arg第6章 电气设备的选择
第6章 电气设备选择资料

I
2 t
t
Qk
Qk——短路电流热效应; It——所选用电器t(单位为s)时间内允许通过的热稳定电流。
■
6-6
发电厂电气主系统
2. 短路动稳定校验
动稳定:指电气设备承受短路电流产生的电动力效应而不损坏
的能力。
部分电气设备动稳定按应力和电动力校验。
由于电器的结构,使用的导体材料和截面积为已知,它所能承受
■
6-8
发电厂电气主系统
4.短路电流计算条件
(1)短路计算容量和接线: ➢容量: 应按本工程的设计规划容量计算,并考虑电力系统的 远景发展规划(一般为本期工程建成后5~10年)。 ➢接线: 可能发生最大短路电流的正常接线方式。 (2)短路种类: ➢一般按三相短路验算; ➢若发电机出口的两相短路,或中性点直接接地系统、自耦变 压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时,则应 按严重情况验算。
1.1UN ≥1.1 UNs ➢一般可以按电气设备的额定电压UN不得低于其所在电网的额 定电压UNs的条件来选择电气设备,即
UN ≥ UNs
■
6-2
发电厂电气主系统
注意: ➢ 海拔影响电气设备的绝缘性能,随装设地点海拔的增加,空 气密度和湿度相应减小,使得电气设备外部空气间隙和固体绝 缘外表面的放电特性降低,电气设备允许的最高工作电压减小。
的最大电动力为已知,转化为电流校验动稳定更方便,电器满足
动稳定的条件为
ies≥ish
ish——短路冲击电流的幅值, ish为:
ish 2Ksh I"
I”为0s短路电流周期分量有效值;Ksh为冲击系数,发电机机端 取1.9,发电厂高压母线及发电机电压电抗器后取1.85,远离发 电机时取1.8。 ies——电器允许通过的动稳定电流幅值,生产厂家用此电流表 示电器的动稳定特性,在此电流作用下电器能继续正常工作而 不发生机械损坏。
电气设备的选择

电气设备的选择引言在现代社会中,电气设备的应用变得越来越广泛。
无论是工业生产、商业建筑还是家庭使用,都需要选择合适的电气设备来满足需求。
本文将就电气设备的选择进行探讨,包括选择原则、常见的电气设备和选购注意事项等方面。
选择原则在选择电气设备时,需要考虑以下几个原则:1.功能匹配:首先要明确设备所需的功能,确保所选设备能够满足需求。
2.安全和可靠性:电气设备应具有良好的安全和可靠性,确保日常使用的稳定性。
3.节能环保:选择具有节能环保特性的电气设备,既能减少能源消耗,又可降低对环境的影响。
4.维护便捷:可选择易于维护和维修的设备,以降低维护成本和时间。
常见的电气设备1. 电源设备电源设备是电气系统中最基本的设备之一。
常见的电源设备包括发电机、变压器和电池等。
选择电源设备时,需根据需求确定设备的功率和电压等参数,并结合实际情况进行选择。
例如,在家庭使用中,大多数家电设备使用220V交流电,因此选择220V变压器供电是较为常见的选择。
2. 开关和插座开关和插座在日常生活中无处不在。
选择开关和插座时,需要考虑其外观设计、材质、电流容量等因素。
同时,也需考虑开关和插座的使用环境,如防水性能、防尘性能等特点。
3. 照明设备照明设备是电气设备中常见且广泛应用的一类设备。
选择照明设备时,需考虑其照明效果、能耗、寿命等因素。
现在LED照明设备得到了广泛应用,其能效高、寿命长、环保等特点成为了趋势。
4. 变频器变频器用于调节电机的转速和输出功率。
选择变频器时,需考虑所需的额定功率、输入电压和输出电压等参数。
同时,还需考虑变频器的调速范围、控制方式和稳定性等因素。
5. 电力配电柜电力配电柜用于对电能进行分配和控制。
选择电力配电柜时,需根据需求确定柜体容量和配电能力等参数,并结合电路规划进行选择。
此外,还需注意配电柜的安全特性和可靠性,以保障电力系统的正常运行。
