中压与高压断路器选用指南

--36-中压与高压断路器选用指南1.0在选用断路器时要留意以下参数绝缘电压等级1000V690V10KV7.2KV10KV以上高压〔ABB断路器为例〕12K，17.5K，24KV〔32K，42K，55KV〔括号中为分级估量值〕1.46

1.37 1.33 1.31 1.31电力系统的供电电压等级〔海洋石油选用〕50赫级差60赫级差

3.3KV，6.3KV，10.5KV，15.2KV，22KV，35KV1.91 1.67 1.45 1.45 1.594.16KV，13.8KV，38.5KV3.32 2.79能承受电压28KV，38KV，50KV对应于相应电压等级的过电压倍数28=2.33,12

=2.17,17.5

50=2.0824以消灭振荡的理论分析，得出其最高过电压为相电压的7.5倍，从屡次的在系统中试验得出其过电压值有百分之八十左右的过电压值均在58计要求对三相不接地系统的电气设备施以7.5到真正消灭7.55倍相电压。断路器能承受的过电压要求，是与断路器所在系统的接地状况有关。不同接地系统的过电压三相中性点直接接地系统3~3.5U三相中性点低电阻接地系统3.5~4U三相中性点高电阻接地系统4~4.5U三相中性点消弧线圈接地系统4.5~5U4.5~5U7.5U其中U为系统的相电压脉冲试验电压电压等级12KV17.5KV24KV脉冲电压75KV95KV125KV能承受电压28KV38KV50KV脉冲电压/承受电压2.682.52.5海拔高度要求进展修正。IEC60071-2Ka=em(H-1000)/8150式中H是断路器所在海拔高度〔米〕m是有关于工频承受电压和常压下脉冲电压相与相间承受电压，m=1，如海2000米，则Ka=em(H-1000)/8150=e1(2000-1000)/8150=e1000/8150=e0.1227=1.13此断路器的承受电压和脉冲电压的承受力量可修正为应增大1.13倍。75KV2000米时，28x1.13=31.6KV75x1.13=84.7KV频率50~60赫额定电流630〔8001000125016002000A2500A31503600A4000A级差1.27 1.25 1.25 1.28 1.25 1.25 1.26 1.14 1.11ABB无括号中电流等级此值应等于或大于通过断路器的实际电流值断开电流这是指断路器能切断短路电流的力量〔10K，12.5KA,16KA, 25KA, 31.5KA,40KA, 50KA其级差1.25 1.28 1.56 1.26 1.27 1.25断开电流应大于此断路器在断开时的短路电流有效值。热稳定电流证正常工作，且其温度不超过允许值。ABB3秒热稳定电流为：16KA,25KA,31.5KA,40KA,50KA630A31.5KA1秒。接通电流电流值是短路电流的沟通重量和直流重量在半个周波时的总和值。接通电流与断开电流的比值依据IEC60947-2标准对断路器的要求为断开电流接通电流/断开电流 短路点功率因数cos4.5KA<I≤6KA1.50.75KA<I≤10KA1.70.510KA<I≤20KA2.00.320KA<I≤50KA2.10.2550KA<I2.20.2〔13〕翻开时间这是指断路器在脱扣线圈动作后至断路器主触头分开的所需时延的时间。一般断路器的翻开时间大多为50ms，也有的以电源的周波数表示，一般为3T50T=20ms，而的时延，5060ms6050ms。ABB45ms。电弧断开时间ABBSF610~15ms一般厂商未列出此数据断路器断开电流总时延ABBSF6断路器为例，为45+〔10~15〕=55~60ms50~60ms计算。闭合时间ABB80ms一般厂商未列出此数据车发电机在同步操作时所应实行的提前量。重量此值是计算配电盘重量时要加以考虑的内容。尺寸此值对于配电盘的尺寸有较大的影响。SF6断路器中的气体压力标。运行环境温度-5ºC~+40ºC此指标是对配电盘间的环境要求。操作通断次数在油田的生产年限内考虑负荷是否能适用的问题。一般断路器的寿命为1~2万次通断操作。例如一台泵，每天约需开和停各10次，海洋油田生产寿命为15年，此泵每365x10=3650次，15年则为54750次，如此泵电动机由断路器掌握，则其210万~20万次。海拔高度1000米，则对其能承1000米以下。防护等级ABBIP2xIP3x，对断路器的防护等级要求不是主要的。断路器断开特别负荷的力量ABBHD4SF6断路器为例〔A〕6301250160020002500315036004000〔A〕101010101010101031.531.531.531.531.531.531.531.5〔A〕400630100012501250125012501250630630125012501250125012501250630630125012501250125012501250注：以上是考虑了在全部断开状况时的最大过电压不超过此断路器额定值的2.5倍。由以上分析知，断路器在限于上表中电流值下断开，3最大过电压<2.5x断路器额定电压〔线电压〕<2.5x 额定相电压3<4.33额定相电压根本满足中性点高阻接地的要求，由于高阻接地系统的过电压为系统相电压的4~4.5倍。3例如电力系统电压为13.8KV，中性点不接地，其过电压值大多数为〔4.5~5〕〔4.5~5〕x13.8=(35.85~39.84)KVABB17.5KV3的不接地系统中使用〔39.84KV38K〕短路点的短路功率因数的。50KA，检验时断路器通以IEC50KA的短50KA电流，然后使其跳闸，检查断路器能否切断此电流。但在实际使用中，短路点的短路功率因数可能小于0.2之值，此时断路器的实际衰减缓慢，切断电流就困难，断路器的切断电流力量下降。断路器的实际切断力量可由以下步骤计算求得计算断路器所在电路在短路时的功率因数；T短路时的电抗电阻值取自短路后2

