主要電氣設(shè)備選擇

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上主要電氣設(shè)備選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇是電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。一、 正常工作條件選擇電氣設(shè)備1. 額定電壓通常規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的10.到1.15倍，而電網(wǎng)運(yùn)行電壓的波動(dòng)范圍，一般不超過(guò)電網(wǎng)額定電壓的1.15倍。因此，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓USN的條件選擇，即UNUSN2. 額定電流電氣設(shè)備的額定電流IN是

2、指額定環(huán)境溫度0下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。IN應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即INImax出線回路的Imax除了要考慮正常符合電流外，還應(yīng)考慮事故時(shí)由其他回路轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷。3. 環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件如溫度、風(fēng)速、污穢等級(jí)、海拔高度、地震強(qiáng)烈程度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過(guò)一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。在工程設(shè)計(jì)時(shí)正確選擇環(huán)境最高溫度，對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要。選擇導(dǎo)體及電氣設(shè)備的環(huán)境最高溫度宜采用下表所列數(shù)據(jù)。表6-1 選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的環(huán)境最高溫度裸導(dǎo)體屋外安裝最熱月平均溫度（最熱月每日最高溫度的月平均值；

3、取多年平均值）屋內(nèi)安裝該處通風(fēng)設(shè)計(jì)溫度。當(dāng)年無(wú)資料時(shí)，取最熱月平均最高溫度加5度電氣設(shè)備屋外安裝年最高溫度（一年中所測(cè)量的最高溫度的多年平均值）屋內(nèi)電抗器該處通風(fēng)設(shè)計(jì)最高排風(fēng)溫度屋內(nèi)其他該處通風(fēng)設(shè)計(jì)溫度。當(dāng)無(wú)資料時(shí)，取最熱平均最高溫度加5度此外，還應(yīng)按電氣設(shè)備的安裝地點(diǎn)、使用條件、檢修、運(yùn)行和環(huán)境保護(hù)等要求，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行種類和型式的選擇。二、 高壓斷路器的原理及選擇1.高壓斷路器是發(fā)電廠與變電站中主系統(tǒng)的重要開關(guān)器。高壓斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或推出運(yùn)行，起到控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生最大故障時(shí)，能快速切除故障回路、保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，起到保護(hù)作用

4、。高壓斷路器的最大特點(diǎn)是能斷開電氣設(shè)備中負(fù)荷電流和短路電流。 2.斷路器種類和型式的選擇按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)可分為油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器等。（1）油斷路器：由于油斷路器的開關(guān)性能差，且110kv電壓以上產(chǎn)品為積木式、多端口的結(jié)構(gòu)，很難實(shí)現(xiàn)端口電壓均衡，因而其在500kv及以上電壓等級(jí)禁止使用。（2）壓縮空氣斷路器：采用壓縮空氣做為滅弧介質(zhì)，具有大容量下開斷能力強(qiáng)及開斷時(shí)間短的特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尚需配置壓縮空氣裝置，價(jià)格嬌貴，而且合閘時(shí)排氣噪音大，所以主要用于220kv及以上電壓的屋外配電裝置。（3）SF6斷路器：采用不可燃和有優(yōu)良絕緣與滅弧性能的SF6氣體作為滅

5、弧介質(zhì)，具有優(yōu)良的開斷性能。此種斷路器運(yùn)行可靠性高，維護(hù)工作量小，故適用于各種電壓等級(jí)，特別在220kv及以上配電裝置中得到最廣泛的應(yīng)用。但是，SF6斷路器在35kv及以下屋內(nèi)配電裝置中使用較少，這是因?yàn)镾F6本身無(wú)毒，但分解物有毒性，而且SF6比重較空氣大5.1倍，所以將SF6斷路器布置在屋內(nèi)，需要良好的通風(fēng)、排風(fēng)和可靠的檢漏與檢測(cè)設(shè)備，以防人員中毒及窒息。（4）真空斷路器：利用真空的高介質(zhì)強(qiáng)度滅弧，具有滅弧時(shí)間短、低噪聲、高壽命及可頻繁操作等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在35kv及以下的配電裝置中獲得最廣泛的應(yīng)用。選擇斷路器型式時(shí)，應(yīng)根據(jù)各類斷路器的特點(diǎn)及使用環(huán)境、條件而定。 3.額定電壓和電流選擇高壓斷路

