第七章高压电气设备的选择

合器保护区域的末端直接选在故障电流至少为重合器最小分
闸电流的1.5倍处，以保证满足该项要求。
•
（5）与线路其他保护设备配合
•
这主要是比较重合器的电流—时间特性曲线，操作顺
序和复归时间等特性，与线路上其他重合器、分段器、熔断
器的保护配合，以保证在重合器后备保护动作或在其他线路
元件发生损坏之前，重合器能够及时分断。
•GN7-10-600型的隔离开关，经短路稳定性校验，均合格。
•并选取CD10与CS7-lT型操作机构。
第七章高压电气设备的选择
▉ 重合器选择—额定电压、额定电流、最大故障电流
• 选重合器要使其额定参数满足安装地点的条件，包括： • （1）额定电压 • 重合器的额定电压≥安装地点的系统最高运行电压。 • （2）额定电流 • 重合器的额定电流应大于安装地点的预期长远的最大 负荷电流。为满足保护配合要求，还应选择好串联线圈和电 流互感器的额定电流。通常，选择重合器额定电流时留有较 大的裕度。选择串联线圈时应以实际预期负荷为准。 • （3）确定安装地点最大故障电流 • 重合器的额定短路开断电流应大于安装地点的长远规 划最大故障电流。
•一、高压电气设备选择与校验的一般条件
•二、高压电气设备的选择与校验项目
•三、按正常工作条件选择高压电气设备
• ▉ 额定电压和最高工作电压
• ▉ 额定电流
• ▉ 按环境工作条件校验
•四、短路条件校验
• ▉ 短路热稳定校验
▉ 电动力稳定校验
• ▉ 短路电流计算条件 ▉ 短路计算时间
第七章高压电气设备的选择
第七章高压电气设备的选择
▉ 高压断路器选择—额定开断电流
• 在额定电压下，断路器能保证正常开断的最大短路电流 •称为额定开断电流ⅠNbr。在高压断路器中其值不应小于实际 •开断瞬间短路电流周期分量Ⅰk~ ，即
• 我国生产的高压断路器在做型式试验时，仅计入了20% •的非周期分量。一般中、慢速断路器，由于开断时间较长 •(>0.1s)，短路电流非周期分量衰减较多，能满足国家标准规 •定的非周期分量不超过周期分量幅值20%的要求。使用快速 •保护和高速断路器时，其开断时间小于0.1s，当在电源附近 •短路时，短路电流的非周期分量可能超过周期分量的20%， •因此需要进行验算。
•力系统远景发展规划；其接线应采用可能发生最大短路电流 •的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接 •线方式(如切换厂用变压器时的并列)。 • （2）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。
• （3）计算短路点选择通过电器的短路电流为最大的那
• 在选择电气设备时，还应考虑电气设备安装地点的环境 条件，当气温、温度、海拔高度和覆冰厚度等环境条件超过 一般电气设备使用条件时，应采取措施。 当周围环境温度θ0 和电气设备额定环境温度不等时，其长期允许工作电流应乘 以修正系数K，即
• 我国的电气设备使用的额定环境温度θN=40℃。如周围 环境温度θ0高于40℃小于60℃时，其允许电流一般可按每增 高1℃，额定电流减少1.8%进行修正，当环境温度低于40℃ 时，环境温度每降低1℃，额定电流可增加0.5%，但其Ｉmax 不得超过ＩＮ的20%。该式对求导体的在实际环境温度下的 长期允许工作电流，此时公式中的θN一般为25℃。
▉ 高压电气设备选择与校验的一般条件
• 电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之 •一，在选择时应根据实际工作特点，按照有关设计规范的 •规定，在保证供配电安全可靠的前提下，力争做到技术先 •进，经济合理。 • 为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选 •择与校验的一般条件有： • （1）按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断 电流等选择； • （2）按短路条件包括动稳定、热稳定校验； • （3）按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。
第七章高压电气设备的选择
•▉ 短路条件校验—电动力稳定校验
•
电动力稳定是电气设备承受短路电流机械效应的能力，
• 也称动稳定。满足动稳定的条件为
•
或
• 式中 ich、Ⅰch—短路冲击电流幅值及其有效值；
•
ies 、Ⅰes—电气设备允许通过的动稳定电流的幅值
及
•
其有效值。
• 下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：
•重 点：发电厂变电站一次电气设备选择的原则。
•难 点：如何正确选择一次电气设备。
•学习方法：通过观看变电站和各种电气设备图片，在已经建立
• 的变电站工程模型中考虑如何正确地将这些电气设备组成
• 一个有机的整体，构成一个“活的系统”，在工程实践中
理
• 解和掌握本单元内容。
第七章高压电气设备的选择
第一节 高压电气设备选择一般条件和原则
第七章高压电气设备的选择
▉ 重合器选择—末端最小故障电流、与其他设备配合
•Hale Waihona Puke （4）确定保护区域未端最小故障电流
•