6. 电气保护设备电气保护设备用于保护电气系统免受过载、短路等电力故障的影响。
第六章 导体和电气设备选择

(3)弧隙介质强度的恢复过程 ) 电弧电流过零时, 电弧电流过零时,弧隙介质的绝缘能力 由起始介质强度逐渐增强的过程, 由起始介质强度逐渐增强的过程,称为弧隙 介质强度的恢复过程。 介质强度的恢复过程。 1)近阴极效应使弧隙出现起始介质强度 ) 电弧电流过零前后弧隙中的电荷分布 - + - +
T=0-过零前 过零前
IN≥Imax
3)自然环境条件 • 选择导体和电器时,应按当地环境条件校 选择导体和电器时, 核它们的基本使用条件。 核它们的基本使用条件。 • 当气温、风速、湿度、污秽等级、海拔高 当气温、风速、湿度、污秽等级、 地震烈度、 度、地震烈度、覆冰厚度等环境条件超出 一般电器的规定使用条件时, 一般电器的规定使用条件时,应向制造部 门提出补充要求或采取相应的防护措施。 门提出补充要求或采取相应的防护措施。
(3)带电抗器的出线回 带电抗器的出线回 路在母线和母线隔离 开关隔板前的母线引 线及套管, 线及套管,应按电抗 器前如d7点短路选择 点短路选择。 器前如 点短路选择。 而对隔板后的导体和 电器一般可按电抗器 为短路计算点, 后d8为短路计算点, 为短路计算点 以便出线选用轻型断 路器,节约投资。 路器,节约投资。
电气设备选择的一般原则

运行与维护
一、选择电气设备的一般原则
1 按使用环境选择电气设备的类型 2 按正常工作参数选择电气设备 3 按短路条件校验电气设备
(一)按使用环境选择电气设备的类型 类型
户内式、户外式; 普通型、防污型ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ湿热型、高原型; 矿用一般型、增安型、隔爆型、本质型安全等。
根据电气设备工作的环境条件选择出合适的型号。
2 ss
t
i
用最大运行方式下的三相短路电流校验。 短时出现的运行情况可不予考虑。
常用开关设备的选择校验项目
项目 设备名称 高压隔离开关
高压断路器 高压负荷开关
高压熔断器 低压隔离开关
低压断路器 低压熔断器
额定电压
√ √ √ √ √ √ √
额定电流
额定断流容量 极限分断电流
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
短路稳定性校验
1 开关电器断流能力的校验
S br S 或 S 0.2 I br I 或 I 0.2
• 开关电器用在低于额定电压的回路中时
U
S brU
UN
S br
(三)按短路条件校验电气设备
2 电气设备的短路稳定性校验
• 动稳定校验:
ies iim
I es
I im
• 热稳定校验:
I
2 ts
t
I
(二)按正常工作参数选择电气设备
1 根据额定电压选择 2 根据额定电流选择
U N U Nw
I N Ica
40℃<θ≤60 ℃时
I pr Kso I N
Kso
p p 0
θ<40℃时:高压电器,每降低1℃,允许电流比额定值可增加0.5%, 但增加的总数不得超过20%。
电气设备选择知识

电气设备选择知识1. 介绍在电气工程中,选择正确的电气设备对于确保电路和系统的正常运行至关重要。
电气设备的选择涉及多个因素,包括使用环境、功能要求、负载要求、安全性和可靠性等。
本文将介绍一些电气设备选择的基本知识和准则。
2. 电源设备选择电源设备是电气系统的核心组成部分,它为电路提供所需的电能。
电源设备的选择应该考虑以下几个方面:2.1 电源类型根据不同的电气系统要求,可以选择不同类型的电源,包括交流电源(AC)、直流电源(DC)或者组合电源(AC/DC)。
选择合适的电源类型将直接影响整个系统的稳定性和性能。
2.2 额定电压和电流根据负载的电压和电流要求,选择合适的额定电压和电流范围的电源设备。
过高或过低的额定电压或电流都可能导致设备损坏或性能下降。