〔实际应取在断路器断开时的值；cosՓn’~cosՓ曲线〔见图一〕n’值；依据断路器的接通电流和断开电流值求得其比值nn=接通电流断开电流n实际断开电流=n”

x断开电流例如：ABB630A17.5KV63KA25KA如短路点功率因数0.05n’~cosՓn’=2.65实际断开电流=63/25x252.52x2523.77KA2.65 2.63图一、n~cos 曲线2.92.92.82.72.62.52.42.32.2”n2.121.91.81.71.61.51.400.10.20.30.40.5cos0.60.70.80.91断路器验收试验电压压试验电压持续时间为1分钟，其试验电压值以断路器所在系统的接地状况而压值，对于海洋石油常用的接地系统的试验电压为：

3.5U4U4.5U中性点不接地系统 5U其中U为系统的相电压试验电压应施加于每个断开的动静触头以及它们与外壳〔接地〕之间，共有9个加压试验值。断路器的合闸系统状态的则是一个弹簧储能电动机。掌握弹簧做合闸操作的则是掌握电磁铁。直流：24V，48V，110V，120V等；等。电源设备直流：蓄电池，沟通变直流整流器沟通：由汇流排或发电机经电压互感器供给110V或120V沟通，也可以由UPS110V120V沟通。对选用断路器合闸电源应考虑的方面：供电的牢靠性日常维护的要求误操作预防效果投资费用的凹凸有关供电牢靠性的分析都备有蓄电池和蓄电池充电系统，作断路器的操作电源。UPS已广泛应用，从供电牢靠性看，UPS也UPS电源被用作断路器的合闸电源也被广泛承受，如UPS供电，UPS电源都是沟通。24V，其优点是电压低，110V左右为佳。洋石油断路器合闸电源，多承受沟通。有关日常维护的分析UPS供电方案时，UPS也是有蓄电池的，但UPS容量中的一小局部，可以不把此局部作重点考虑。有关投资费用的分析UPS，则其投资费用无疑是最高的，但假设对于30~50KVAUPS1KVA以下的合闸UPS作为电源，其影响投资费用的增加并不肯定是大的。专用的蓄电池作电源方案的投资费用也是较高的。互感器是系统中必需的设备，合闸电源由其供电，仅需增大一些互感器的KVA容量而已。有关误操作预防的分析作安全上要特别留意的问题。例如 图二汇流排汇流排汇流排上三台发电机G1、G2、G3，G2、G3并联运行，G1为备用，此时K1断开，K2、K3UPS、以及汇K1的合闸按钮后，K1G1是备用，原动机并未驱动，它处于静止状态。当K1闭合后，就有电流送入发电机，而此时同步发电机不会起动旋转，其电枢中无感应电势产生。因此此时流入发电机的电流很大，此误操作会导致G1发电机发电机烧毁。自自身的电源。图三合闸合闸电磁铁合闸合闸电磁铁由上图知，欲使断路器K闭合，其必要条件是发电机G已发电至正常电压，并发电，就是误按合闸按钮，断路器由于没有合闸电源，所以K不行能闭合，对于电压互感器PT的电路，要特别对汇流排上的短路容量，即短路后电源〔即T2要满足要求外，对联接于熔断器高压边的电缆也要加以特别的留意。例如系统的三相短路电流的沟通重量的有效值为I，则在发电机直联系统K1.2~1.61.5倍计算。K1~2A，但其留意。否则在大短路电流作用下，熔断器会爆裂或切不断短路的事故发生。K对于熔断器高压侧电缆，其最小截面积应依据以下公式计算t1.5ItA= K 145AIKt1451.5

