发电厂电气部分 第六章 导体和电气设备的原理与选择（3）.ppt

1、第六章 导体和电气设备的原理与选择 （3）,主讲人：齐郑 ,North China Electric Power University,第六章 导体和电气设备的原理与选择（3）,基本要求： 1、高压熔断器的选择 2、导体的选择 3、电缆的选择,North China Electric Power University,高压熔断器的选择,原理：电路发生过负荷或短路时，随着电流增大，熔体温度升高超过熔点而熔化，将电路切断。,North China Electric Power University,管体：纤维或瓷质绝缘管 熔体： 500V及以下- 铅、锌 熔点低，电阻率大，截面大 高压熔断器- 铜

2、、银 熔点较高，电阻率小，截面小 限流熔断器：熔断器的熔断时间（包括熄弧时间）小于短路电流达到最大值的时间，即熔断器限制了短路电流的发展。用限流熔断器保护的设备不用校验热稳定和动稳定 同一熔断器内，通常可分别接入额定电流大于熔断器额定电流的任何熔体,North China Electric Power University,North China Electric Power University,用来保护电路中的电气设备免受过载和电路电流的危害。 不能用来正常地切断和接通电路，必须与其它电器（隔离开关、接触器、负荷开关等）配合 广泛用在1000V及以下的装置中，在3110kV高压配电装置作为

3、小功率电力线路、配电变压器、电力电容器、电压互感器等设备的保护。,North China Electric Power University,主要技术参数 见349页附表12,熔断器的额定电流（熔管额定电流） INft -熔断器壳体的载流部分和接触部分设计时的电流。 熔体的额定电流INfs -熔体本身设计时的电流，即长期通过熔体而不熔断的最大电流。 最大开断电流INbr -熔断器所能切断的最大电流 安秒特性 -熔体熔断时间t与通过电流I的关系曲线,North China Electric Power University,1、额定电压的选择 不限流式： UN UNS 限流式： UN = UNS

4、 2、额定电流的选择 INft INfs INft-熔管的额定电流 INfs -熔体的额定电流 保护35KV及以下电力变压器时 INfs = K Imax 保护电力电容器时 INfs = K INc 3、熔断器开断电流校验 INbr Ish (或I) 4、熔断器选择性校验,K-可靠系数 INc-电力电容器回路的额定电流,North China Electric Power University,K-可靠系数 保护35KV及以下电力变压器时 K1.11.3（不计电动机自启动） K=1.52.0 （考虑电动机自启动） 目的：为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路及电动机自启动等冲击电

5、流时误动作。 保护电力电容器时（ 对限流式高压熔断器） K=1.52.0 （当一台电力电容器） K=1.31.8 （当一组电力电容器） 目的：当系统电压升高或波形畸变引起回路电流增大或运行中产生涌流时不应误熔断。,North China Electric Power University,注意,限流式熔断器不宜使用在低于熔断器额定电压的电网中。 保护电压互感器用的熔断器，只需按额定电压和断流容量来选择，当短路容量较大时可在熔断器前串联限流电阻。,North China Electric Power University,硬母线,North China Electric Power Univer

6、sity,软母线,North China Electric Power University,封闭母线,主要用于单机200MW300MW发电机的厂用回路,North China Electric Power University,导体材料、截面形状和布置方式 导体截面选择 电晕电压校验 热稳定校验 硬导体的动稳定校验,North China Electric Power University,导体截面选择 按长期发热允许电流选择,Imax KIal,Imax -导体所在回路的最大持续工作电流 Ial -在额定环境温度25度时导体允许电流 K -与环境温度和海拔相关的综合修正系数。,按经济电流密

7、度选择,S = Imax / J,电晕电压校验,导体型号及外径大于等于下列数据时可不进行电晕校验： 软导线： 110kV LGJ-70 220kV LGJ-300 管形导体外径： 110kV 20mm 220kV 30mm,North China Electric Power University,热稳定校验,S Smin,S -所选导体截面； Smin -由热稳定决定的导体最小截面； QK -短路电流热效应； Ks-导体的集肤系数； C -热稳定系数，与导体材料和工作温度相关。,North China Electric Power University,共振频率校验 对于发电机、变压器及汇流

