電氣設(shè)備的選擇

電力工程基礎(chǔ)課件制作：1第五章電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的發(fā)熱和電動(dòng)力電氣設(shè)備選擇的一般條件

母線(xiàn)、電纜和絕緣子的選擇

高低壓電器的選擇

發(fā)電廠(chǎng)和變電所主變壓器的選擇

本章內(nèi)容重點(diǎn)2第一節(jié)電氣設(shè)備的發(fā)熱和電動(dòng)力3發(fā)熱的原因:

電阻損耗

磁滯和渦流損耗

介質(zhì)損耗

分類(lèi):

長(zhǎng)期發(fā)熱，由正常工作電流產(chǎn)生的；

短時(shí)發(fā)熱，故障時(shí)由短路電流產(chǎn)生的。發(fā)熱4發(fā)熱對(duì)電氣設(shè)備的影響：（1）使絕緣材料的絕緣性能降低（2）使金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降（3）使導(dǎo)體接觸部分的接觸電阻增加發(fā)熱5

導(dǎo)體在正常和短路時(shí)的最高允許溫度及熱穩(wěn)定系數(shù)6載流導(dǎo)體通過(guò)電流時(shí)，相互之間的作用力，稱(chēng)為電動(dòng)力。短路時(shí)沖擊電流所產(chǎn)生的交流電動(dòng)力達(dá)到很大的數(shù)值，可能導(dǎo)致設(shè)備變形或損壞。為保證電器和導(dǎo)體不致破壞，電器和導(dǎo)體因短路沖擊電流產(chǎn)生的電動(dòng)力作用下的應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)材料的允許應(yīng)力。硬導(dǎo)體材料的最大允許應(yīng)力，硬銅140MPa、硬鋁70MPa電動(dòng)力7導(dǎo)體短時(shí)發(fā)熱計(jì)算圖5-1短路時(shí)導(dǎo)體的發(fā)熱過(guò)程

8短路時(shí)導(dǎo)體發(fā)熱的平衡方程式

其中：代入式（5-1）得：（5-2）（5-1）

9（5-2）

（5-3）

整理得：

積分得：

（5-4）

10短路發(fā)熱計(jì)算式中：（5-5）由此得出：

（5-9）11短路發(fā)熱計(jì)算圖5-2導(dǎo)體的θ=f(A)曲線(xiàn)12短路電流熱效應(yīng)值Qk的計(jì)算Qk常用的計(jì)算方法為近似數(shù)值積分法。短路全電流中包含周期分量Ip和非周期分量Inp，其熱效應(yīng)Qk也由兩部分構(gòu)成：13Qk的計(jì)算—周期分量Qp計(jì)算任意函數(shù)y=f(x)的定積分采用辛普生公式計(jì)算:取n＝414Qk的計(jì)算—周期分量Qp計(jì)算進(jìn)一步簡(jiǎn)化計(jì)算，近似認(rèn)為y2=1/2(y1+y3),稱(chēng)為1-10-1法

15Qk的計(jì)算—非周期分量Qnp計(jì)算當(dāng)tk>0.1s時(shí),式中Ta為非周期分量時(shí)間常數(shù)值16Qk的計(jì)算—非周期分量Qnp計(jì)算表5-2非周期分量時(shí)間常數(shù)Ta17導(dǎo)體短路時(shí)的電動(dòng)力計(jì)算兩根細(xì)長(zhǎng)平行導(dǎo)體間的電動(dòng)力計(jì)算（5-18）三相導(dǎo)體水平放置受力最大的為中間相導(dǎo)體短路的電動(dòng)力18（5-22）還應(yīng)考慮母線(xiàn)共振影響對(duì)電動(dòng)力的影響，引入修正系數(shù)β電動(dòng)力最大值的計(jì)算19母線(xiàn)的一階固有振動(dòng)頻率：20考慮共振電動(dòng)力最大值的計(jì)算電動(dòng)力的振動(dòng)頻率為50Hz和100Hz。導(dǎo)體的固有振動(dòng)頻率低于30Hz或高于160Hz時(shí)，β約等于1，既不考慮共振影響。21第二節(jié)電氣設(shè)備選擇的一般條件