电缆最小截面积〔mm2〕〔A〕短路电流允许持续时间〔秒〕85ºC250ºC的电缆为二相短路时，短路电流值比三相短路增大1.5倍估量20ms内熔断并熄灭电弧。20~40ms作为短路电流的持续时间，则电缆的最小截面积应为1.5IA= 0.0450.045~0.09

145

I 1.52(0.02~0.04)0.02~0.040.02~0.04145IK(0.141~0.3)

=IK 2.25(0.02~0.04)145=K =

x10-3≈1~2I

mm2(I以KA表示)

145

145

K K KUPS损害事故。例如在以下的供电系统中图四1和G1和

GT

TT

变压器10.5KV1和222进线处消灭故障，需要修理，正常操作程序为：1和222断开高压真空断路器VCB4→断开低压空气断路器ACB2→对变压器T2进T2A、B、C三线接地，使形成三相短接接地→人员进入进展修理。ACB2VCB4T2T2进线端三相接地从以上两种操作程序比较，第一种程序是正确的，而其次种操作程序存在不ACB2T2VCB4时，VCB4切断的是变压器的空载电流，假设变压器的容量较大，其相对的空载电流也大，此时切断VCB4就会产生较高的过电压，会引起系统中各电气设备的绝缘受损。ABB断路器对切断特别负荷的说明，当各种额定电流等级的断路器630A~4000102.5倍。现在再进一步争论误操作的问题。ACB2的合闸按钮，ACB2就会合闸，400V的汇流T2T210.5KV电压送至修理点，假设修理处已三相接地，此时就会消灭三相短路故障，ACB2的合闸操作就是一2400V65KAACB22合闸时的电流可能达1.8 65KA=165.5K它必定会对系统造成巨大的冲击，2会引起系统跳闸停电事故。假设修理点没有进展三相接地联接，此时10.5KV电地是格外重要的。是格外重要的，其联锁保护在单线图上以如下方式表示：图五高压汇流排低压汇流排它们的联锁程序一般为VCBACB随之断开VCBACB的跳闸电路接通，使其跳ACBACB跳闸，1~10秒。ACB跳闸后，再按合闸按钮，由于合闸电源如由蓄电池、UPS或汇ACB合闸，此时就还会产生上述的事故。VCBACB跳闸电路动作使ACBACB检查是比较麻烦的。由于它涉及配电盘的掌握系统的电路。ACBVCB案始终在海洋石油中应用。断路器的跳闸系统分为：沟通：24V，110V，120V以上是可以任选的。UPSUPS110V120V电源。断路器选用合理性校核今以南海某平台电力系统为例来对所选用的断路器进展校核。供电系统图六海缆(3海缆(3系统分析15.2KV13.8KV15.2KV接地系统分析12500KVA15.2KV侧额定电流315.2I315.2N

=474.8A8800

115

=76.52接地电阻折算至高压侧为0.01576.522=87.83Ω接地电流387.83387.83

=99.92AG接地电流占额定电流百分值99.92100%=21.04%474.8低电阻接地系统的接地电流占额定电流百分值范围为25%~100%，由此可以地。以低阻接地考虑，此系统可能消灭的因操作或故障引起的过电压约为4倍系统的相电压，即3415.2=35.1KV315.2KV已选用断路器ABB SF6 17.5KV电压等级从额定电压校核：合格以过电压值校核35.1KVABB SF6 17.5KV38KV由此从过电压校核选用合格以额定电流校核1 2。K和K1250A，是选大了。1 2K、K1250A630A等级已能满足要求，1 25000KVA变压器,其额定电流为315.2I315.2N

=189.9A630A，3所以不能再选小等级。600KW电动机，其额定电流为313.8313.80.850.85N

=34.7A设电动机的效率和功率因数均为0.85K630A等级，满足要求，也是由于断路器的最小电流等级为4630A。34.7=0.05563015.2KV不很适宜。从断路器能切断特别负荷校核 600KW电动机4校核合格 5000KVA空载变压器力量的校核变压器额定电流313.8I313.8N

