电气设备的选择与校验20

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用电气设备提供了依据。
高压电气设备选择和校验项目
2 I t2t I tima al c
第五章供电系统中电气设备的选择及校验
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1 2 3 4 5 6 7
电气设备选择的一般原则 高压开关电器的选择 互感器的选择 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择 高压开关柜的选择 低压熔断器选择 低压断路器选择
3U N I
(3.35)2× (1.1+0.1) =13.5 kA2s
3 10 .5 3.35 60.9MVA
合格
5
断流 容量
300 MVA

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合格
第五章供电系统中电气设备的选择及校验
2)高压隔离开关选择
隔离开关只需要选择额定电压和额定电流,校 验动稳定度和热稳定度。 例5-2 按例5-1所给的电气条件,选择柜内隔离开关。 解:由于10kV出线控制采用成套开关柜,查P294表 A-5选择GN6 -10T/600高压隔离开关。选择计算结果 列于下表。
第五章供电系统中电气设备的选择及校验
序号
1 2 SN10-10I/630 选择 要求 ≥ ≥ 安装地点 电气条件 结论
项目
UN IN imax
数据
10kV 630A
项目
UW.N IC ish(3)
计算数据
10kV 275A 合格 合格
3
40kA

8.54kA
合格
4
I t2 t
162×4 =1024 kA2﹒s ≥ I∞2tima
四. 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择
一) 母线选择
母线都用支柱绝缘子固定在开关柜上,因而无 电压要求,其选择条件如下。 1.型号选择 母线的种类有矩形母线和管形母线,母线的材料 有铜、铝。目前变电所的母线除大电流采用铜母线以 外,一般尽量采用铝母线。变配电所高压开关柜上的 高压母线,通常选用硬铝矩形母线(LMY)。
二)支柱绝缘子的选择
1、按使用场所(户内、户外)选择型号; 2、选择额定电压; 3、校验动稳定
Fc(3) ≤ K Fal
式中,Fal为支柱绝缘子最大允许机械破坏负荷; 按弯曲破坏负荷计算时,K=0.6,按拉伸破坏负荷计算 时,K=1;Fc(3)为短路时冲击电流作用在绝缘子上的 计算力,母线在绝缘子上平放时,按Fc(3)= F(3)计算, 母线竖放时,则Fc(3)=1.4 F(3)。
第五章供电系统中电气设备的选择及校验
序号
1 2 GN -10T/600 项目 UN IN imax 数据 10kV 600A ≥ ≥ 选择 要求 安装地点 电气条件 项目 UW.N IC ish(3) 计算数据 10kV 275A 合格 合格 结论
3
52kA

8.54kA
合格
4
It2×t
202×5 =2000k A2﹒s ≥ I∞2tima
5. 热稳定校验 I∞(3) 2 tima ≤ It 2· t 式中,It为热短时的电流有效值;t为热稳定短路电流 有效值试验时间。
例5-5 选择例5-1总降变电所 10kV室内母线,已知铝 母线的经济电流密度为1.15,假想时间为1.7s,母线 水平放置在支柱绝缘子上,型号为ZA-10Y,跨距为 1.1m,母线中心距为0.3m,变压器10kV套管引入配电 室穿墙套管型号为CWL-10/600,相间距离为0.22m, 与最近一个支柱绝缘子间的距离为1.8m,试选择和 校验母线、支柱绝缘子、穿墙套管是否满足动稳定 和热稳定的要求。
2.母线截面选择 (1)对一般汇流母线按计算电流选择母线截面 Ial ≥ Ic 式中,Ial为汇流母线允许的载流量(A);Ic为汇集到母线 上的计算电流(A) (2)对年平均负荷、传输容量较大时,宜按经济电流密 度选择母线截面 Sec = Ic / j ec 式中,j ec为经济电流密度,Sec为母线经济截面。
第五章供电系统中电气设备的选择及校验
例5-1