6、器的額定電壓和額定電流選擇需滿足UNUSN，INImax式中：UN、USN分別為斷路器和電網(wǎng)的額定電壓（kv）IN、Imax分別為斷路器的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流。4.開斷電流選擇高壓斷路器的額定電流開關(guān)INbr是指在額定電壓下能保證正常開斷時(shí)的最大短路電流，它是表征高壓斷路器開斷能力的重要參數(shù)。高壓斷路器在低于額定電壓下，開斷電流可以提高，但猶豫滅弧裝置機(jī)械強(qiáng)度的限制，故開斷電流仍有一極限值，該極限值稱為極限開斷電流，即高壓斷路器開斷電流不能超過(guò)極限開斷電流。在中大型發(fā)電廠和樞紐變電站使用快速保護(hù)和高速斷路器，其開斷時(shí)間小于0.1秒，當(dāng)在電源附近短路時(shí)，短路電流的非周期分量可能超過(guò)周期分

7、量的20%，需要用短路計(jì)算時(shí)間tk'對(duì)應(yīng)的短路電流Ik'進(jìn)行校驗(yàn)，即INbrIk'Ik'=Ipt2+(2I''e-tk'Ta)2式中：Ipt為開斷瞬間短路電流周期分量有效值，當(dāng)開斷時(shí)間小于0.1秒時(shí)，IptI''(A)；當(dāng)非周期分量所占實(shí)際比值大于20%時(shí)，超過(guò)了斷路器型式試驗(yàn)的條件，因此還應(yīng)向制造部門要求補(bǔ)充試驗(yàn)數(shù)據(jù)。5.短路開合電流的選擇在斷路器合閘之前，若線路上已經(jīng)存在短路故障，則在斷路器合閘過(guò)程中，動(dòng)、靜觸頭間在未接觸時(shí)即有巨大的短路電流（預(yù)擊穿），更容易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞；且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)，不

8、可避免地在接通后又自動(dòng)跳閘，此時(shí)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(shí)的安全，斷路器的額定短路關(guān)合電流iNcl不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值ish，即iNclish三、 裸導(dǎo)體的選擇1.導(dǎo)體選型導(dǎo)體是由銅、鋁、鋁合金制成。載流導(dǎo)體一般使用鋁或鋁合金材料。純鋁的成型導(dǎo)體一般為矩形、槽型和管型；鋁合金導(dǎo)體有鋁錳合金和鋁鎂合金兩種，形狀均為管型，鋁錳合金載流量大，但強(qiáng)度太差；銅導(dǎo)體只用在持續(xù)工作電流大，且出線位置特別狹窄或污穢，對(duì)鋁有嚴(yán)重腐蝕的場(chǎng)所。2.導(dǎo)體截面選擇導(dǎo)體截面可按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。對(duì)年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大（Tmax>

9、500h）傳輸容量大，長(zhǎng)度在20m以上的導(dǎo)體，如發(fā)電機(jī)、變壓器的連接導(dǎo)體其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。而配電裝置的匯流母線通常在正常運(yùn)行方式下，傳輸容量不大，故可按長(zhǎng)期允許電流來(lái)選擇。按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇，則計(jì)算式為ImaxKIal式中：Imax為導(dǎo)體所在回路中最大持續(xù)工作電流（A）; Ial為在額定環(huán)境溫度為25度時(shí)導(dǎo)體允許電流（A）；K為與實(shí)際環(huán)境溫度和海拔有關(guān)的綜合修正系數(shù)，見附表3.綜合修正系數(shù)K還可以計(jì)算為K=al-al-0式中：、0分別為導(dǎo)體安裝處的實(shí)際環(huán)境溫度和導(dǎo)體額定載流量的基準(zhǔn)溫度；al為導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許最高溫度。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使用年計(jì)算費(fèi)用最低。不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)