=209.2A一般变压器的空载电流约为额定电流值的(3~7)%空载电流为(3~7)%209.2=6.28~14.64A〔13.8KV额定电压时〕15.2KV13.8KV要高，约为15.2100%=110.145%13.8从变压器的磁化曲线〔见图七〕查得：图七变压器磁化曲线变压器磁化曲线1201101009080%70. 60E50403020100010203040506070ID%8090100110120130140当电压由100%增至110%时，变压器的励磁空载电流有可能会增至130%以上。在电压为15.2KV时,13.8KV 5000KVA变压器的空载电流I0=1.3(6.28~14.64)=8.16~19.03A10A，而此台变压器的空载电流已有可能超过此值。校核结果，KK断路3 2结果不合格。2.5倍断路器的额定电压。所选断路器额定电压17.5KV10A2.517.5=43.75KV。今断路器10A43.75KV。24KV，它们能承受的过电压50KV。切断海底电缆空载电容电流的校核海底电缆为15.28.8KV(3400),10公里C=0.64μF/KM电缆电容C=0.6410=6.4μF电缆容抗X= 1 = 1 =497.36C 2fc2506.4106海底电缆每相的电容电流3497.36C3497.36C

=17.65A31.5A17.65A海缆的电容电流值。校核结果：选用合格。短路热稳定性校核由单线图知汇流排所注短路电流值为20KA1sec今选用的断路器的热稳定力量为25KA3sec校核结果合格断开力量的校核今所选断路器的断开力量为25KA校核合格〔未经实际短路时功率因数值影响的校核〕短路功率因数的估算此平台由FPSO上的电站供电，电站装有5台9600KVA 6.3KV的发电机。平台13.8KV高压汇流排短路时功率因数计算设发电机的参数为Xd’=0.24 Ra=0.018发电机额定电流36.3N36.3N

=879.8A发电机的负载阻抗33879.8

=4.13发电机的瞬变阻抗Xd’=0.24 4.13=0.991发电机内阻Ra=0.0184.13=0.0745台发电机并联后X=0.991=j0.19825R=0.0745

=0.014915.26.3 KV，12500KVA变压器的额定电流15.236.3NI36.3N

=1145.57A变压器负载阻抗331145.57

=3.1752变压器内阻抗X=0.0753.1752=j0.2381海底电缆(3400),10KM电缆阻抗 r+jx=10(0.069+j0.105)=0.69+j1.056.315.2Kv6.315.2

6.315.2

=0.41415.2KV6.3KV侧Z=0.4142(0.69+j1.05)=0.171(0.69+j1.05)=0.118+j0.18短路时总阻抗Z=0.0149+j0.1982+j0.2381+0.118+j0.18=0.1329+j0.6163tg=0.6163=4.63730.1329=77.83ºcos=0.2108n’~cos曲线查得，n’=2.18，它比n=63

=2.52小，断开电流断开电流25值不用修正。。校核合格。〕Z=0.0419+j0.1982+j0.2381=0.0149+j0.4363tg=0.4363=29.280.0149=88.0439ºcos=0.03413cos曲线查得，n’=2.6463KA25KAK1实际断开力量为63252523.86KA2.64假设123.86KAK131.5KA40KA等级。接通电流值校核T接通电流是以短路电流在短路后2

时间时的短路电流的最大值来校核。短路电流的最大值是由短路电流的交 流重量和直流重量二局部组成 。2I= 2

T22T””+ 2

T2T

TT2I (22

TT””+e2T )M AC

AC

AC D DCDT’’是发电机的超瞬变时间常数D’’TTDC是发电机的直流衰减时间常数假设 及T ’’TD DCTD2T””=1DT=12T=1DC2IM=2 IAC〔此状况说明短路电流不衰减〕2在考虑短路电流要衰减的状况下，通常短路电流最大值为：2IM=K2

IAC=1.8

IAC2D实际系数K值与发电机的超瞬变时间常数T’’及发电机的直流衰减时间常数2DTDC有关。一般发电机容量大，则其时间常数值大，反之发电机容量小，其时间常数小。DD 如这个系统的FPSO上的发电机约为10000KVA，其T’’=85ms，一般T DD 以此发电机计算2I= 2

〔

+2 ””””

I 〔10+10

I 〔0.889+0.941〕TM T

T TTDDCTD

AC 85

170 AC222=1.83 I222AC22D 22D 2I= 2

〔

+10

I

I 1.6184M 2=1.61842

35 70 AC ACIAC所以短路电流最大值计算时，可以下式计算22

IAC2以IM=1.8 IAC来计算。220KA，其短路电流的最大值22

20=50.9KA所选断路器的接通电流力量为63KA校核结果：合格选用断路器K1选用断路器K1K2K3K4断路器额定电压〔KV〕17.517.517.517.5〔KV〕15.215.215.215.2〔KV〕415.2=35.135.135.135.1〔KV〕383838382电流〔A〕空载变压器电流〔A〕压器过电压〔KV〕切断空载变压器过电压〔KV〕〔A〕切断电动机电流〔A〕31.531.531.531.531.531.5〔A〕〔A〕17.65///〔A〕12501250630630〔A〕474.8474.8189.934.7断路器断开力量〔KA〕2525252523.86252525