22電氣設(shè)備選擇的一般條件一、按正常工作條件選擇

1、額定電壓選擇UN

≥

UNS（5－25）

2、額定電流選擇ΙN

≥

Ιmax（5－26）

3、按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核

要考慮氣溫、風(fēng)速、溫度、污穢等級(jí)、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件對(duì)電氣設(shè)備的影響23二、按短路情況校驗(yàn)1、短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)導(dǎo)體短時(shí)發(fā)熱

電氣設(shè)備選擇的一般條件2、電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)導(dǎo)體的最大受力（5-28）（5-29）24短路電流計(jì)算條件1、容量和接線(xiàn)：最大運(yùn)行方式2、短路種類(lèi)：一般為三相短路3、計(jì)算短路點(diǎn)：可能通過(guò)被選設(shè)備的最大短路電流4、短路計(jì)算時(shí)間：tk=tpr＋tab

25表5-3主要電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目26第三節(jié)母線(xiàn)、電纜和絕緣子的選擇27一、母線(xiàn)選擇

母線(xiàn)選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目：確定母線(xiàn)的材料、截面形狀、布置方式選擇母線(xiàn)的截面積校驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定對(duì)重要的和大電流的母線(xiàn)，要共振校驗(yàn)對(duì)110及以上的母線(xiàn)進(jìn)行電暈校驗(yàn)28一、母線(xiàn)選擇

（一）母線(xiàn)的材料、截面形狀、布置方式1.母線(xiàn)的材料：常用的母線(xiàn)材料有銅、鋁和鋁合金三種2.母線(xiàn)的結(jié)構(gòu)：硬裸母線(xiàn)的截面形狀有矩形、槽形和管形。矩形母線(xiàn)散熱條件好,易于安裝與連接,但集膚效應(yīng)系數(shù)大。槽形母線(xiàn)通常是雙槽形一起用,載流量大,集膚效應(yīng)小,用于電壓等級(jí)不超過(guò)35kV,電流不超過(guò)8000A的回路中。管形母線(xiàn)的集膚效應(yīng)最小,機(jī)械強(qiáng)度最大,還可以采用管內(nèi)通水或通風(fēng)的冷卻措施293.母線(xiàn)的布置形式一、母線(xiàn)選擇

30槽形形母線(xiàn)的布置形式31一、母線(xiàn)選擇

（二）母線(xiàn)截面積選擇方法：1.按最大長(zhǎng)期工作電流選擇,用于發(fā)電廠(chǎng)的主母線(xiàn)和引下線(xiàn)以及持續(xù)電流較小，年利用小時(shí)數(shù)較低的其他回路的導(dǎo)線(xiàn)。2.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇,用于年利用小時(shí)數(shù)高而且長(zhǎng)度較長(zhǎng)負(fù)荷大回路的導(dǎo)線(xiàn)。32按最大長(zhǎng)期工作電流選擇保證母線(xiàn)正常工作時(shí)的溫度不超過(guò)允許溫度（5-32）母線(xiàn)實(shí)際允許載流量與周?chē)h(huán)境溫度及母線(xiàn)的布置方式有關(guān)，若實(shí)際周?chē)h(huán)境溫度與規(guī)定的環(huán)境溫度不同時(shí)，母線(xiàn)的允許溫度要修正，即引入溫度修正系數(shù)kθ。332.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體通過(guò)電流時(shí),會(huì)產(chǎn)生電能損耗。把投資擇算到每年費(fèi)用,加上年損耗費(fèi)為年計(jì)算費(fèi)用,使年計(jì)算費(fèi)用最小的截面為經(jīng)濟(jì)截面Se,J為經(jīng)濟(jì)密度,與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)有關(guān)。（5-32）（5-34）選出的導(dǎo)體還要按按最大長(zhǎng)期工作電流校驗(yàn)34一、母線(xiàn)選擇

（三）母線(xiàn)的熱穩(wěn)定校驗(yàn)方法：計(jì)算滿(mǎn)足短時(shí)發(fā)熱要求的最小截面積,只要選擇的導(dǎo)體截面積大于此面積,就滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求.(5-35)只要S＞Smin就滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求35一、母線(xiàn)選擇

（四）硬母線(xiàn)的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)方法：校驗(yàn)導(dǎo)體受到電動(dòng)力時(shí)，電動(dòng)力產(chǎn)生的計(jì)算應(yīng)力與導(dǎo)體材料允許應(yīng)力的比較，當(dāng)計(jì)算應(yīng)力小于材料允許應(yīng)力時(shí)，動(dòng)穩(wěn)定滿(mǎn)足。(5-39)36一、母線(xiàn)選擇