试选择某35kV户内型变电所主变压器二次侧 高压开关柜的高压断路器,已知变压器35/10.5kV, 5000kVA, 安装处三相最大短路电流为3.35kA, 冲击短路电流为8.54kA,三相短路容量为 60.9MVA,继电保 护动作时间为1.1s。
GG-1A(F)型固定式高压开关设备
三)穿墙套管的选择
1.使用场所选择结构型式⑵选择额定电压; 2.选择额定电流; 3.校验动稳定度和热稳定度。
4.动稳定校验
Fc≤0.6Fal
Fc = K(l1+l2) ·ish (3) 2×10-7N /a 式中, Fc为三相短路冲击电流作用于穿墙套管上的 计算力(N);Fal为穿墙套管允许的最大抗弯破坏负 荷(N);l1为穿墙 套管与最近一个支柱绝缘子之间的 距离(m), l2为套管本身的长度(m),a为相间距 离,K = 0.862。
3.硬母线动稳定校验 al ≥c
式中,al为母线最大允许应力(Pa),硬铝母线(LMY) al=70Mpa,硬铜母线(TMY)al=140Mpa;c为母线 短路时冲击电流ish(3)产生的最大应力。
4.母线热稳定校验
S Smin I
3
式中,I∞(3)为三相短路稳态电流(A),tima为假想时间 (s);C为导体的热稳定计算系数。
tima C
母线应力计算
5.母线应力计算 母线形状分:圆形、矩形、楔形。 截面按经济电流密度选: Sec = Ic / j ec 力稳定校验: al>,其中 al为母线允许应力 (Cu:140MPa、Al:70MPa); 计算应力:=M/w,w为截面系数,见下图。 M为最大弯曲力矩: 三个支柱绝缘子(二 跨)M=F(3)l/8;四个 或四个以上支柱绝缘 子(二跨以上) M=F(3)l/10。
(2) 线圈铁芯特性 测量用的电流互感器的铁芯在一次电路短路时易于 饱和,以限制二次电流的增长倍数,保护仪表。保护用 的电流互感器铁芯则在一次电流短路时不应饱和,二次 电流与一次电流成比例增长,以保证灵敏度要求。 (3) 变流比与二次额定负荷 电流互感器的一次额定电流有多种规格可供用户 选择,二次绕组回路所带负荷不应超过额定负荷值。 2.电流互感器的选择
第五节供电系统中电气设备的选择及校验
一. 电气设备选择的一般原则 2.按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定
(1)动稳定校验 imax≥ ish (3)
或Imax≥ Ish (3)
式中,imax为电气设备的极限通过电流峰值;Imax 为电气设备的极限通过电流有效值。 (2)热稳定校验 It2t ≥It(3)2tima 式中, It为电气设备的热稳定电流;t为热稳定时间。
二)电压互感器选择 1.按装设点环境及工作要求选择电压互感器型号 2.电压互感器的额定电压应不低于装设点线路额定 电压 3.按测量仪表对电压互感器准确度要求选择并校验 准确度 计量用电压互感器准确度选0.5级以上,测量用的准确 度选1.0~3.0级,保护用的准确度为3P级和6P级。 准确度校验:二次侧负荷S2应不大于电压互感器二 次侧额定容量,即 S2≤S2N
(3.35)2× (1.1+0.1) 合格 = 13.5 kA2s
三.
互感器的选择
一)电流互感器选择 高压电流互感器二次侧线圈一般有一至数个不等,其中一 个二次线圈用于测量,其他二次线圈用于保护。 1.电流互感器的主要性能 (1) 准确级 电流互感器测量线圈的准确级设为0.2、0.5、 1、3共4个级别(数值越小越精确),保护用的互感器 或线圈的准确级一般为5P级和10P级两种,电流误差分别 为1%和3%,其复合误差分别为5%和10%。
故满足准确度要求。
(2) 动稳定校验
Kes×√2 I1N=160×1.414×0.4kA=90.50>ish =8.54kA 满足动稳定要求。 (3) 热稳定度校验
(Kt I1N)2· t=(75×0.4)2×1=900> I∞(3)2 tima =3.352×1.2=13.5kA2s
满足热稳定要求。 所以选择LQJ-10 400/5A型电流互感器满足要求。
第五章供电系统中电气设备的选择及校验
一. 电气设备选择的一般原则 1.按工作环境及正常工作条件选择电气设备 (1)根据电气装置所处的位置(户内或户外)、使 用环境和工作条件,选择电气设备型号等。 (2)按工作电压选择电气设备的额定电压 UN ≥UW· N (3)按最大负荷电流选择电气设备的额定电流 IN ≥Imax 或 I N ≥I c