10/<43.75/630/

10>(8.16~19.03)<43.75>43.75630/

10(8.16~19.03)<43.75>43.75630/

10/<43.75/63034.5短路电流沟通有效值〔KA〕20?20?20?20?短路功率因数0.0340.210.210.21断路器接通力量〔KA〕63636363短路电流最大值〔KA〕50.9?50.9?50.9?50.9?1250A偏大校核结果 1250A偏大切断空载变压合格器过电压超值可选用24KV24KV/建议17.5KV630A630A630A注：短路电流值后面有问号，表示系统的原计算值有错误。3.0测验题如以下图所示为FPSO上的一个电站系统单线图设计，FPSO上共有5台9600KVA6.3KV，中性点不接地系统。6.3KV/0.4KV，中性点不接地。FPSO上另有5-115.2KV侧是中性点低阻接地。请完成以下内容任务23个，原设计选择是否合理？有无改进之处？13ACB选用是否合理？有无改进之处？原设计未列出断开电流与接通电流，请注出之。汇流排选择是否合理？有无改进之处？汇流排分段是否合理？是否要修改？供电方案是否合理？有无修正之处？图八中线不接地中线不接地中线不接地中线不接地中线不接地中线不接地绝缘等级1ΩΩ中线不接地中线不接地中线不接地中线不接地11FPSO各设备的额定电流计算①9600KVA，6.3KV336.3

9600

=879.8A②1600KW，400VPF=0.8330.80.4

1600

=2886.8A15.2③12500KVA，6.3 KV15.236.336.3

12500

=1145.6A315.2315.2

12500

=474.8A④3150KVA，6.30.4KV36.336.3

3150

=288.7A30.430.4

3150

=4546.8A⑤2500KVA，6.30.4KV2500336.330.430.4

2500

=3608.5A以负荷电流值选择断路器的额定电流等级①9600KVA，6.3KVVCB1~51000AABB厂商的等级为630A，1250A，1600A，2000A，2500A，3150A，4000A1000A1000A②1600KW，400VACB83000~3200A③12500KVA，6.315.2KV以单台变压器负荷考虑15.2KV474.8A，630A6.3KV侧额定电流为1145.6A，1250A80%变压器选用时考虑〔海洋石油对变压器的要求〕〔150℃〕〔120℃〕这种变压器如使其运行于F级温度时，即变压器可以超载30℃，30%左右。变压器订货时，要求变压器装有强迫通风的冷却风机。FB30%，但此时仍通风量可使变压器再增加〔20~30〕%的输出容量。从以上对变压器的设计要求，可以得出如下概念FF〔150℃-40℃=110℃F〔110℃〔120~130〕%的输出容量，即它可超载〔20~30〕%。B〔120℃-40℃=80℃11.311.3可更明白的说明如下：F2080KVA0.769=1600KVA1600KVAB120℃〕1600KVAB120℃1.32080KVA，F〔150℃加〔20~30〕%2500~2700KVA，F〔150℃〕明白了上述说明后，再来争论风机开动时可使容量再增加〔20~30〕%其具体的概念如下：B〔120℃〕30F级〔150℃，此时变压器在自然冷却条件下应能持续正常运行开动风机，强迫冷却散热，此时变压器还可再超载〔20~30〕%持续运F〔150℃〕12500KVA图九12500KVA0.7~0.8125000.8=10000KVA假设一台变压器因故障，退出运行，则另一台变压器会担当全部负荷20000KVA一台仍在运行的变压器的负荷率为2000012500

100%=160%即一台变压器故障后，另一台变压器会超载60%F〔150℃30%，125001.3=16250KVA此时再起动风机，进展强迫通风冷却，使变压器容量再可增大〔20~30〕%，即16250〔1.2~1.3〕=19500~21125KVA20000KVA，即强迫通风要求变压器增加容量至2000016250