2.3 功率因数功率因数是电气设备用电效率的重要指标之一。
选择具有较高功率因数的电源设备可以提高整个系统的能量利用率。
2.4 安全性和可靠性电源设备应具备良好的安全性和可靠性。
选择有安全措施和保护装置的设备可以降低事故的发生概率,并保障设备的长期稳定运行。
3. 开关设备选择开关设备用于控制电路的通断和工作状态。
选择正确的开关设备有助于确保电路的稳定运行,并提供良好的操作和管理功能。
3.1 开关类型根据电路的特点和功能需求,可以选择合适的开关类型,包括单极断路器(Single Pole Circuit Breaker)、双极断路器(Double Pole Circuit Breaker)、继电器(Relay)等。
3.2 额定电流和额定电压选择开关设备时应考虑电路的额定电流和额定电压要求,确保开关设备能够稳定工作并承受负载。
3.3 寿命和可靠性开关设备的寿命和可靠性也是选择的关键因素之一。
选择具有可靠性高、寿命长的开关设备可以降低维护和更换的成本。
3.4 防护等级根据使用环境和要求,选择具有合适防护等级的开关设备。
防护等级能够保证设备免受外界环境和条件的干扰,提高设备的可靠性和安全性。
大学课件发电厂电气电气设备选择的一般条件

一、按正常工作条件选择电气设备
1. 额定电压 设备额定电压
设计时:UN≥USN。 电网额定电压
➢ 电气设备的最高允许工作电压Ualm不低于电网最
高运行电压Usm ,Ualm ≥ Usm 。
➢ 电气设备最高允许电压Ualm为设备额定电压的 1.1~1.15倍。Ualm=(1.1~1.15) UN
➢ 对于电网,由于电力系统采用各种调压手段,一 般Usm 为电网额定电压USN的1.1倍。
➢ 裸导体承受电压的能力由绝缘子及安全净距保证, 无额定电压选择问题。
一、按正常工作条件选择电气设备
2. 额定电流
设计时:IN≥Imax。 IN是指在额定环境温度下,电气设备的长期
允许电流。
Imax 为电气设备所在回路的最大持续工作电 流。不同回路的计算方法不同,如:
发电机、调相机和变压器回路, Imax =1.05IGN; 母联断路器回路的 Imax 一般可取母线上最大一台
发电机或变压器的Imax ; 母线分段电抗器的 Imax 应为母线上最大一台发电
机跳闸时,保证该段母线负荷所需的电流,或最 大一台发电机额定电流的50%~80%。
一、按正常工作条件选择电气设备
3. 环境条件对设备选择的影响
当电气设备安装地点的环境条件如温度、 风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和 覆冰厚度等超过一般电气设备规定的使用 条件时,应采取措施。
我国生产的电气设备一般使用的额定环境温度为 +40℃。
一、按正常工作条件选择电气设备
4. 其它选择
根据电气设备的装置地点、使用条件、检 修和运行等要求,对电器进行种类(屋内 或屋外)和型式(防污型、防爆型、湿热 型等)的选择。
二、按短路状态校验
第六章电气设备的原理与选择

断路器的最大特点:能断开电器中负荷电流和短路电流。
一、电弧的产生与熄灭
1、电弧的产生
电弧产生的条件:电源电压大于10-20V
电流大于80-100mA;
电弧产生的危害:a、电弧温度高,可能烧坏触头;
b、使触头绝缘物遭受损坏;
c、引起电器烧毁,危害电力系统;
电弧产生和维持的原因:是中性质点被游离的结果。
b、短路种类。一般按三相短路 验算,若其它种类短路较三相短 路严重时,则应按最严重的情况 验算。
c、计算短路点。选择最严重情 况的短路点,即通过电器设备的 短路电流最大。
第二节 高压断路器的原理与选择
断路器的作用:
⑴正常运行时起控制作用:倒换运行方式、投入或退出设备;
⑵系统故障时起保护作用:切除故障部分。
2、电弧的产生物理过程:
游 离——中性质点分解成自由电子和正离 子。
