主要電氣裝置選擇

2022-11-12 16:39:05 字數 2864 閱讀 8310

導體和電氣裝置的選擇是電氣設計的主要內容之一。儘管電力系統中各種電氣裝置的作用和工作條件並不一樣,具體選擇方法也不相同,但對它們的基本要求卻是一致的。電氣裝置要能可靠的工作,必須按正常條件進行選擇,並按短路狀態來校驗熱穩定和動穩定。

一、 正常工作條件選擇電氣裝置

1. 額定電壓

通常規定一般電氣裝置允許的最高工作電壓為裝置額定電壓的10.到1.15倍,而電網執行電壓的波動範圍,一般不超過電網額定電壓的1.

15倍。因此,在選擇電氣裝置時,一般可按照電氣裝置的額定電壓不低於裝置地點電網額定電壓的條件選擇,即

2. 額定電流

電氣裝置的額定電流是指額定環境溫度下,電氣裝置的長期允許電流。應不小於該迴路在各種合理執行方式下的最大持續工作電流,即

出線迴路的除了要考慮正常符合電流外,還應考慮事故時由其他迴路轉移過來的負荷。

3. 環境條件對裝置選擇的影響

當電氣裝置安裝地點的環境條件如溫度、風速、汙穢等級、海拔高度、**強烈程度和覆冰厚度等環境條件超過一般電氣裝置使用條件時,應採取措施。在工程設計時正確選擇環境最高溫度,對電氣裝置執行的安全性和經濟性至關重要。選擇導體及電氣裝置的環境最高溫度宜採用下表所列資料。

表6-1 選擇導體和電氣裝置的環境最高溫度

此外,還應按電氣裝置的安裝地點、使用條件、檢修、執行和環境保護等要求,對電氣裝置進行種類和型式的選擇。

二、 高壓斷路器的原理及選擇

1.高壓斷路器是發電廠與變電站中主系統的重要開關器。高壓斷路器的主要功能是:

正常執行時倒換執行方式,把裝置或線路接入電路或推出執行,起到控制作用;當裝置或線路發生最大故障時,能快速切除故障迴路、保證無故障部分正常執行,起到保護作用。高壓斷路器的最大特點是能斷開電氣裝置中負荷電流和短路電流。

2.斷路器種類和型式的選擇

按照斷路器採用的滅弧介質可分為油斷路器、壓縮空氣斷路器、斷路器、真空斷路器等。

(1)油斷路器:由於油斷路器的開關效能差,且110kv電壓以上產品為積木式、多埠的結構,很難實現埠電壓均衡,因而其在500kv及以上電壓等級禁止使用。

(2)壓縮空氣斷路器:採用壓縮空氣做為滅弧介質,具有大容量下開斷能力強及開斷時間短的特點,但結構複雜、尚需配置壓縮空氣裝置,**嬌貴,而且合閘時排氣噪音大,所以主要用於220kv及以上電壓的屋外配電裝置。

(3)斷路器:採用不可燃和有優良絕緣與滅弧效能的氣體作為滅弧介質,具有優良的開斷效能。此種斷路器執行可靠性高,維護工作量小,故適用於各種電壓等級,特別在220kv及以上配電裝置中得到最廣泛的應用。

但是,斷路器在35kv及以下屋內配電裝置中使用較少,這是因為本身無毒,但分解物有毒性,而且比重較空氣大5.1倍,所以將斷路器布置在屋內,需要良好的通風、排風和可靠的檢漏與檢測裝置,以防人員中毒及窒息。

(4)真空斷路器:利用真空的高介質強度滅弧,具有滅弧時間短、低雜訊、高壽命及可頻繁操作等優點,已經在35kv及以下的配電裝置中獲得最廣泛的應用。

選擇斷路器型式時,應根據各類斷路器的特點及使用環境、條件而定。

3.額定電壓和電流選擇

高壓斷路器的額定電壓和額定電流選擇需滿足

,式中:分別為斷路器和電網的額定電壓(kv)、分別為斷路器的額定電流和電網的最大負荷電流。

4.開斷電流選擇

高壓斷路器的額定電流開關是指在額定電壓下能保證正常開斷時的最大短路電流,它是表徵高壓斷路器開斷能力的重要引數。高壓斷路器在低於額定電壓下,開斷電流可以提高,但猶豫滅弧裝置機械強度的限制,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極限開斷電流。

在中大型發電廠和樞紐變電站使用快速保護和高速斷路器,其開斷時間小於0.1秒,當在電源附近短路時,短路電流的非週期分量可能超過週期分量的20%,需要用短路計算時間對應的短路電流進行校驗,即

=式中:為開斷瞬間短路電流週期分量有效值,當開斷時間小於0.1秒時, (a);

當非週期分量所佔實際比值大於20%時,超過了斷路器型式試驗的條件,因此還應向製造部門要求補充試驗資料。

5.短路開合電流的選擇

在斷路器合閘之前,若線路上已經存在短路故障,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(預擊穿),更容易發生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞;且斷路器在關合短路電流時,不可避免地在接通後又自動跳閘,此時還要求能夠切斷短路電流,因此,額定關合電流是斷路器的重要引數之一。為了保證斷路器在關合短路時的安全,斷路器的額定短路關合電流不應小於短路電流最大衝擊值,即

三、 裸導體的選擇

1.導體選型

導體是由銅、鋁、鋁合金製成。載流導體一般使用鋁或鋁合金材料。純鋁的成型導體一般為矩形、槽型和管型;鋁合金導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,但強度太差;銅導體只用在持續工作電流大,且出線位置特別狹窄或汙穢,對鋁有嚴重腐蝕的場所。

2.導體截面選擇

導體截面可按長期發熱允許電流或經濟電流密度選擇。

對年負荷利用小時數大()傳輸容量大,長度在20m以上的導體,如發電機、變壓器的連線導體其截面一般按經濟電流密度選擇。而配電裝置的匯流母線通常在正常執行方式下,傳輸容量不大,故可按長期允許電流來選擇。

按導體長期發熱允許電流選擇

按導體長期發熱允許電流選擇,則計算式為

式中:為導體所在迴路中最大持續工作電流(a); 為在額定環境溫度為25度時導體允許電流(a);k為與實際環境溫度和海拔有關的綜合修正係數,見附表3.

綜合修正係數k還可以計算為

式中:、分別為導體安裝處的實際環境溫度和導體額定載流量的基準溫度;為導體長期發熱允許最高溫度。

按經濟電流密度選擇

按經濟電流密度選擇導體截面可使用年計算費用最低。不同種類的導體和不同的最大負荷利用小時數將有乙個年計算費用最低的電流密度,成為經濟電流密度j。各種鋁導體的經濟電流密度如圖所示。

導體的經濟截面為

應盡量選擇接近上式計算的標準截面,為節約投資允許選擇小於經濟截面電導體。按經濟電流密度選擇的導體截面的允許電流還必須滿足式的要求。

電氣裝置選擇方法

主要包括變壓器 斷路器 隔離開關的選擇 1 電氣裝置選擇的一般條件 1.1 按正常工作條件選擇 1 按額定電壓選擇 1 1 指電氣裝置的額定電壓 指裝置所在電網的電壓等級的額定電壓。2 按額定電流選擇 電氣裝置的額定電流是指在額定環境條件 環境溫度 日照 海拔 安裝條件等 下,電氣裝置的長期允許電流...

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