100%=12323%由计算得出变压器在一台有故障时，另一台担当全部负荷时的容量为20000KVA，其电流为36.336.3

20000

=1832.9AVCB7,VCB102000A315.2315.2

20000

=759.7AVCB19,VCB20800A759.7VCB21，电流为2 =379.85A,选630AVCB22，VCB23630A再设备用变压器。④3150KVA，6.30.4 KV以单台变压器负荷考虑6.3KV侧额定电流为288.7A400V侧额定电流为4546.8A5000A以一台变压器故障考虑0.8一台变压器担当原二台变压器负荷时，其负荷率为1.64.2③236.36.3KVI=1.636.3

=461.9AVCB9,VCB11,VCB12630A30.4400V侧I=1.630.4

=7274.8A8000A,5000A,所5000AACB1~35000能使400V侧电流由4546.8A增至5000A,变压器的负荷率仅能增至4546.8 =1.09963150KVA第一种状况:3150KVA备用的.这种状况不用考虑一台变压器故障时则要另一台变压器增加负荷的可行性,只要以单一变压器的额定电流来选择断路器就可.其次种状况:正常运行时需要33150KVA10%，其余负荷应卸载。ACB1,ACB2,ACB35000A⑤2500KVA,6.30.4KV正常运行6.3KV229.1A400V3608.5AACB11，124000A1.66.3KVI=1.6229.1=366.6AVCB17,VCB18630A400VI=1.63608.5=5773.6AACB11,ACB125000A50003608.5=1.386即一台变压器故障后，另一台变压器本应能担当全部负荷，它可以超载持续160%5000A138.6%，缺乏局部应卸载削减其运行负荷60%，ACB38.6%，其中有负荷必需卸载实际此系统可设计成图十

1600

336.3一台变压器故障，另一台变压器担当全部负荷时，其负荷率约为1.6，此时I=1.6146.6=234.6AVCB1~3630A330.4

1600

=2309.5AACB1~34000A联络断路器和汇流排额定电流的选择VCB6电流第一种状况图十一MBG，GMBVCB6GGI=22

9600

1 2 1336.3其次种状况汇流排MA上发电机不运行，而MA上负荷都超载图十二最严峻状况2500KVA3150KVAVCB6MA汇流排。设发电机负荷率为1.036.336.3

9600

=2639.4A13150KVA0.8336.3

3150

=230.9AVCB6MA2639.4-230.9=2408.5AMA→MB 1759.6AMB→MA 2408.5AVCB6断路器可选2500AMAMB2500AVCB21VCB19，VCB20，VCB22，VCB23图十三12500KVAT2

故障，由另一台T1

担当全部负荷，此时担负荷的T变压1

12500

3315.2此电流流过VCB19VCB22，VCB21VCB23荷759.7流径VCB21，VCB23和VCB22的电流为2 =379.8AT2

故障同时VCB22电路也出故障，此时全部负荷电流都要经过可以不用考虑因此断路器电流可作如下选择800AVCB21，VCB22，VCB23630A③ACB4，ACB5，ACB6，ACB7在一台变压器故障，由另一台变压器向故障变压器负荷供电时其负荷电流最80%，这是考虑正常变压器的负0.8〕30.430.4

3150

0.8=3637.4A5000-3637.4=1362.6AACB4，ACB53200A2500A330.40.8

1600

=2886.6A2886.6AACB6,ACB73200A④ACB9ACB10当由2500KVA400V2886.6AACB9ACB103200AVCB16VCB161000AVCB8，VCB13，VCB14VCB15由于负荷不详，取原设计值VCB8，VCB13，VCB14VCB151250A⑦2500KVA6.3KV1250A⑧2500KVA400VACB11ACB125000A,则汇流排电流可作如下考虑5000A负荷分布在汇流排两侧,ACB11ACB12向汇流排两侧(正确设计应如此),则汇流排电流为2500A,考虑负荷不肯定3200AACB13ACB13,ACB13在故障变压器的汇流排上的负荷为变压器容量的80%,电流为330.4

2500

=2886.8A在故障变压器汇流排上负荷为变压器全容量值,电流2500330.4

=3608.5A100%的负荷率ACB133200A⑩3150KVA400V330.4

3150

=4546.8A负荷都在汇流排一侧:则汇流排中电流为4546.8A在另一台变压器故障时,5000AACB5000A负荷分布在汇流排两侧(正确设计应如此)2500A,3200A4000A断路器和汇流排选用参数表(A)VCB1879.81250/(A)VCB1879.81250/1000VCB2879.81250/1000VCB3879.81250/1000VCB4879.81250/1000VCB5879.81250/1000VCB62408.53200/2500VCB71145.616001832.92000VCB8(229.1)1250/1250VCB9288.7630461.9630VCB101145.616001832.92000VCB11288.7630461.9630VCB12288.7630461.9630VCB13(229.1)1250/1250