(1)强电场发射:当触头刚分开,产生强电 场,当 E=U / s 大于3×106 V/m时,阴极电子 被电场拉出形成触头空间的自由电子。
(2)热电子发射:在开关分闸时,动静触头 之间的接触压力和接触面积减小,接触电阻 增大,接触表面发热严重,产生局部高温, 阴极金属材料中的电子获得动能而逸出成为 自由电子。
作用:在低压短弧的熄灭起着重要作用。
(2)弧隙电压恢复过 程:电弧电流过零后, 电路施加于弧隙电压, 从不大的电弧电压逐渐 增长,一直恢复到电源 电压,这一过程的弧隙 电压称为恢复电压,其 电压恢复过程以Ur(t)表 示;
组成:瞬态恢复电压
工频恢复电压
影响Ur(t)的因素:线路 参数和负荷性质。
(2)采用特殊金属材料作开关触头:
采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属材料作触 头,一方面抑制游离过程,另一方面还抗电弧和抗熔焊。
第六章-电气设备原理与选择 (1)

练习:请选择如 图所示电厂的短 路点
DL5 DL4
DL6
T1
T2
SN1
DL3
DL1
DL2
G1
G2
PN1
•短路计算时间
验算热稳定的计算时间 tk=tpr+tbr tk--短路计算时间 tpr--继电保护时间,一般考虑后备保护时间 tbr --断路器的全开断时间 tbr = tin + ta tin --断路器固有分闸时间 ta --断路器开断的电弧持续时间
•分合小电流。隔离开关没有灭弧装置,不能用 来接通和切断负荷电流和短路电流,但具有一 定的分合小电感电流和电容电流的能力,一般 可进行以下操作:
•分、合避雷器、电压互感器和空载母线 •分、合励磁电流不超过2A的空载变压器 •关、合电容电流不超过5A的空载线路。
隔离开关的选择
•种类和形式的选择
安装地点:屋内式和屋外式 绝缘支柱数目:单柱、双柱、三柱
•环境温度对允许持续工作电流的影响 我国目前生产的电器,设计时取周围介质温度40度。
如果周围环境温度高于40度时,每增高1度,设备的允许电流按减少1.8%修正; 如果周围环境温度低于40度时,每降低1度,设备的允许电流按增加0.5%修正;
•电器设备结构、类型的选择
选择电器时,应考虑电器的运行环境。屋外配电装置的电器,经常受到风、 雨、雾、露、积雪、薄冰、灰尘和有害气体的影响,工作条件比屋内配电装 置的电器差,因此电器常制成屋内装置和屋外装置两种。周围环境污秽的地 区、海边、盐湖区等,必须注意加强电器绝缘,采用特殊绝缘结构的加强型 电器,或选用额定电压高一级的电器。
•热电子发射。触头由金属制成,常温下,金属内部存在 有大量的自由电子。随着温度升高,自由电子能量升高, 运动加剧,有的电子会跑出金属表面,形成热电子发射。 特别是电弧形成后,弧隙间的高温使阴极表面受热会出线 强烈的只热点,不断发射出电子,在电场力作用下,不断 向阳极作加速运动。
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设备名称
额定电 额定电
短路电流
开断能力
压(V) 流(A) 热稳定 动稳定
(kA)
低压断路器 √ 低压负荷开关 √ 低压刀开关 √
√ (√) (√) √ √ (√) (√) √ √ (√) (√) √
低压熔断器 √
√
√
返回
6.2 高压开关设备的选择
高压断路器、负荷开关、隔离开关和 熔断器的选择条件基本相同,除了按电 压、电流、装置类型选择,校验热、动 稳定性外,对高压断路器、负荷开关和 熔断器还应校验其开断能力。
2. 开断电流选择
高压断路器运行时应可以开断短路电流,
所以断路器的额定开断电流应不小于短路电流
周期分量的有效值,实际计算中我们一般根据 次暂态电流来进行选择,即:
IOFF ≥ I
或 SOFF ≥ S
式中: I , S —— 短路电流与短路容量
的次暂态值;
IOFF , 开断容量。
SOFF
——
断路器的开断电流与
供配电技术