（四）硬母線(xiàn)的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)1、每相為單條矩形母線(xiàn)的應(yīng)力計(jì)算(5-37)(5-38)W=bh2/6

W=b2h/6

37一、母線(xiàn)選擇

就需要采用一定的措施:限制短路電流變更母線(xiàn)放置方式以加大截面系數(shù)增大母線(xiàn)相間距離減小絕緣子間的跨距或增大母線(xiàn)截面積若不滿(mǎn)足公式:計(jì)算滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定要求的最大絕緣子跨距38一、母線(xiàn)選擇

（四）硬母線(xiàn)的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)1、每相為多條矩形母線(xiàn)的應(yīng)力計(jì)算圖5-8兩條矩形母線(xiàn)襯墊布置39一、母線(xiàn)選擇

（四）硬母線(xiàn)的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)1、每相為多條矩形母線(xiàn)的應(yīng)力計(jì)算計(jì)算思路:每相由多條矩形母線(xiàn)組成,作用在每條導(dǎo)體上總的最大計(jì)算應(yīng)力由相間應(yīng)力和同相不同條間的應(yīng)力組成,應(yīng)分別計(jì)算相間應(yīng)力和條間應(yīng)力,再進(jìn)行相加,不能超過(guò)材料的允許應(yīng)力,相間應(yīng)力的計(jì)算方法同每相單條導(dǎo)體情況,只是截面系數(shù)W不同。40條間應(yīng)力的計(jì)算計(jì)算條間應(yīng)力時(shí)，主要是計(jì)算條間單位長(zhǎng)度的受力，要注意同相母線(xiàn)條間的形狀系數(shù)、電流的分配及電流方向。每相兩條矩形導(dǎo)體，可認(rèn)為相電流在兩條母線(xiàn)之間平均分配，而且條間距離為2倍的b值。每相三條矩形導(dǎo)體，可認(rèn)為電流分布為中間條為20%，兩邊條分別為40%。其他計(jì)算方法同相間應(yīng)力計(jì)算，截面系數(shù)一定為W=b2h/641二、電力電纜選擇電力電纜選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目：電纜芯線(xiàn)材料及型號(hào)額定電壓截面選擇允許電壓降校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)。

42二、電力電纜選擇（一）電纜芯線(xiàn)材料及型號(hào)選擇高溫場(chǎng)所宜用耐熱電纜重要直流回路宜選用阻燃型電纜直埋地下一般選用鋼帶鎧裝電纜潮濕或腐蝕地區(qū)應(yīng)選用塑料護(hù)套電纜敷設(shè)在高差大的地點(diǎn)，應(yīng)采用不滴流或塑料電纜電纜的型號(hào)很多，應(yīng)根據(jù)其用途、敷設(shè)方式和使用條件進(jìn)行選擇電纜芯線(xiàn)有銅芯和鋁芯，國(guó)內(nèi)工程一般選用鋁芯電纜43二、電力電纜選擇電纜的額定電壓應(yīng)大于等于所在電網(wǎng)的額定電壓

（二）電纜額定電壓選擇

（5-47）44二、電力電纜選擇電力電纜截面一般按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇，當(dāng)電纜的最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax=5000小時(shí)，且長(zhǎng)度超過(guò)20m時(shí)，則應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。電纜截面選擇方法與裸導(dǎo)體基本相同，只是修正系數(shù)多考慮一些。（三）電纜截面積選擇

K1、K2為空氣中多根電纜并列和穿管敷設(shè)時(shí)的修正系數(shù)

K3為直埋電纜因土壤熱阻不同的修正系數(shù)

K4為土壤中多根并列修正系數(shù)