流等级

流(A)

流等级

备注正常闭合60%值不详,值仅能超载10%60%仅能超载10%仅能超载10%值不详,值VCB14 (229.1) 1250 / 1250VCB15 (229.1) 1250 /

值不详,值VCB16/1250/1000VCB17VCB16/1250/1000VCB17229.11250366.6630仅能超载38.6%VCB18229.1VCB18229.11250366.6630VCB19474.81250759.7800VCB20474.81250759.7800VCB21/1250379.85630VCB22474.81250/630VCB23474.81250/630ACB14546.8500050005000ACB24546.8500050005000ACB34546.850005000500038.6%以超载计算以超载正常断开ACB4/5000ACB4/50001362.6ACB5/50001362.625002500ACB62886.82500ACB62886.84000/3200正常闭合ACB72886.84000/3200正常闭合ACB82886.850001.12886.8=3175.53200正常断开ACB92886.84000/3200正常断开ACB102886.84000/3200正常断开ACB113608.5500050005000ACB123608.5500050005000ACB13/50002886.83200正常断开MA32002500MB320025003150KVA

变压器排

5000

320025002500KVA变压器排

5000 2886.8 32003150KVA变压器6.3KVA流排

1250 1000系统电压等级，发电机系统为6.3KV，海底电缆供电为15.2KV断路器电压等级常规选择6.3KV选用绝缘等级7.2KV15.2KV选用绝缘等级17.5KV中线不接地系统 消灭过电压为5U，最高可达7.5U中线低阻接地系统 多数消灭过电压为4U其中U为系统的相电压6.3KV353

6.3

=18.2KV15.2KV图十四Ω315.2315.2

12500

=474.8A

8800115

=76.52接地电阻折算至高压侧电阻R=k2r=76.522x0.015=87.83Ω=G

15200

=99.92A387.83低阻接地电流范围为〔25~387.8399.92474.8

100%=21.04%4U15.2343

=35.1KV绝缘电压等级U〔KV〕112绝缘电压等级U〔KV〕11217.524U〔KV〕2283850U/U2.3332.172.082 1U/U，U为U相压 4.04 3.758 3.62 1P 1P 17.2KV〔2.3~2.5〔2.3~2.5〕7.2=16.6~18KV6.3KV12KV3因其过电压〔5~7.5〕U=(5~7.5)3均在其能承通电压28KV以内15.2KV17.5KV

6.3

=18.2~27.3KV33

=35.1KV在其能承受电压38KVABB2.51.12500KVA,6.3 KV，6.3KV15.236.336.3N

=1145.6A0.15~1%I0.0015~0.0021145.6=1.72~11.5Ao2.3150KVA,6.30.4 KV，6.3KV36.336.3N

3150

=288.7A(0.2~1)%额定电流I=(0.002~0.01)288.7=0.58~2.89Ao3.2500KVA, 6.30.4 KV，6.3KV36.336.3N

2500

=229.1AI=(0.002~0.01)229.1=0.45~2.29Ao10A，当断路器切断超过10A以上的空载变压器电路时都会产生过高的过电压。10A以下切断时，可以考虑其2.5倍〔线电压。如以相电压作标准，则为33

U=4.33UABB4.34.04，3.763.6倍，根本是适用于直接接地过电压为3.5U和低阻接地过电压为4U之间。断路器的适用性是根本以直接接地考虑的。4.33U-(3.5~4)U=(0.83~0.33)U。则其过电压就会比正常消灭的过电压值要高〔0.5~1〕U。6.3KV系统是中性点不接地系统,其可能消灭的过电压值为5U。值要增加〔0.5~1〕U，则过电压为35U+〔0.5~1〕U=〔5.5~6〕U=〔5.5~6〕6.3=20~21.8KV328KV12KV。从切断空载海底电缆的电容电流值引起的过电压考虑31.5A。由单线图知〔3400〕10KM4-2〔3400〕10KM5-1由于海缆都由FPSO上的旋转滑环供电，二条海底电缆是并联在一起的，要切断海缆的电源，必需切断VCB22VCB23。它们跳闸可以有先后，但最终一个断路器跳闸时就是切断二条并联的海底电缆的电流。海底电缆的电容量为C=0.64F/KMC=2100.64=12.8F1XC=