第6章 电气设备的选择
第6章 电气设备的选择
6.1 电气设备选择的一般原则 6.2 高压开关设备的选择 6.3 低压开关电器选择 6.4 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择 6.5 互感器的选择
6.1 电气设备选择的一般原则
按正常工作条件下选择额定电流、 额定电压及型号等,按短路情况下校验 开关的开断能力、短路热稳定和动稳定。
6.2 高压开关设备的选择
断路器及隔离开关的选择结果
计算数据
工作电压 10kV
最大工作电流 439.9A
短路电流 4.8kA
短路电流冲击电流 12.24kA
热稳定性校验 I∞2timar=4.82×1.1
=25.34A2s
ZN12-10I型断路器
额定电压 UN=10kV 额定电流 IN=630A 额定开断电流 IOFF=25 kA 极限过电流峰值 imax=80kA 热稳定值 It2t=252×3 =1875A2s
(1)对有限流作用的熔断器,由于它们会在短路电 流到达冲击值之前熔断,因此可按下式校验断流能 力:
IOFF ≥ I
或
SOFF ≥ S
式中 量;
:
IOFF
、SOFF
——熔断器极限熔断电流和容
I 、S ——熔断器安装处三相短路次
暂态有效值和短路容量;
6.2 高压开关设备的选择
(2)对无限流作用的熔断器,由于它们会在短
4.熔断器保护灵敏度的校验 为了保证熔断器在其保护范围内发生短路故
障时能可靠地熔断,因此要求满足:
Ik·min ≥(4~7) I N ·FE
式中: Ik·min ——熔断器保护范围末端短路故
障时流过熔断器最小短路电流。
返回
6.3 低压开关电器选择
6.3.1 低压断路器的选择
1. 低压断路器的种类和类型
按用途常分为: ①配电用断路器; ②电动机保护用断路器; ③照明用断路器; ④漏电保护用断路器。 按结构型式分有塑壳式和框架式两大类。
6.3 低压开关电器选择
2. 低压断路器脱扣电流的整定
(1)低压断路器过流脱扣器额定电流的选择 过流脱扣器额定电流应大于或等于线路的计
算电流,即:
I N·OR Ica
6.2 高压开关设备的选择
(4)低压网络中用熔断器作为保护时,为了保 证熔断器保护动作的选择性,一般要求上级熔 断器的熔体额定电流比下级熔断器的熔体额定 电流大两级以上。
(5) 应保证线路在过载或短路时,熔断器熔体 未熔断前,导线或电缆不至于过热而损坏。
6.2 高压开关设备的选择
3.熔断器极限熔断电流或极限熔断容量的校验
6.2 高压开关设备的选择
2.熔断器熔体额定电流选择:
熔断器额定电流应大于或等于所装熔体额定 电流,即
式中: IN·FU
I N ·FE
I N·FU I N·FE
—— 熔断器额定电流(A); —— 熔体额定电流(A)。
6.2 高压开关设备的选择
选择时还应必须满足以下几个条件: (1)正常工作时熔断器的熔体不应熔断,要求 熔体额定电流大于或等于通过熔体的最大工作电 流。 (2)在电动机启动时,熔断器的熔体在尖峰电 流的作用下不应熔断。 (3)对于6~10kV变压器,凡容量在1000kVA及以 下者,可采用熔断器作为变压器的短路及过载保 护,其熔体额定电流可取为变压器一次侧额定电 流的1.4~2倍。
6.1 电气设备选择的一般原则
6.1.1 按正常工作条件选择电气设备
1.电气设备的额定电压电气设备的额定电压不 得低于所接电网的最高运行电压。 2.电气设备的额定电流电气设备的额定电流不 小于该回路的最大持续工作电流或计算电流。 3.选择电气设备时还应考虑设备的安装地点、环 境及工作条件,合理地选择设备的类型,如户内 户外、海拔高度、环境温度及防尘、防腐、防爆 等。
6.2 高压开关设备的选择
6.2.1 高压断路器的选择 1. 断路器的种类和类型
