10、JYN1-35型開關(guān)柜，三級負荷選固定式開關(guān)柜，如KGN-10型開關(guān)柜。B.B.選擇開關(guān)柜回路方案號 每種型號的開關(guān)柜主要有電纜進出線柜、架空線進出線柜、聯(lián)絡(luò)柜、避雷器及電壓互感器柜、所用變柜等，但各型號開關(guān)柜的方案號可能不同。第55頁/共99頁 1.GIS的主要特點 2.GIS的種類 六氟化硫組合電器：又稱為氣體絕緣全封閉組合電器（GasInsulator Switchgear），簡稱GIS。它將斷路器、隔離開關(guān)、母線、接地開關(guān)、互感器、出線套管或電纜終端頭等分別裝在各自密封間中，集中組成一個整體外殼，充以（3.0395.065）105Pa（35大氣壓）的六氟化硫氣體作為絕緣

23、介質(zhì)。 優(yōu)點：可靠性高，安全性高，占地面積小，最小安全凈距小，安裝、維護方便。 缺點：密封性能要求高，金屬耗費量大，價格較昂貴，故障后危害較大，檢修時有毒氣體（SF6氣體與水發(fā)生化學反應(yīng)后產(chǎn)生）會對檢修人員造成傷害。按充氣外殼結(jié)構(gòu)形狀分：圓筒形和柜形兩大類。 第56頁/共99頁ZF7A-126GIS組合電器第57頁/共99頁ZF9-252GIS組合電器第58頁/共99頁第四節(jié) 母線及絕緣子選擇一、母線的選擇與校驗 母線材料、類型和布置方式 母線截面的選擇 母線熱穩(wěn)定校驗 母線動穩(wěn)定校驗第59頁/共99頁 配電裝置的母線常用導體材料有銅、鋁和鋁合金。銅的電阻率低，機械強度大，抗腐蝕性能好，是首選

24、的母線材料。 但是因儲量不多，價格較貴，所以一般情況下，盡可能以鋁代銅。銅母線只用于持續(xù)工作電流大或污穢對鋁有嚴重腐蝕場所。n軟母線多股絞線n硬母線矩形、槽形和管形。第60頁/共99頁2 母線的布置方式立放散熱較好，載流量大，但機械強度較低，平放相反。所以母線的布置應(yīng)根據(jù)載流量大小、短路電流和配電裝置具體情況而定。三相母線在水平方向平行布置時，有立放和平放兩種放置方式。第61頁/共99頁3 母線截面選擇 匯流母線的截面積，一般按長時最大負荷電流選擇，按短路條件校驗其動、熱穩(wěn)定性。當母線較長或傳輸容量較大時，按經(jīng)濟電流密度選擇。按最大長時負荷電流選擇母線截面積malloK II式中Ial額定環(huán)境

25、溫度時的長時允許電流，A。 K 環(huán)境溫度修正系數(shù)第62頁/共99頁按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面 按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面可使年綜合費用最低，年綜合費用包括電流通過導體所產(chǎn)生的年電能損耗費、導體投資和折舊費、利息等。綜合這些因素，使年綜合費用最小時所對應(yīng)的母線截面稱為母線的經(jīng)濟截面，對應(yīng)的電流密度稱為經(jīng)濟電流密度。 按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面應(yīng)滿足下式，即ecmloecJIS/.式中 Sec母線經(jīng)濟截面，mm2； Jec經(jīng)濟電流密度，A/ mm2； 第63頁/共99頁4、 母線熱穩(wěn)定性校驗 所選母線的截面S應(yīng)不小于最小熱穩(wěn)定截面Smin，即imintSSIC第64頁/共99頁6母線動穩(wěn)定性校驗

26、母線在短路沖擊電流電動力作用下應(yīng)保證不會產(chǎn)生永久性變形或斷裂，即母線材料允許應(yīng)力al應(yīng)不小于短路電流作用母線上的電動應(yīng)力max，即maxalmax母線短路時沖擊電流ish(3)產(chǎn)生的最大 計算應(yīng)力。 第65頁/共99頁 根據(jù)材料力學的原理，母線在彎曲時最大相間計算應(yīng)力為 式中： W母線的抗彎矩(m3)。與母線截面形 狀，布置方式有關(guān)。 Mmax最大彎矩（Nm）。 2maxmax, N/mMW第66頁/共99頁當母線只有兩段跨距時，最大彎矩M為 當母線跨距數(shù)目在兩個以上時,最大彎矩M為式中：Fmax 一跨距長度母線所受最大電動力(N)； l 母線跨距長度(m)。maxmax8FlMmaxmax1