45二、電力電纜選擇

（四）電纜允許電壓損失校驗(yàn)46三、支柱絕緣子和穿墻套管的選擇47三、支柱絕緣子和穿墻套管的選擇

支柱絕緣子選擇項(xiàng)目：類(lèi)型和額定電壓選擇短路時(shí)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)穿墻套管選擇項(xiàng)目：類(lèi)型、額定電壓和額定電流選擇短路條件校驗(yàn)熱穩(wěn)定短路條件校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。48第四節(jié)高壓電器的選擇選擇49一、高壓斷路器的原理與選擇高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開(kāi)關(guān)設(shè)備，它的作用在正常情況下接通或斷開(kāi)電路，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)地迅速地?cái)嚅_(kāi)故障電路。斷路器能完成以上功能是因?yàn)閿嗦菲饔型晟频臏缁⊙b置，能夠熄滅在開(kāi)斷電路時(shí)所產(chǎn)生的電弧。斷路器是功能最完善、任務(wù)最繁重、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、價(jià)格也最昂貴的開(kāi)關(guān)電器。50高壓斷路器油斷路器：S為少油、D為多油壓縮空氣斷路器：K六氟化硫斷路器：L真空斷路器：Z51高壓斷路器高壓斷路器選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目：選擇型式：選擇額定電壓：UN≥UNS

選擇額定電流：IN≥Imax

校驗(yàn)開(kāi)斷能力：INbr≥I″

校驗(yàn)熱穩(wěn)定：It2*t≥QK

校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定：ies≥ish52二、高壓隔離開(kāi)關(guān)的原理與選擇分、合避雷器、電壓互感器和空載母線(xiàn)分、合勵(lì)磁電流不超過(guò)2A的空載變壓器關(guān)合電容電流不超過(guò)5A的空載線(xiàn)路隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，不能斷開(kāi)正常負(fù)荷電流，更不能斷開(kāi)短路電流，否則此時(shí)產(chǎn)生的電弧不能熄滅，甚至造成飛弧，會(huì)傷及設(shè)備并且嚴(yán)重危及人身安全。作用：隔離電壓:用隔離開(kāi)關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離倒閘操作:常用隔離開(kāi)關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來(lái)完成分、合小電流路器：

53高壓隔離開(kāi)關(guān)54高壓隔離開(kāi)關(guān)高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目：選擇型式：選擇額定電壓：UN≥UNS

選擇額定電流：IN≥Imax

校驗(yàn)熱穩(wěn)定：It2*t≥QK

校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定：ies≥ish55三、高壓熔斷器的原理與選擇

分、合避雷器、電壓互感器和空載母線(xiàn)分、合勵(lì)磁電流不超過(guò)2A的空載變壓器關(guān)合電容電流不超過(guò)5A的空載線(xiàn)路熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器，它用來(lái)保護(hù)電氣設(shè)備免受過(guò)載和短路電流的損害作用：隔離電壓:用隔離開(kāi)關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離倒閘操作:常用隔離開(kāi)關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來(lái)完成分、合小電流路器：

56高壓熔斷器高壓熔斷器選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目：選擇型式：選擇額定電壓：UN≥UNS

選擇額定電流：IN≥Imax

校驗(yàn)開(kāi)斷能力：INbr≥I″57四、電流互感器的原理與選擇

電流互感器是一種特殊的變壓器，它正常工作在接近短路狀態(tài)，為儀用變流器

作用：將一次系統(tǒng)各回路大電流變?yōu)槎蝹?cè)的5A或1A、0.5A以下的小電流，以便于測(cè)量?jī)x表及繼電器的小型化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化將一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)在電氣方面隔離，同時(shí)互感器二次側(cè)必須有一點(diǎn)可靠接地，從而保證二次設(shè)備及運(yùn)行人員的安全使二次系統(tǒng)脫離一次系統(tǒng)成為獨(dú)立的系統(tǒng)；使測(cè)量和保護(hù)裝置脫離一次設(shè)備構(gòu)成集中的裝置58電流互感器由一、二次繞組及鐵芯構(gòu)成,其一次繞組的匝數(shù)N1很少,一般只有一匝或幾匝,串在一次主回路中,而二次繞組的匝數(shù)N2較多,且與阻抗值很小的電流型負(fù)載如電流表線(xiàn)圈、繼電器電流線(xiàn)圈及電度表電流線(xiàn)圈等串接。一次繞組電流由一次主回路決定,不受二次回路的影響;二次電流則主要決定于一次繞組的電流,但也受負(fù)載阻抗的影響。因?yàn)樨?fù)載阻抗值很小,電流互感器的正常工作狀態(tài)近似于變壓器的短路狀態(tài)，59電流互感器電流互感器注意事項(xiàng)：

二次側(cè)繞組嚴(yán)禁開(kāi)路:運(yùn)行中的電流互感器一旦其二次回路開(kāi)路,F2則為零,故有F1=F0,一次側(cè)電流磁勢(shì)全部用作激磁,在二次側(cè)感應(yīng)出很高的電壓,對(duì)工作人員的安全構(gòu)成威脅;還可能造成二次回路的絕緣擊穿,甚至引發(fā)火災(zāi),很大的激磁磁勢(shì)作用在鐵芯中,將使鐵芯過(guò)度飽和而導(dǎo)致嚴(yán)重發(fā)熱,使互感器燒壞.