高压断路器应根据设备安装的条件,环境 等来选择断路器的类型和种类。常用的断路器 类型主要有少油断路器、真空断路器、SF6断 路器,由于真空断路器、SF6断路器技术特性 比较好,少油断路器已经逐渐被它们代替。
6.2 高压开关设备的选择
6.2 高压开关设备的选择
3. 短路关合电流的选择
为了保证断路器在关合短路时的安全,断路 器的额定关合电流需满足:
i 式中: mc
(kA)。
imc ish
— 断路器的额定关合电流
6.2 高压开关设备的选择
6.2.2 高压隔离开关的选择
例 试选择如图所示变压器 10.5kV侧高压断路器QF和高压隔离 开关QS。已知图中K点短路时 I’’=I∞=4.8kA,继电保护动作时间 tp=1S。拟采用快速开断的高压断 路器,其固有分闸的时间ttr=0.1S, 采用弹簧操作机构。
选择项目
额定 电流 (A)
装置类型 (户内/户
外)
√
√
√
√
准确 度级
校验项目
短路电流
开断
能力 热稳定 动稳定 (kA)
二次 容量
√
√
√
√
√
√
高压隔离开关 √
√
√
√
√
高压熔断器 √
√
√
√
电流互感器 √
√
√
√
√
√
√
电压互感器 √
√
√
√
母线
√
√
√
√
电缆
√
√
√
支柱绝缘子 √
√
√
穿墙套管
√
√
√
√
√
6.1 低压电气设备选择的一般原则
IOFF·min
I ≤
(2) k ·min
或
S S ≤ (2)
OFF·min
k ·min
式中 :
IOFF·min 、 SOFF·min —熔断器的断流电
流和容量的下限值;
I(2) k ·min
、 S(2) k ·min
—最小运行方式下
熔断器所保护线路末端两相短路电流的有效值和容
量。
6.2 高压开关设备的选择
一、反时限特性(具有断相保护)
1、1.05Ie 大于2h不动作 2、1.2Ie 小于2h动作 3、1.5Ie 4min内动作 4、7.2Ie 4~10s内动作 二、定时限电磁脱扣器特性
6~12Ie(整定值可调) 0.2s动作(时间不可调) 三、短路瞬动过电流脱扣器特性
16Ie(整定值不可调) 0.02s动作(时间不可调)
KB0产品的时间电流特性曲线表
消防控制与保护开关电器
• KB0-F消防型控制与保护开关电器除具有基本型 产品的功能以外,还采用了专利技术设计的操 作机构,配与其它模块实现了故障时“只报警, 不跳闸”和短路时“报警+跳闸”的独特功能。
基本型KBO选型设计表
序号 控制容量(kW)
型号0.05-0.08kW
6.1 电气设备选择的一般原则
6.1.2 按短路情况进行校验
1.短路热稳定校验
当系统发生短路,有短路电流通过电气设备时,导
体和电器各部件温度(或热量) 不应超过允许值,即满足
热稳定的条件
I
2
tima
I
2 t
t
式中: I∞— 短路电流的稳态值;
tima—短路电流的假想时间;
It— 设备在t秒内允许通过的短时热稳定电流;
300min 100min 10min
1min 10s
1s 0.1s 0.01s 0.001s
Ir(A)
热过载保护
过电流保护 短路保护
Ir(A)
1.05Ir1min 1.20Ir1min 1.05Ir1max 1.20Ir1max
6Ie
(Ir2min)
12Ie
(Ir2max)
16In 80kA
带M型热磁脱扣器KB0的时间-电流特性(黑色部分为电动机保护)
— 三相最大短路电流与 — 断路器的开断电流与
6.1 电气设备选择的一般原则
6.1.3 常用电气设备的选择及校验项目 供配电系统中的各种电气设备由于工
作原理和特性不同,选择及校验的项目 也有所不同,常用高低压设备选择校验 项目如下:
6.高压电气设备选择的一般原则
设备名称 额定
电压 (kV)
高压断路器 √ 高压负荷开关 √
消防型: 产品06M 后加F写 做06MF
隔离型: 产品06M 后加G写 做06MG
14
18.5-22kW
KB0-63C/M50/06M
15
22-30kW
16