27、0FlM第67頁/共99頁 校驗時，如果不滿足要求，則必須采取措施以減小母線計算應(yīng)力，具體方法有： 降低短路電流，但需增加電抗器； 增大母線相間距離，但需增加配電裝置尺寸； 增大母線截面，但需增加投資； 減小母線跨距尺寸，但需增加絕緣子； 將立放的母線改為平放，但散熱效果變差。第68頁/共99頁（一）絕緣子簡介 支柱絕緣子 戶內(nèi)支柱絕緣子 戶外支柱絕緣子 套管絕緣子 戶內(nèi)套管絕緣子 戶外套管絕緣子（二） 第69頁/共99頁（一）絕緣子簡介 絕緣子俗稱為絕緣瓷瓶,它廣泛地應(yīng)用在發(fā)電廠和變電所的配電裝置、變壓器、各種電器以及輸電線之中。用來支持和固定裸載流導體，并使裸導體與地絕緣,或者用于使裝置和

28、電氣設(shè)備中處在不同電位的載流導體間相互絕緣。因此,要求絕緣子必須具有足夠的電氣絕緣強度、機械強度、耐熱性和防潮性等等。 絕緣子按安裝地點,可分為戶內(nèi)(屋內(nèi))式和戶外(屋外)式兩種。按結(jié)構(gòu)用途可分為支持絕緣子和套管絕緣子第70頁/共99頁 支柱絕緣子戶內(nèi)式支柱絕緣子 支柱絕緣子又分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。戶內(nèi)式支柱絕緣子廣泛應(yīng)用在3110kV各種電壓等級的電網(wǎng)中。 戶內(nèi)式支柱絕緣子可分為外膠裝式、內(nèi)膠裝式及聯(lián)合膠裝式等三種 第71頁/共99頁 戶外支柱絕緣子有針式和實心棒式兩種。圖7-6所示為戶外支柱絕緣子結(jié)構(gòu)圖。主要由絕緣瓷體2、4,鑄鐵帽5和具有法蘭盤的裝腳1組成。第72頁/共99頁 套管絕緣

29、子戶內(nèi)式套管絕緣子第73頁/共99頁 套管絕緣子戶外式套管絕緣子用于將配電裝置中的戶內(nèi)載流導體與戶外載流導體之間的連接處，其兩端的絕緣按戶內(nèi)外兩種要求設(shè)計，圖7-8中右端為戶內(nèi)部分，表面結(jié)構(gòu)平滑，無傘裙，為戶內(nèi)式套管絕緣子結(jié)構(gòu)；左端為戶外部分，瓷體表面有傘裙，為戶外式套管絕緣子結(jié)構(gòu)。第74頁/共99頁（二）支柱絕緣子的選擇1額定電壓選擇支柱絕緣子額定電壓不小于所在電網(wǎng)的電壓，即NNsUU2 2支柱絕緣子動穩(wěn)定性校驗按最大允許力Fal 進行校驗，即 Fal = 0.6FdeKFmax Fde絕緣子允許的抗彎強度(N);Fmax短路沖擊電流的作用力，N；K換算系數(shù)；第75頁/共99頁（三）套管絕緣

30、子的選擇 允許電流值修正公式 動穩(wěn)定校驗 熱穩(wěn)定校驗式中熱穩(wěn)定電流時間tts，對銅導體取10s，鋁導體為5s。8040alalII maxde0.6FFitststIIt第76頁/共99頁第五節(jié) 限流電抗器的選擇一、短路電流的限制措施 限制短路電流的措施就是增加短路回路的總電抗。 1 1改變供電系統(tǒng)的運行方式 應(yīng)優(yōu)先采用將并聯(lián)運行改為分列運行，此外還有環(huán)形供電系統(tǒng)使環(huán)路斷開等其他方法。2 2在回路中串入限流電抗器來增加短路回路總阻抗 限制短路電流，提高母線殘壓，但正常時電壓損失大。第77頁/共99頁二、普通電抗器的選擇（一）電抗器的選擇1額定電壓選擇2額定電流選擇3電抗百分值的選擇d*LsIX

31、XI*L NdLLdL N%100%IUXXIU式中Id基準電流，A；I裝電抗器后系統(tǒng)次暫態(tài)短路電流，A； Xs*未裝電抗器時系統(tǒng)原有電抗標幺值； XL*電抗器電抗標幺值。根據(jù)電抗器的額定電壓、額定電流可計算出電抗器在額定參數(shù)下電抗值的百分值， 第78頁/共99頁（二）電抗器校驗1正常運行時電壓損失校驗mLL N%sin5%loIUXI2 2母線殘余電壓校驗3 3動、熱穩(wěn)定校驗kreLNN%(60% 70%)IUXUI第79頁/共99頁第六節(jié)互感器的選擇 互感器將一次電路的大電流、高電壓變成小電流(5A或1A)和低電壓，以便使二次側(cè)測量儀表和繼電保護隔離高壓電路以及小型化、標準化等。 互感器主