二次側(cè)繞組要接地

注意接線(xiàn)極性60電流互感器的誤差與準(zhǔn)確度級(jí)電流誤差：相角誤差：二次電流轉(zhuǎn)過(guò)180°后一次電流所夾的角度即為相位誤差。

電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)：為電流互感器的最大允許電流誤差的百分值。61準(zhǔn)確級(jí)一次電流為額定電流的百分?jǐn)?shù)（%）誤差限值二次負(fù)荷變化范圍電流誤差（±%）相角誤差（±′）0.21020100~1200.50.350.2201510（0.25~1）S2N0.51020100~12010.750.560453011020100~12021.511209060350~1203不規(guī)定（0.5~1）S2N1050~12010不規(guī)定（0.5~1）S2N表5-14電流互感器準(zhǔn)確級(jí)和誤差限值

62電流互感器的接線(xiàn)63電流互感器的選擇高壓熔斷器選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目：結(jié)構(gòu)類(lèi)型選擇額定電壓選擇:UN≥UNS

額定電流的選擇:IN≥Imax

電流互感器準(zhǔn)確級(jí)和額定容量的選擇熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)64五、電壓互感器的原理與選擇電壓互感器也是一種特殊的變壓器，它正常工作在接近空載狀態(tài)，為儀用變壓器.作用：將一次側(cè)的高電壓變?yōu)槎蝹?cè)的標(biāo)準(zhǔn)化低電壓（100V），以便于測(cè)量?jī)x表及繼電器的小型化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化將一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)在電氣方面隔離，同時(shí)互感器二次側(cè)必須有一點(diǎn)可靠接地，從而保證二次設(shè)備及運(yùn)行人員的安全使二次系統(tǒng)脫離一次系統(tǒng)成為獨(dú)立的系統(tǒng)；使測(cè)量和保護(hù)裝置脫離一次設(shè)備構(gòu)成集中的裝置65電壓互感器

由一、二次繞組及鐵芯構(gòu)成,其一次繞組的匝數(shù)N1很多,并在一次主回路中,而二次繞組的匝數(shù)N2較少,二次側(cè)并聯(lián)接入測(cè)量?jī)x表和繼電器的電壓線(xiàn)圈其阻抗非常大，故所帶負(fù)荷很小，致使電壓互感器正常工作時(shí)接近變壓器的空載狀態(tài)。66電壓互感器

電流互感器注意事項(xiàng)：

二次側(cè)繞組嚴(yán)禁短路:電壓互感器的一、二次電壓有基本固定的倍數(shù)關(guān)系，但它是以二次負(fù)載接近空載為條件。過(guò)大的負(fù)載引起繞組過(guò)熱；在極端情況下，若二次側(cè)發(fā)生短路，電壓互感器二次側(cè)將感應(yīng)大電流，可能使電壓互感器被燒毀

二次側(cè)繞組要接地

注意接線(xiàn)極性67電壓互感器的誤差與準(zhǔn)確度級(jí)

電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)就是在二次負(fù)荷從額定值锝.25~1，COSφ2=0.8和一次電壓不超過(guò)額定值的0.9~1.1時(shí)電壓誤差的最大限值的百分?jǐn)?shù)。

電壓誤差或比差

：相角誤差：相位差為旋轉(zhuǎn)180°的二次電壓相量-與一次電壓之間的夾角δ.超前于時(shí)為正,反之，為負(fù)。68表5-14電壓互感器準(zhǔn)確級(jí)和誤差限值

69電壓互感器的接線(xiàn)70電壓互感器的選擇高壓熔斷器選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目：結(jié)構(gòu)類(lèi)型選擇額定電壓選擇:電流互感器準(zhǔn)確級(jí)和額定容量的選擇