8、母线等重要回路的导体应进行共振校验,自振频率,f1-自振频率，一般取160HZ E-导体材料的弹性模量（Pa） I-导体断面二次矩（m4） Nf-频率系数，与导体连续跨数和支撑方式有关 L-跨距（m） m-导体单位长度的质量(kg/m),需要进行共振校验的固有振荡频率范围,North China Electric Power University,硬导体的动稳定校验,al,-导体应力（Pa） al -导体材料允许应力（Pa）,例如：单条矩形导体应力的计算 假定导体为自由支撑在绝缘子上的多跨距、匀载荷梁，在电动力的作用下，导体所受的最大弯矩M为,fph - 单位长度导体上所受相间电动力（N/m）

9、 l - 导体支柱绝缘子间的跨距（m）,导体最大相间计算应力 ：,W-导体对垂直于作用力方向轴的截面系数,North China Electric Power University,说明： b-短边 h-长边,施工中常根据材料最大允许应力来确定绝缘子间的最大允许跨距：,North China Electric Power University,每相由多条导体构成的母线应力,North China Electric Power University,1、电力电缆的选择,电缆芯线材料及型号的选择 电压选择 截面选择 允许电压降校验 热稳定校验,截面选择 一般按长期发热允许电流选择，当最大负荷利用小

10、时数超过5000小时、长度超过20米时，应按经济电流密度选择。 修正系数与敷设方式和环境温度有关。 敷设时电缆应保持一定的弯曲半径,允许电压降校验,U -线路工作电压； L-线路长度； cos-功率因数； r、x-电缆单位长度的电阻和电抗,North China Electric Power University,2、绝缘子、穿墙套管的选择,支柱绝缘子应按额定电压和类型选择，并进行短时动稳定校验。 穿墙套管应按额定电压、额定电流和类型选择，按短路条件校验热稳定和动稳定。 母线型穿墙套管因本身无导体，不必按额定电流选择和校验热稳定，只需保证套管的型式与穿过母线的尺寸相配合。 在校验35KV及以上

11、水平安装的支柱绝缘子的机械强度时，应计及绝缘子的自重、母线重量和短路电动力的联合作用。,North China Electric Power University,绝缘子-绝缘件+金属附件,高压（500V以上） 低压（500V以下）,支柱式 套管式 盘形悬式,户内 户外,作用：在发电厂、变电所的配电装置、开关电器及输电线路上，用来支持和固定裸载流导体，并使裸导体与第绝缘，或使装置中处于不同电位的载流导体之间绝缘。,种类：,按安装地点,按额定电压,按结构形式,North China Electric Power University,支柱绝缘子的型号,机械破坏负荷（抗弯破坏负荷）：表示绝缘子的机

12、械强度，指在绝缘子固定的情况下，在绝缘子顶帽的平面上施加与其轴线垂直、使绝缘子受到弯矩作用而被破坏的机械负荷值，单位：kN,North China Electric Power University,盘形悬式绝缘子,机电破坏负荷：当电压和机械负荷同时加于绝缘子上，在电压一定、机械负荷升高时，绝缘子的任一部分丧失其机械或电气性能的机械负荷值，单位：t或kN,North China Electric Power University,套管绝缘子,-用于母线在屋内穿过墙壁或天花板，以及从屋内向屋外引出，或用于使有封闭外壳的电器的载流部分引出壳外。 按结构形式分：带导体型、母线型,North Chin

13、a Electric Power University,1）按额定电压选择绝缘子和穿墙套管 UN UNS UN-支柱绝缘子或穿墙套管的额定电压 UNS -电网额定电压 2）按额定电流选择穿墙套管 K IN Imax Imax -所在回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流 IN -穿墙套管的额定电流 K -温度修正系数 3） 穿墙套管的热稳定校验 I t2 t Qk Qk-短路电流产生的热效应 It 、t-套管允许通过的热稳定电流和时间,North China Electric Power University,4）支持绝缘子和套管的动稳定校验 F 0.6 Fde F -短路时作用在支柱绝缘子或穿墙套管的电动力 Fde -支柱绝缘子或穿墙套管的抗弯破坏负荷,North China Electric Power Univers