32、要是電磁式的。電磁式互感器實質(zhì)上是一種特殊的變壓器，其基本結(jié)構(gòu)和工作原理與變壓器基本相同，其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表和繼電保護等。第80頁/共99頁一、電磁式電流互感器 一次繞組匝數(shù)少且粗，有的型號還沒有一次繞組，利用穿過其鐵心的一次電路作為一次繞組(相當于1 匝)； 而二次繞組匝數(shù)很多，導體較細； 一次繞組串接在一次電路中，二次繞組與儀表、繼電器電流線圈串聯(lián)，形成閉合回路，由于這些電流線圈阻抗很小，所以電流互感器二次回路接近短路狀態(tài)； 互感器等值總阻抗在一次回路中所占比重極小，其一次回路電流大小取決于其負荷電流的大小，而與互感器二次負荷無關(guān)，因此電流互感器可看作一恒流源。第81頁

33、/共99頁第82頁/共99頁(一)電流互惑器誤差和準確級1電流互感器誤差 大小誤差稱為電流誤差（f i），方向誤差稱為角誤差（ i）。 2電流互感器的準確級 根據(jù)電流互感器測量的誤差大小可劃分為不同的準確級。準確級是指在規(guī)定的二次負荷變化范圍內(nèi)，一次電流為額定值的最大電流誤差。第83頁/共99頁（二）類型1.按一次繞組分 單匝式、多匝式。2.按用途分 測量用：準確度0.1, 0.2, 0.5, 1, 3, 5。 保護用：3P，5P，10P。第84頁/共99頁（三）電流互感器選擇1.電流互感器一次側(cè)額定電壓和電流選擇2. 二次額定電流的選擇 電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種。一般強電系統(tǒng)

34、用5A， 弱電系統(tǒng)用1A。3. 3. 電流互感器種類和型式的選擇 選擇互感器，應(yīng)根據(jù)安裝地點和安裝方式選擇相適應(yīng)的類別和型式。選用母線型電流互感器時，注意校核窗口尺寸。4. 4. 準確級的選擇 為保證測量儀表的準確度，互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級。第85頁/共99頁5. 電流互感器二次容量或二次負載的校驗 為了保證互感器的準確級，互感器二次側(cè)所接實際負載Z2或所消耗的實際容量S2應(yīng)不大于該準確級所規(guī)定的額定負載ZN2或額定容量SN2。第86頁/共99頁 電流互感器熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 6. 熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 （1）電流互感器的熱穩(wěn)定校驗只對本身帶有一次回路導體的電流互感器進行。電

35、流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過的一次額定電流N1的倍數(shù)Kts來表示，故熱穩(wěn)定應(yīng)按下式校驗式中 Kts，N1 由生產(chǎn)廠給出的電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù) 及一次側(cè)額定電流。 ，ti 短路穩(wěn)態(tài)電流值及熱效應(yīng)等值計算時間。iNtstIIK221）（第87頁/共99頁 電流互感器熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗（1） （2）電流互感器內(nèi)部動穩(wěn)定能力，常以允許通過的一次額定電流最大值的倍數(shù)kes一動穩(wěn)定電流倍數(shù)表示，故內(nèi)部動穩(wěn)定可用下式校驗式中 Kes，IN1 由生產(chǎn)廠給出的電流互感器的動穩(wěn)定倍 數(shù)及一次側(cè)額定電流。 ish 故障時可能通過電流互感器的最大三相 短路電流沖擊值。 shNesiIK12第88頁/共99頁

36、電流互感器熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗（2） 由于鄰相之間電流的相互作用，使電流互感器絕緣瓷帽上受到外力的作用，因此，對于瓷絕緣型電流互感器應(yīng)校驗瓷套管的機械強度。瓷套上的作用力可由一般電動力公式計算，故外部動穩(wěn)定應(yīng)滿足 式中 Fal作用于電流互感器瓷帽端部的允許力； l 電流互感器出線端至最近一個母線支柱絕緣子 之間的跨距。 系數(shù)0.5表示互感器瓷套端部承受該跨上電動力的一半。）（NaliFchal271073. 15 . 0第89頁/共99頁（四） 使用注意事項 電流互感器在工作時，其二次側(cè)不得開路或接熔斷器。 電流互感器的二次繞組及外殼均應(yīng)接地。 電流互感器在連接時，注意其端子的極性。第90頁/共99頁二、電磁式電壓互感器 電壓互感器一次線圈是并聯(lián)接在高壓電路上，二次線圈與儀表和繼電器的電壓線圈相并聯(lián)，工作原理與變壓器相似。其特點是： 一次線圈并聯(lián)接在電路中，其匝數(shù)很多，阻抗很大，因而它的接入對被測電路沒有影響； 二次側(cè)并接的儀表和繼電器的電壓線圈具有很大阻抗，在正常運行時，電壓互感器接近于空載運行； 其一次回路電壓大小與互感器二次負荷無關(guān)，因此電壓互感器對二次系統(tǒng)