71第五節(jié)低壓電器的選擇選擇72低壓開(kāi)關(guān)電器按作用大體上也可分為隔離電源的開(kāi)關(guān)、投切負(fù)荷電流的開(kāi)關(guān)、保護(hù)電器以及多功能的斷路器。在低壓電路中，隔離電源容易實(shí)現(xiàn)也便于判明，不必如高壓電路那樣要求有明顯可見(jiàn)的斷口。低壓滅弧裝置也較簡(jiǎn)單易行，常做成隔離電源和投切一定的負(fù)荷電流相結(jié)合的連接電源開(kāi)關(guān)，如帶消弧罩的閘刀開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)和負(fù)荷開(kāi)關(guān)。在低壓用電設(shè)備中有大量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，不但啟動(dòng)電流大且有頻繁啟動(dòng)和自動(dòng)控制等要求，一般用交流接觸器或磁力起動(dòng)器。低壓電器的原理73二低壓電器的選擇低壓電器的選擇與高壓電器選擇無(wú)原則上的區(qū)別。高壓設(shè)備的長(zhǎng)期與短時(shí)發(fā)熱及電動(dòng)力計(jì)算的基本理論同樣適用于低壓電器，一般選擇也基本相同。74二低壓電器的選擇

低壓電器的特點(diǎn)有：（1）低壓電器控制的負(fù)荷多是直接起動(dòng)的感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)電流大，且常有頻繁操作、自動(dòng)控制和就地操作試機(jī)等要求。（2）低壓網(wǎng)絡(luò)短路電流大，但設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸小，特別是操作類(lèi)的電器都有滿(mǎn)足操作頻繁、輕便等要求。當(dāng)難以從制造上達(dá)到完全的動(dòng)、熱穩(wěn)定時(shí)，允許用“保安電流”替代。（3）低壓網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)的選擇性、靈敏性和快速性等要求由熔斷器和自動(dòng)開(kāi)關(guān)的有關(guān)參數(shù)選擇來(lái)滿(mǎn)足。（4）低壓網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，通常都由小容量配電變壓器供電，其短路電流限制在一定的范圍，具有較強(qiáng)的界限性；充分利用這些特點(diǎn)可以簡(jiǎn)化低壓電器的選擇，減少選擇75第六節(jié)發(fā)電廠(chǎng)和變電所主變壓器的選擇

76一變壓器容量、臺(tái)數(shù)的確定原則主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線(xiàn)的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5~10年發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線(xiàn)回路數(shù)、電壓等級(jí)已經(jīng)接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。77單元接線(xiàn)時(shí)變壓器容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠(chǎng)用負(fù)荷后，留有10%的裕度來(lái)確定。采用擴(kuò)大單元接線(xiàn)時(shí)，應(yīng)盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應(yīng)按單元接線(xiàn)的計(jì)算原則算出的兩臺(tái)機(jī)容量之和來(lái)確定。（一）單元接線(xiàn)的主變壓器容量的確定原則78（二）具有發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)接線(xiàn)的主變壓器容量的確定原則1.當(dāng)發(fā)電機(jī)全部投入運(yùn)行時(shí),在滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)電壓供電的日最小負(fù)荷,并扣除廠(chǎng)用負(fù)荷后,主變壓器應(yīng)能將發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)上的剩余有功和無(wú)功容量送入系統(tǒng)。2.當(dāng)接在發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)上的最大一臺(tái)機(jī)組檢修或故障時(shí),主變壓器應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率,保證發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)上最大負(fù)荷的需要。3.若發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)上接有兩臺(tái)或以上的主變壓器時(shí)，當(dāng)其中容量最大的一臺(tái)因故推出運(yùn)行時(shí)，其它主變壓器在允許正常過(guò)負(fù)荷范圍內(nèi)，應(yīng)能輸送母線(xiàn)剩余功率的70%以上；4.對(duì)水電比重較大的系統(tǒng)，由于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行之要求，應(yīng)充分利用水能。在豐水期，有時(shí)可能停用火電廠(chǎng)的部分或全部機(jī)組。此時(shí)，火電廠(chǎng)主變壓器應(yīng)具有從系統(tǒng)倒送功率的能力，以滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)上最大負(fù)荷的要求。79（三）連接兩種升高電壓母線(xiàn)的聯(lián)絡(luò)變壓器容量的確定原則1.聯(lián)絡(luò)變壓器容量應(yīng)能滿(mǎn)足兩種電壓網(wǎng)絡(luò)在各種不同運(yùn)行方式下，網(wǎng)絡(luò)間的有功功率和無(wú)功功率交換。2.聯(lián)絡(luò)變壓器容量一般不應(yīng)小于接在兩種電壓母線(xiàn)上最大一臺(tái)機(jī)組的容量，以保證最大一臺(tái)機(jī)組故障或檢修時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器來(lái)滿(mǎn)足本側(cè)負(fù)荷的要求；同時(shí)。也可在線(xiàn)路檢修或故障時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器將剩余容量送入另一系統(tǒng)。3.聯(lián)絡(luò)變壓器為了布置和引線(xiàn)方便，通常只選一臺(tái)，在匯總性點(diǎn)接地方式允許條件下，以選自耦變壓器為宜。其第三繞組兼作場(chǎng)用備用電源或引接無(wú)功補(bǔ)償裝置。80（四）變電所主變壓器容量確定原則變電所主變壓器容量，一般應(yīng)按5~10年規(guī)劃負(fù)荷來(lái)選擇。根據(jù)城市規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量。對(duì)重要變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿(mǎn)足Ⅰ類(lèi)及Ⅱ類(lèi)負(fù)荷的供電；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能滿(mǎn)足全部負(fù)荷的70%~80%。81二、主變壓器型式選擇原則（一）相數(shù)的確定330kV及以下電力系統(tǒng)，一般都應(yīng)選用三相變壓器變壓器制造條件和運(yùn)輸條件的限制，選用三臺(tái)單相變壓器組成.82（二）繞組數(shù)的確定二、主變壓器型式選擇原則雙繞組普通式三繞組式自耦式以低壓繞組分裂式83（三）繞組接線(xiàn)組別的確定二、主變壓器型式選擇原則變壓器三相繞組的接線(xiàn)組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運(yùn)行。變壓器三相繞組的連接方式應(yīng)根據(jù)具體工程來(lái)確定。別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運(yùn)行。