It2t≥I∞(3)2tima
第五章供电系统中电气设备的选择及校验
5.开关电器断流能力校验
Soc ≥Sk· max或
Ioc ≥Ikmax(3)
式中,Ioc 、Soc为制造厂提供的最大开断电流和开断 容量。 1)高压断路器选择 按断路器使用场合、环境条件来选择型号,然 后再选择额定电压、额定电流值,最后校验动稳定、 热稳定和断流容量。
第五章供电系统中电气设备的选择及校验
3.开关电器断流能力校验 对具有断流能力的高压开关设备需校验其断流能力, 开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。 即: Ioc≥ Ikmax (3) 或 S∝ ≥ S k .max
第五章供电系统中电气设备的选择及校验
二.高压开关电器的选择
高压开关电器主要指高压断路器、高压熔断器、 高压隔离开关和高压负荷开关。具体选择如下: 1.根据使用环境和安装条件选择设备的型号 2.按正常条件选择设备的额定电压和额定电流 3.动稳定校验 imax ≥ish(3) 4.热稳定校验 或 Imax ≥Ish(3)
( 1)电流互感器型号的选择
根据安装地点和工作要求选择电流互感器的型号。
(2)电流互感器额定电压的选择 电流互感器额定电压应不低于装设点线路额定电压。 (3)电流互感器变比选择
根据一次负荷计算电流Ic选择电流互感器变比。电流互 感器一次侧额定电流有20、30、40、50、75、100、150、 200、300、400、600、800、1000、1200、1500、2000 (A)等多种规格,二次侧额定电流为5A或1A 。
解:根据变压器10kV额定电流275A,查P296附录表A-7, 选变比为400/5 A的LQJ-10型电流互感器,Kes=160, Kt=75(1s),0.5级二次绕组的Z2N0.4W。 (1)准确度校验 S2N≈I2N2Z2N=52×0.4=10VA S2≈∑Si+I2N2(RWL+RXC) =(0.5+0.5+3/2)+52×[√3×2/(53×2.5)+0.1]=5.65< 10VA
式中,Si、Zi为二次回路中的仪表、继电器线圈的 额定负荷(VA)和阻抗(W) ;RXC为二次回路中所有 接头、触点的接触电阻,一般取0.1W;RWL 为二 次回路导线电阻 5.电流互感器动稳定和热稳定校验 (1)动稳定度校验
K es 2 I1N ish
Kes — 动稳定倍数
(2)热稳定度校验
第五章供电系统中电气设备的选择及校验
解:因为户内型,故选择户内少油断路器。根据变 压 器二次侧额定电流选择断路器的额定电流。
I 2N SN 3U N 5000 3 10.5 275A
查P294表A-4,选择SN10-10I/630型少油断路器, 其有关技术参数及安装地点电气条件和计算选择结果 列于下表,可见断路器的参数均大于装设地点的电气 条件,选断路器合格。
电气设备的选择与校验
电气设备的选择
电气设备的选择是供配电系统设计的重要
步骤,其选择的恰当与否将影响到整个系统能
否安全可靠的运行,故须遵循一定选择原则。 本节对常用的高、低压电器即高压断路
器、高压隔离开关、仪用互感器、母线、绝缘 子、高低压熔断器及成套配电装置(高压开关 柜)等分别介绍其选择方法,为合理、正确使
(4)电流互感器准确度选择及校验 准确度选择的原则:计量用的电流互感器的准确度 选0.2~0.5级,测量用的电流互感器的准确度选1.0~3.0 级。准确度校验公式为:S2≤S2N
2 2 S2 I 2 Z I N 2 2 N Z i RWL RXC
S2≈∑Si+I2N2 (RWL+RXC)
(Kt I1N)2 · t ≥ I∞(3)2 tima
Kt— 热稳定倍数
例5-3 按例5-1电气条件,选择柜内电流互感器。已 知电流互感器采用两相式接线,如图所示,其中0.5 级二次绕组用于计量,接有三相有功电度表和三相 无功电度表各一只,每一电流线圈消耗功率0.5VA, 电流表一只,消耗功率3VA。电流互感器二次回路 采用BV-500-1×2.5mm2的铜芯塑料线,互感器距仪 表的单向长度为2m。
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