电气设计与设备选择ppt课件

1、第九章第九章 电气设计与设备选那么电气设计与设备选那么9.1 载流导体的发热和电动力9.2 主变压器选那么9.3 电气主接线选那么9.4 电气设备选那么9.1 载流导体发热和电动力载流导体发热和电动力一、概述1、发热效应长期发热：正常任务条件下引起的发热。短期发热：短路电流引起的发热。发热对导体和电器的影响使绝缘资料的绝缘性能降低；使金属资料的机械强度下降；使导体的接触电阻添加。9.1 载流导体发热和电动力载流导体发热和电动力导体种类和资料长期任务发热短路时发热允许温度允许温升允许温度允许温升铜裸母线7045300230铝裸母线7045200130导体在正常任务和短路时发热的允许温度2、电动力

2、 载流导体有电流经过时，载流导体之间的相互作用力，称为电动力。 应保证在短路冲击电流产生的电动力作用下的应力不超越资料的允许应力。9.1 载流导体发热和电动力载流导体发热和电动力二、均匀导体的长期发热均匀导体是指各部分资料和截面积都一样的导体。 根据均匀导体的长期发热情况可确定导体在正常任务时的最大允许载流量。RSRSIalst)(0导体在额定情况下的载流量可经过手册查阅。9.1 载流导体发热和电动力载流导体发热和电动力三、导体的短时发热 导体短时发热是指从短路开场到短路切除为止这段时间内导体发热的过程。 根据导线在短路切除以前能够出现的最高温度能否小于短路时发热允许温度，以验证导体短时发热的

3、热稳定性。9.1 载流导体发热和电动力载流导体发热和电动力短时发热的特点经过的短路电流大，导体温度上升快；短路时间短，是一个绝热过成。1、短时发热计算短路时导体发热的热平衡方程式mCddtRIkt2ikwtktkAAdCdtISQSkik1111000222对两边进展积分9.1 载流导体发热和电动力载流导体发热和电动力2、热效应短路全电流aTtnpptkteitII0cos2热效应nppnpTtatpttTtnpptkQQieTIdteitIQakkka20202020)1 (2)cos2(9.1 载流导体发热和电动力载流导体发热和电动力周期分量电流的发热效应)10(122222kkttkpI

4、IItQ 非周期分量电流的发热效应222202)1 ()1 (2ITIeTieTQakakTtanpTtanp 9.1 载流导体发热和电动力载流导体发热和电动力四、短路时载流导体的电动力1、两根细长平行导线间的电动力单位长度上导线1遭到的力dlBidFsin21作用在导线1上的力)(1022170201021NLai idlHidlBiFLL9.1 载流导体发热和电动力载流导体发热和电动力工程中运用的导体需求思索截面积要素)(102217Ni iaLKF K表示实践外形导体所受的电动力与细长导体电动力之比。9.1 载流导体发热和电动力载流导体发热和电动力2、三相导体短路时的电动力 同一地点短路

5、的最大电动力，作用于三相短路时中间一相导体上。27max1073. 1shiaLF3、导体的振动应力27max1073. 1shiaLF单条导线及母线组的各条导体 35Hz多条导体组及有引下线的单条导体 35155Hz9.2 主变压器选那么主变压器选那么主变压器：用来向电力系统或用户保送功率。联络变压器：用于两种电压之间较换功率。自用变压器：只供本厂站用电。一、变压器容量、台数确定1、单元接线的主变压器容量确定发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10的裕度。采用扩展单元接线时，尽能够采用分裂绕组变压器，容量按单元接线计算原那么计算出的两台机容量之和确定。9.2 主变压器选那么主变压器选那

6、么2、具有发电机电压母线的主变压器容量确实定当发电机全部投入运转时，满足发电机电压供电的日负荷及扣除厂用电后，主变压器应能将发电机电压母线上的剩余有功和无功功率送入系统。假设接于发电机电压母线上容量最大一台机组停运时，应能满足由系统经主变压器倒供应发电机电压母线上最大负荷的需求。假设发电机电压母线上接有2台或以上主变压器，当其中容量最大的一台主变压器因缺点退出运转时，其它主变压器在允许正常过负荷范围内应能保送母线剩余功率的70。对水电比重较大的系统，应充分利用水能。丰水期限制火点厂出力，主变压器应能从系统倒送功率。9.2 主变压器选那么主变压器选那么3、衔接两种升高电压母线的联络变压器容量确实

7、定满足两种电压网络在不同运转方式下的功率较换；容量不小于母线上最大一台机组的容量；通常只选一台，系统中性点接地方式允许条件下，选自耦变压器。4、变电站主变压器容量确实定按变电站建成后510年的规化负荷选择，并适当思索1020年负荷开展；主要变电站，一台主变压器停运，其它变压器在计及过负荷才干及允许时间内，满足、类负荷的供电； 普通性变电站，一台主变压器停运，其他变压器满足全部供电负荷的7060。9.2 主变压器选那么主变压器选那么5、发电厂和变电站主变压器台数确实定大、中型发电厂和枢纽变电站，主变压器不少于2台；中、小型发电厂和终端变电站，主变压器可只设一台；地域性孤立一次变电站或大型工业公用