1= =248.682fc25012.81063248.683248.68

15200

=35.29A压值会超出系统的平均过电压值。其过电压值要增加〔0.5~1)U以过电压值增加0.5U考虑,其过电压要在原低阻接地4U根底上再加0.5U33

=39.5KV此过电压值超过17.5KV等级能承受电压38KV应选电压等级高一级的24KV断路器,其能承受电压等级为50KV。⑦断路器电压等级选择表断路器系统额定原断路器原断路器系统过电应选断路断路器能〔KV〕〔KV〕能承受电压〔KV〕器电压承受电压压〔KV〕〔KV〕〔KV〕9600KVA6.37.216.6~1818.21228VCB1~5联络断路器6.37.216.6~1818.21228VCB63150KVA6.37.216.6~1818.21228VCB9，11，122500KVA6.37.216.6~1818.21228VCB8，1312500KVA6.37.216.6~1818.21228VCB7，10VCB14，156.37.216.6~1818.21228联络断路器6.37.216.6~1818.21228VCB16VCB19，2015.217.53839.52450联络断路器15.217.53839.52450VCB21VCB22，2315.217.53839.52450低压断路器ACB1~130.40.692U+1000计算1.150.692.42.4发电机短路电流发电机参数TDC=165ms36.336.3

9600

=880A63003880发电机负载阻抗3880Xd”=0.1784.133=0.7357Xd’=0.234.133=0.9506Xd=1.754.133=7.236300330.73576300330.95066300337.23以中国船检计算公式IAC=(I”-I’)et/TD”” +(I’-I)et/TD”+I15ms，中间继电器15msABB60mst=15+15+60=90msIAC=(4.944-3.826)e90/85 +(3.826-0.503)e90/540+0.503=1.118e1.0588+3.323e0.1667+0.503=1.1180.3469+3.3320.8465+0.503=0.3878+2.8129+0.503=3.7037KA5IAC=53.7037=18.52KA电动机的短路电流估量由于不清楚电动机负荷具体值，以船检和IEC60%。台发电机运行总容量49600=38400KVA电动机容量为384000.6=23040KVATM’=21ms电动机起动电流为其额定电流值的7倍23040336.30

7=14.781KA91%90msIM=14.7810.91e90/21=14.7810.910.0138=0.185KAI=IAC+IM=18.52+0.185=18.71KA90ms)1.5IK〔2〕=1.5IK〔3〕因此二相短路后至断路器跳闸,需时延90ms时的短路电流值为1.518.71=28.06KAT短路后2

时的三相短路电流发电机TIACT

=(I”-I’)

TT

+(I’-I)

TD”+I=(4.944-3.826)e10/85+(3.826-0.503)e10/540+0.503=1.1180.889+3.3230.982+0.503=0.994+3.263+0.503=4.76KAIAC=54.76=23.8KA电动机短路电流T2T2Tm”IM=14.7810.91e

=14.7810.91e1021=14.7810.910.621=8.353KA三相短路电流I=23.8+8.353=32.153KA系统短路功率因数计算反响电流已衰减至很小,短路电流主要是发电机供给,而且此时发电机电抗已是Xd’。ra=0.018Ra=0.018发电机负载阻抗值=0.0184.133=0.0744

Xd’=0.9506Xd” 0.9506

=12.7769=85.5248°cos=0.078曲线，得n’=2.55断路器断开电流的选择T2时IK〔3〕=32.153KAIK〔2〕=1.532.153=48.229KAT2时的短路电流选择断路器的断开电流则应选断开电流50KA等级实际断路器切断电流是在短路后90ms此时短路电流为IK〔3〕=18.71KAIK〔2〕=28.06KA断路器的切断电流可选40KA等级断路器的接通电流依据IEC有关。1.0(12)知20~50KA=2.1断开电流2.140=84KA但目前有些中高压断路器厂商的产品，往往其比值可达2.52.540=100KA到底实际接通电流值是多少，应依据产品名目所列确定。断开电流值的校核接通电流断开电流实际断开电流= n” 接通电流断开电流依据的二种比值，可得出断开电流

844040=32.94KA

2.551004040=39.21KA2.55以上两种40KA切断力量的断路器都能切断28.06KA的短路电流.接通电流的校核T22时的短路电流222

IK=1.8

32.153=81.85KAIM〔2〕=1.581.85=122.77KA由以上短路电流值84KA,40KA或 接通电流为100KA,断开电流为40KA的二种断路器都合格.对于以二相短路电流来选择,则接通电流都不满足要求,因此应选用接通电125对接通短路电流的考虑

2.5

=50KAIM〔2〕=122.77KA5值。换机时不会操作其他负荷，因此不会消灭在电路已短路状况下合闸的可能。短路电流T时〔4.6〕2IK〔3〕=32.153-4.76=27.393接通电流2IM