1、第六章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇,6.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件,引言,盡管電力系統(tǒng)中各種設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。 電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。,一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備,設(shè)計(jì)時(shí)：UNUNs。 電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓： 220kV及以下為1.15 UN ； 330kV及以下為1.1 UN 。 電氣設(shè)備的最高允許電壓為設(shè)備額定電壓的1.11.15倍。,1. 額定電壓,一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備,設(shè)計(jì)時(shí)：INImax。 IN是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允許電流。

2、Imax 為電氣設(shè)備所在回路的最大持續(xù)工作電流。不同回路的計(jì)算方法不同，如： 發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器回路， Imax =1.05IGN； 母聯(lián)斷路器回路的 Imax 一般可取母線上最大一臺發(fā)電機(jī)或變壓器的Imax ； 母線分段電抗器的 Imax 應(yīng)為母線上最大一臺發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)，保證該段母線負(fù)荷所需的電流，或最大一臺發(fā)電機(jī)額定電流的50%80%。,2. 額定電流,一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備,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、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超過一般電氣設(shè)備規(guī)定的使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。,3. 環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響,一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備,一般非高原

3、型的電氣設(shè)備使用環(huán)境的海拔高度不超過1000 m。 當(dāng)?shù)貐^(qū)海拔超過制造廠家的規(guī)定值時(shí)，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應(yīng)減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，則電氣設(shè)備的最高允許工作電壓應(yīng)修正。 當(dāng)最高允許工作電壓不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采用高原型電氣設(shè)備，或采用外絕緣提高一級的產(chǎn)品。,3. 環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響,(1) 海拔高度的影響,一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備,電氣設(shè)備的額定電流是指在基準(zhǔn)環(huán)境溫度下，能允許長期通過的最大工作電流。此時(shí)電氣設(shè)備的長期發(fā)熱溫升不超過其允許溫度。 在實(shí)際運(yùn)行中，周圍環(huán)境溫度直接影響電氣設(shè)備的發(fā)熱溫度，所以當(dāng)環(huán)境溫度不等于電氣設(shè)備的基準(zhǔn)環(huán)境溫度時(shí)，其額定電流必須

4、進(jìn)行修正。 我國生產(chǎn)的電氣設(shè)備一般使用的額定環(huán)境溫度為+40。,3. 環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響,(2) 環(huán)境溫度的影響,一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備,根據(jù)電氣設(shè)備的裝置地點(diǎn)、使用條件、檢修和運(yùn)行等要求，對電器進(jìn)行種類（屋內(nèi)或屋外）和型式（防污型、防爆型、濕熱型等）的選擇。,4. 其它選擇,二、按短路狀態(tài)校驗(yàn),1. 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn),含義：短路電流通過時(shí)，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。 條件：,短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng),It、t 電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間,二、按短路狀態(tài)校驗(yàn),含義：電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。 條件：iesish 或 IesIsh 式中 ish、I

5、sh短路沖擊電流幅值及其有效值； ies、Ies電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值及其有效值。,2. 電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn),二、按短路狀態(tài)校驗(yàn),容量： 按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。 接線： 采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式。 短路種類： 一般按三相短路驗(yàn)算，若其他種類短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗(yàn)算。,3. 短路電流計(jì)算條件,二、按短路狀態(tài)校驗(yàn),計(jì)算短路點(diǎn)： 同一電壓等級各短路點(diǎn)的短路電流值均相等，但通過各支路的短路電流將隨著短路點(diǎn)的位置不同而不同。 在校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，必須確定電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重的短路點(diǎn)，使通過的短路電流校驗(yàn)值為

6、最大。,3. 短路電流計(jì)算條件,二、按短路狀態(tài)校驗(yàn),短路電流熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間：,4. 短路計(jì)算時(shí)間,開斷電流計(jì)算時(shí)間：,燃弧時(shí)間,繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 （后備保護(hù)）,斷路器全開斷時(shí)間,斷路器固有分閘時(shí)間,繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 （主保護(hù)）,斷路器固有分閘時(shí)間,2.2 發(fā)電廠的電氣部分,一、300MW發(fā)電機(jī)組電氣部分,采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線。 由于額定電流很大，采用全連式分相封閉母線。,1. 電氣主接線,一、300MW發(fā)電機(jī)組電氣部分,2. 主要電氣設(shè)備,發(fā)電機(jī) 主變壓器 高壓廠用變壓器 電壓互感器 高壓熔斷器 避雷器 電流互感器 中性點(diǎn)接地變壓器,一、300MW發(fā)電機(jī)組電氣部分,采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線

7、，無發(fā)電機(jī)出口斷路器和隔離開關(guān)。 在主變壓器低壓側(cè)引接一臺高壓廠用變壓器，供給廠用電。 在發(fā)電機(jī)出口側(cè)，通過高壓熔斷器接三組電壓互感器和一組避雷器。 在發(fā)電機(jī)出口側(cè)和中性點(diǎn)側(cè)，每相裝有電流互感器 4 只。,3. 接線特點(diǎn),一、300MW發(fā)電機(jī)組電氣部分,高壓廠用變壓器高壓側(cè)每相裝有電流互感器 4 只。,3. 接線特點(diǎn),發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接有中性點(diǎn)接地變壓器。,一、300MW發(fā)電機(jī)組電氣部分,供電可靠。封閉母線有效地防止了灰塵、潮氣等污穢和外物造成的短路。 運(yùn)行安全。母線封閉在外殼內(nèi)，且外殼接地，使工作人員不會(huì)觸及帶電導(dǎo)體。 由于外殼的屏蔽作用，母線電動(dòng)力大大減少，而且基本消除了母線周圍鋼構(gòu)件的發(fā)熱。

8、 運(yùn)行維護(hù)工作量小。,4. 封閉母線的優(yōu)點(diǎn),二、600MW發(fā)電機(jī)組電氣部分,1. 電氣主接線,采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線。 由于額定電流（19245A）很大，采用全連式分相封閉母線。,二、600MW發(fā)電機(jī)組電氣部分,發(fā)電機(jī) 主變壓器 高壓廠用變壓器 電壓互感器 電容器 避雷器 電流互感器 中性點(diǎn)接地變壓器,2. 主要電氣設(shè)備,二、600MW發(fā)電機(jī)組電氣部分,采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，無發(fā)電機(jī)出口斷路器和隔離開關(guān)。 主變壓器采用三個(gè)單相雙繞組變壓器接成三相組，低壓側(cè)繞組接成三角形，高壓側(cè)繞組接成星形。 在主變壓器低壓側(cè)引接一臺高壓廠用變壓器，供給廠用電。,3. 接線特點(diǎn),二、600MW發(fā)電機(jī)組電氣部分,在發(fā)電機(jī)出口側(cè)和中性點(diǎn)側(cè)，每相裝有電流互感器 3 只。 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接有中