8、变电站，可设3台主变压器。二、主变压器型式的选那么1、相数确实定330kV及以下系统，应选用三相变压器；500kV及以上系统，根据实践情况选那么三相或单相变压器。9.2 主变压器选那么主变压器选那么2、绕组数确实定变电站或单机容量在125MW及以下发电厂，假设有三个电压等级，选择三绕组变压器；单机容量200MW及以上的发电厂，采用双绕组变压器加联络变压器；110kV及以上中性点接地系统中，优先选用自耦变压器；扩展单元接线，优先选用分裂绕组变压器。9.2 主变压器选那么主变压器选那么3、绕组衔接号确实定变压器三相绕组的衔接组号必需和系统电压相位一致。110kV及以上电压侧，采用YN接线；35kV

9、电压侧，采用Y接线，中性点多经过消弧线圈接地；35kV以下电压侧，采用D接线。发电厂和变电站中，主变压器衔接组号普通都选用YNd11。9.2 主变压器选那么主变压器选那么4、调压方式确实定无励磁调压有载调压出力变化大的发电厂主变压器；具有可逆任务特点的联络变压器；发电机经常在低功率因数下运转时。9.2 主变压器选那么主变压器选那么5、冷却方式确实定自然风冷却，7500kVA以下小容量变压器；风冷却， 10000kVA以上变压器；强迫油循环水冷却；强迫油循环风冷却；强迫油循环导向冷却。9.3 电气主接线选那么电气主接线选那么电气主接线与选那么6220kV电压等级，主接线方式由电压等级高低、出线回

10、路数多少确定。110220kV出线数为34回，3563kV出线数为48回，610kV出线数为6回以上时可采用单母线分段；超越上述回路数或母线缺点不影响供电时，可采用双母线接线；进出线回路少且不再扩建时，可采用无母线接线。9.3 电气主接线选那么电气主接线选那么330750kV电压等级，主接线方式首先满足可靠性准那么的要求。 330500kV电压等级，当进出线6回以上时可采用一台半断路器接线、双母线三分段或四分段接线。9.4 电气设备选那么电气设备选那么一、电气设备选那么的普通条件1、按正常任务条件选那么电气设备额定电压：SNNUU额定电流：在额定环境温度下，电气设备的额定电流应不小于所在电路中

11、能够经过的最大继续任务电流。maxIIN9.4 电气设备选那么电气设备选那么发电机、调相机和变压器回路上，Imax为其额定电流的1.05倍；假设变压器有过负荷运转的能够， Imax按过负荷确定1.32倍变压器额定电流；母联断路器回路普通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，或取最大一台发电机额定电流的5080；出线回路的Imax要思索事故时由其它回路转来的负荷。9.4 电气设备选那么电气设备选那么环境选那么对设备选那么的影响电气设备任务条件应满足设备出厂所规定的环境任务条件。假设环境温度高于40小于60时，导

12、体长期允许电流NalalNalIKII09.4 电气设备选那么电气设备选那么2、按短路情况校验热稳定和动稳定热稳定的校验：短路电流经过时，电气设备各部分温度不应超越允许值。ktQtI2动稳定的校验：短路冲击电流经过电气设备产生的电动力应满足动稳定条件。shesshesIIii或9.4 电气设备选那么电气设备选那么短路电流的计算 容量和接线 验算用短路电流应按发电厂、变电站最终设计容量计算；接线应采用能够发生最大短路电流的正常接线方式。 短路类型 普通采用三相短路，当其它方式短路电流大于三相时，选取最严重的情况。9.4 电气设备选那么电气设备选那么 短路计算点 安装电抗器的馈线选那么断路器；其它

13、情况选那么经过导体和电器短路电流最大的点。 发电机和变压器回路的断路器，比较断路器前后短路时经过断路器的短路电流值，选那么短路电流最大点。 母联断路器应思索母联断路器向备用母线充电时，备用母线缺点流过该备用母线的全部短路电流； 带电抗器的出线回路可选电抗器后为计算点。9.4 电气设备选那么电气设备选那么9.4 电气设备选那么电气设备选那么 短路计算时间 热稳定计算时间为继电维护动作时间和断路器的全开断时间之和。ainpabpktttttt 断路器开断计算时间时发生缺点至断路器开断时辰所需的计算时间。inpbrttt19.4 电气设备选那么电气设备选那么3、主要电气设备的选择和校验工程9.4 电

14、气设备选那么电气设备选那么二、高压断路器、隔分开关及高压熔断器的选择1、高压断路器的选择开断电流：不应小于实践触头开断瞬间短路电流的有效值。ktNbrII假设断路器开断才干比系统短路电流大很多，可简化为IINbr 9.4 电气设备选那么电气设备选那么额定关合电流：不应小于短路冲击电流。shNClii分、合闸时间选那么110kV以上电网，断路器固有分闸时间不宜大于0.04S；用于电气制动回路的断路器，合闸时间不宜大于0.040.06S。2、隔分开关的选择选那么额定电压、额定电流，校验短路热稳定、动稳定。9.4 电气设备选那么电气设备选那么3、高压熔断器的选择额定电压选择普通高压熔断器限流式熔断器