重合器的最小分闸电流应小于保护区段最小故障电流。
对液压控制重合器，这主要涉及选择串联线圈额定电流问题：
电流裕度大时，可适应负荷的增加并可避免对涌流过于敏感；
而电流裕度小时，可对小故障电流反应敏感。有时，可将重
第七章高压电气设备的选择
▉ 高压隔离开关选择—例题答案
• 解：所选断路器工作电流为
•短路电流冲击值为 ich=2.55Ⅰ“=14（kA） •短路电流热效应的等值计算时间为
•
tk=t=tpop+top=1+0.1=1.1s>1s，可忽略tk～，则
•
tdz= tk=1.1s
•根据上述计算选择户内SN10-10I-600型的高压断路器和
•
（1）用熔断器保护的电器，热稳定由熔断时间保证。
•
（2）采用限流熔断器保护的设备，可不校验动稳定。
•
（3）装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备
可
第七章高压电气设备的选择
▉ 短路条件校验—短路电流计算条件
• 为使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性和合理 •性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作校验用的 •短路电流应按下列条件确定。 • （1）容量和接线按本工程设计最终容量计算，并考虑 电
第七章高压电气设备的选择
▉ 短路条件校验—短路热稳定校验
• 短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度(或发 •热效应)应不超过允许值。满足热稳定的条件为
•
•式中 Ⅰt —厂家给的电气设备在时间t秒内的热稳定电流。
•
Ⅰ∞—短路稳态电流值。
•
t—与Ⅰt相对应的时间。
•
tdz—短路电流热效应等值计算时间。
第七章高压电气设备的 选择
2020/12/6
第七章高压电气设备的选择
•第七章 高压电气设备的选择
•教学目的：通过实例讲述，使学生熟悉和掌握发电厂变电站一
• 次电气设备选择的条件和校验项目，进一步加深和强化前
• 面学过的电气一次设备和配电装置的相关知识。
•复习旧课：回顾变电站中的电气设备和配电装置的有关知识。
▉ 记录次数
▉ 记录时间
第七章高压电气设备的选择
▉ 高压断路器选择—种类和型式
• 高压断路器应根据断路器安装地点、环境和使用条件等 •要求选择其种类和型式。真空断路器在35kV及以下电力系 统 • 中得到了广泛应用，有取代油断路器的趋势。SF6断路器也 • 已在10~35kV的城乡电网建设和改造中得到应用。 • 高压断路器的操动机构，大多数是由制造厂配套供应， • 仅部分少油断路器有电磁式、弹簧式或液压式等几种型式的 •操动机构可供选择。一般电磁式操动机构需配专用的直流合 •闸电源，但其结构简单可靠；弹簧式结构比较复杂，调整要 •求较高；液压操动机构加工精度要求较高。操动机构的型 •式，可根据安装调试方便和运行可靠性进行选择。
• ▉ 高压断路器种类和型式的选择
• ▉ 高压断路器额定开断电流和短路关合电流的选择
•二、高压隔离开关的选择
• ▉ 高压隔离开关选择 ▉ 高压隔离开关选择例题
•三、高压重合器的选择
•
▉ 额定电压、额定电流、安装点最大故障电流
• ▉ 保护区末端最小故障电流、与其他设备配合
•四、高压分段器的选择
•
▉ 起动电流
• 机或变压器的额定电流的1.5倍；
• 负
（２）若变压器有过负荷运行可能时， Ⅰmax应按过
• 荷确定（1.3~2倍变压器额定电流）；
•
（３）母联断路器回路一般可取母线上最大一台发
电机
• 或变压器的Ⅰmax ；
•
（４）出线回路的Ⅰ 除考虑正第常七章负高压荷电气电设备流的选（择包括
▉ 按环境工作条件校验
•
td—保护动作时间；
•
tgf—断路器固有分闸时间，可查附录1；
•
th—断路器开断时电弧持续时间，对少油断路器为
• 0.04~0.06s，对SF6和压缩空气断路器约为0.02~0.04s。
•开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流，考虑到主保
护
第七章高压电气设备的选择
第二节 高压开关电器的选择
•一、高压断路器的选择
些
第七章高压电气设备的选择
▉ 短路条件校验—短路计算时间
• 校验热稳定的等值计算时间tdz为周期分量等值时间tz及 非 •周期分量等值时间tfz之和，对无穷大容量系统，，显然tz按和 •短路电流持续时间相等,按继电保护动作时间tpr和相应断路器 •的全开断时间tab之和，即
•式中 tkd—断路器全开断时间；
第七章高压电气设备的选择
▉ 高压断路器选择—短路关合电流
• 在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断 •路器合闸过程中，动、静触头间在未接触时即有巨大的短路 •电流通过（预击穿），更容易发生触头熔焊和遭受电动力的 损坏。 • 断路器在关合短路电流时，不可避免地在接通后又自动 •跳闸，此时还要求能够切断短路电流，因此，额定关合电流 •是断路器的重要参数之一。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iNcl不应小于短路电流最大冲 •击值ich ， 即