110kV及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“YN”連接；35kV采用“Y”連續(xù)，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線(xiàn)圈接地；35kV以下高壓電壓，變壓器三組繞組都采用“D”連接。84二、主變壓器型式選擇原則切換方式有兩種：不帶電切換，稱(chēng)為無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在±2×2.5%以?xún)?nèi)；另一種是帶負(fù)荷切換，稱(chēng)為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30%，一致，否則，不能并列運(yùn)行。

（四）調(diào)壓方式的確定85二、主變壓器型式選擇原則1.自然風(fēng)冷卻:2.強(qiáng)迫空氣冷卻又簡(jiǎn)稱(chēng)風(fēng)冷式:3.強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻4.強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻5.強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻6.水內(nèi)冷變壓器（五）冷卻方式選擇86第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請(qǐng)盡量言簡(jiǎn)意賅的闡述觀(guān)點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動(dòng)、換向；

2.輔機(jī)的啟動(dòng)；

3.為氣動(dòng)裝置提供氣源；

4.為氣動(dòng)工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患?jí)吸氣狀態(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類(lèi)：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類(lèi)：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)單級(jí)活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長(zhǎng)的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動(dòng)件少（軸承與滑片），潤(rùn)滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時(shí)有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬(wàn)小時(shí)以上，依然完好如初，按十萬(wàn)小時(shí)相當(dāng)于每日以十小時(shí)運(yùn)作計(jì)算，可長(zhǎng)達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過(guò)。滑(葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時(shí)以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開(kāi)始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開(kāi)始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴(lài)的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過(guò)濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動(dòng)疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過(guò)濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過(guò)濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開(kāi)發(fā)并問(wèn)世的高科技?jí)嚎s機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長(zhǎng)壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動(dòng)件渦卷付，只有磨合沒(méi)有磨損，因而壽命更長(zhǎng)，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個(gè)運(yùn)動(dòng)部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動(dòng)渦卷付形成多個(gè)相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動(dòng)渦卷作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過(guò)程

1—2壓縮過(guò)程

2—3排氣過(guò)程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）

壓縮分類(lèi)：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對(duì)氣缸的冷卻，省功、對(duì)氣缸潤(rùn)滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時(shí)，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動(dòng)發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對(duì)容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見(jiàn)表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過(guò)程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過(guò)程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過(guò)程中，機(jī)件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來(lái)衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強(qiáng)對(duì)氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來(lái)衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴(yán)密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴(yán)密配合。