15、SNNUUSNNUU额定电流选择高压熔断器熔管额定电流应大于熔体额定电流。fsNftNII维护变压器或电动机的熔断器熔器额定电流maxKIIfsN不计电动机自启动：K=1.11.3计及电动机自启动：K=1.529.4 电气设备选那么电气设备选那么维护电容器的熔断器熔器额定电流CNfsNKII维护单台电容器：K=1.52.0维护一组电容器：K=1.31.8熔断器开断电流校验)(IIIshNbr 或熔断器选择性校验 保证前后两级熔断器之间，熔断器与电源负荷维护安装之间动作的选择性。9.4 电气设备选那么电气设备选那么三、限流电抗器的选择 限流电抗器可限制短路电流，维持短路时母线上的残压。电抗百分值

16、的选择IIXd 电源到短路点的总电抗NbrII 令那么NbrdIIX以额定电压和额定电流为基准的电抗百分值%100%ddRNRNNbrdRIUUIXIIX9.4 电气设备选那么电气设备选那么2、电压损耗的教验%5sin%maxRNXIIU3、母线残压的校验%70%60% NRreIIXU 假设不满足残压要求，可增大电抗值或采用瞬时速断维护，切除缺点线路。9.4 电气设备选那么电气设备选那么四、母线、电缆和绝缘子的选择1、母线的选择母线的资料、截面外形、布置方式母线资料铜铝铝合金母线截面外形矩形槽形管形9.4 电气设备选那么电气设备选那么母线布置方式支柱绝缘子程度布置，导体竖放支柱绝缘子程度布置

17、，导体平放支柱绝缘子垂直布置，导体竖放9.4 电气设备选那么电气设备选那么导体截面积选择导体截面积按长期发热允许电流或经济电流密度选择。JISmax按经济电流密度选择的导体，必需进展校验：maxIKIal热稳定校验)m(12minksQKCS9.4 电气设备选那么电气设备选那么动稳定校验硬母线需求进展动稳定校验。alshphPaWLfWM)(102电晕电压校验maxUUcr 对于110KV及以上的各种规格导体，应按晴天不出现电晕的条件校验。9.4 电气设备选那么电气设备选那么2、电力电缆的选择电缆心线资料及型号选择电缆心材铜心铝心 电缆型号根据其用途、敷设方式和运用条件进展选择。截面选择 当电

18、缆的Tmax5000h，长度超越20m时，按经济电流密度选择。9.4 电气设备选那么电气设备选那么NSUxrLIU)sincos(3%00max按允许电压降校验 对于供电间隔远、容量较大的电缆线路，电压损失应小于等于5。热稳定校验)m(12minkQCS9.4 电气设备选那么电气设备选那么8 . 0cos例题：选择以下图中的出线电缆。在变电站A两段母线上各有一台3150kVA变压器， ， ，正常时母线分段运转，当一条线路缺点时，要求另一条线路能供应两台变压器满负荷运转，变电站距电厂2km，在250m处有中间接头，该处短路时， ， ，电缆采用直埋地下，土壤温度 ，热阻系数 ，短路时间 。h550

19、0maxTkA18 IkA1435. 0IkA107 . 0I200cm/W80gstk7 . 09.4 电气设备选那么电气设备选那么3、支柱绝缘子和穿墙套管的选择按额定电压选择支柱绝缘子和穿墙套管NSNUU按额定电流选择穿墙套管maxIIKN支柱绝缘子和穿墙套管的种类和型式选择根据安装地点及周围环境进展选择。9.4 电气设备选那么电气设备选那么ktQtI2穿墙套管的热稳定校验支柱绝缘子和穿墙套管的动稳定校验发生三相短路时72max1073. 1aLiFCshmax16 . 0FHHFde9.4 电气设备选那么电气设备选那么五、电流互感器和电压互感器的选择1、电流互感器的选择电流互感器的方式选

20、择 35kV以下屋内配电安装：瓷绝缘或树脂浇注式； 35kV及以上配电安装：油浸箱式、套管式。互感器额定电压和额定电流的选择SNNUUmaxIIN一次侧：二次侧额定电流可选5A或1A。9.4 电气设备选那么电气设备选那么电流互感器准确级的选择 电流互感器的准确级不应低于所供丈量仪表的最高准确级。 为了保证互感器的准确级，二次侧负荷不应大于相应准确级所规定的额定容量。LNLNNZZZISS2222222或9.4 电气设备选那么电气设备选那么cwLrrrZ22)(22222cwNNrrrISS222222)(NcNNwIrrISr互感器二次侧负荷 衔接导线的电阻那么应该满足 导线的截面积计算公式)()(22222222cNccNNc