電氣設(shè)計與設(shè)備選擇ppt課件

1、第九章第九章 電氣設(shè)計與設(shè)備選那么電氣設(shè)計與設(shè)備選那么9.1 載流導(dǎo)體的發(fā)熱和電動力9.2 主變壓器選那么9.3 電氣主接線選那么9.4 電氣設(shè)備選那么9.1 載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力一、概述1、發(fā)熱效應(yīng)長期發(fā)熱：正常任務(wù)條件下引起的發(fā)熱。短期發(fā)熱：短路電流引起的發(fā)熱。發(fā)熱對導(dǎo)體和電器的影響使絕緣資料的絕緣性能降低；使金屬資料的機械強度下降；使導(dǎo)體的接觸電阻添加。9.1 載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力導(dǎo)體種類和資料長期任務(wù)發(fā)熱短路時發(fā)熱允許溫度允許溫升允許溫度允許溫升銅裸母線7045300230鋁裸母線7045200130導(dǎo)體在正常任務(wù)和短路時發(fā)熱的允許溫度2、電動力

2、 載流導(dǎo)體有電流經(jīng)過時，載流導(dǎo)體之間的相互作用力，稱為電動力。 應(yīng)保證在短路沖擊電流產(chǎn)生的電動力作用下的應(yīng)力不超越資料的允許應(yīng)力。9.1 載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力二、均勻?qū)w的長期發(fā)熱均勻?qū)w是指各部分資料和截面積都一樣的導(dǎo)體。 根據(jù)均勻?qū)w的長期發(fā)熱情況可確定導(dǎo)體在正常任務(wù)時的最大允許載流量。RSRSIalst)(0導(dǎo)體在額定情況下的載流量可經(jīng)過手冊查閱。9.1 載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力三、導(dǎo)體的短時發(fā)熱 導(dǎo)體短時發(fā)熱是指從短路開場到短路切除為止這段時間內(nèi)導(dǎo)體發(fā)熱的過程。 根據(jù)導(dǎo)線在短路切除以前能夠出現(xiàn)的最高溫度能否小于短路時發(fā)熱允許溫度，以驗證導(dǎo)體短時發(fā)熱的

3、熱穩(wěn)定性。9.1 載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力短時發(fā)熱的特點經(jīng)過的短路電流大，導(dǎo)體溫度上升快；短路時間短，是一個絕熱過成。1、短時發(fā)熱計算短路時導(dǎo)體發(fā)熱的熱平衡方程式mCddtRIkt2ikwtktkAAdCdtISQSkik1111000222對兩邊進展積分9.1 載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力2、熱效應(yīng)短路全電流aTtnpptkteitII0cos2熱效應(yīng)nppnpTtatpttTtnpptkQQieTIdteitIQakkka20202020)1 (2)cos2(9.1 載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力周期分量電流的發(fā)熱效應(yīng))10(122222kkttkpI

4、IItQ 非周期分量電流的發(fā)熱效應(yīng)222202)1 ()1 (2ITIeTieTQakakTtanpTtanp 9.1 載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力四、短路時載流導(dǎo)體的電動力1、兩根細長平行導(dǎo)線間的電動力單位長度上導(dǎo)線1遭到的力dlBidFsin21作用在導(dǎo)線1上的力)(1022170201021NLai idlHidlBiFLL9.1 載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力工程中運用的導(dǎo)體需求思索截面積要素)(102217Ni iaLKF K表示實踐外形導(dǎo)體所受的電動力與細長導(dǎo)體電動力之比。9.1 載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力2、三相導(dǎo)體短路時的電動力 同一地點短路

5、的最大電動力，作用于三相短路時中間一相導(dǎo)體上。27max1073. 1shiaLF3、導(dǎo)體的振動應(yīng)力27max1073. 1shiaLF單條導(dǎo)線及母線組的各條導(dǎo)體 35Hz多條導(dǎo)體組及有引下線的單條導(dǎo)體 35155Hz9.2 主變壓器選那么主變壓器選那么主變壓器：用來向電力系統(tǒng)或用戶保送功率。聯(lián)絡(luò)變壓器：用于兩種電壓之間較換功率。自用變壓器：只供本廠站用電。一、變壓器容量、臺數(shù)確定1、單元接線的主變壓器容量確定發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10的裕度。采用擴展單元接線時，盡能夠采用分裂繞組變壓器，容量按單元接線計算原那么計算出的兩臺機容量之和確定。9.2 主變壓器選那么主變壓器選那

6、么2、具有發(fā)電機電壓母線的主變壓器容量確實定當(dāng)發(fā)電機全部投入運轉(zhuǎn)時，滿足發(fā)電機電壓供電的日負荷及扣除廠用電后，主變壓器應(yīng)能將發(fā)電機電壓母線上的剩余有功和無功功率送入系統(tǒng)。假設(shè)接于發(fā)電機電壓母線上容量最大一臺機組停運時，應(yīng)能滿足由系統(tǒng)經(jīng)主變壓器倒供應(yīng)發(fā)電機電壓母線上最大負荷的需求。假設(shè)發(fā)電機電壓母線上接有2臺或以上主變壓器，當(dāng)其中容量最大的一臺主變壓器因缺點退出運轉(zhuǎn)時，其它主變壓器在允許正常過負荷范圍內(nèi)應(yīng)能保送母線剩余功率的70。對水電比重較大的系統(tǒng)，應(yīng)充分利用水能。豐水期限制火點廠出力，主變壓器應(yīng)能從系統(tǒng)倒送功率。9.2 主變壓器選那么主變壓器選那么3、銜接兩種升高電壓母線的聯(lián)絡(luò)變壓器容量確實

7、定滿足兩種電壓網(wǎng)絡(luò)在不同運轉(zhuǎn)方式下的功率較換；容量不小于母線上最大一臺機組的容量；通常只選一臺，系統(tǒng)中性點接地方式允許條件下，選自耦變壓器。4、變電站主變壓器容量確實定按變電站建成后510年的規(guī)化負荷選擇，并適當(dāng)思索1020年負荷開展；主要變電站，一臺主變壓器停運，其它變壓器在計及過負荷才干及允許時間內(nèi)，滿足、類負荷的供電； 普通性變電站，一臺主變壓器停運，其他變壓器滿足全部供電負荷的7060。9.2 主變壓器選那么主變壓器選那么5、發(fā)電廠和變電站主變壓器臺數(shù)確實定大、中型發(fā)電廠和樞紐變電站，主變壓器不少于2臺；中、小型發(fā)電廠和終端變電站，主變壓器可只設(shè)一臺；地域性孤立一次變電站或大型工業(yè)公用

8、變電站，可設(shè)3臺主變壓器。二、主變壓器型式的選那么1、相數(shù)確實定330kV及以下系統(tǒng)，應(yīng)選用三相變壓器；500kV及以上系統(tǒng)，根據(jù)實踐情況選那么三相或單相變壓器。9.2 主變壓器選那么主變壓器選那么2、繞組數(shù)確實定變電站或單機容量在125MW及以下發(fā)電廠，假設(shè)有三個電壓等級，選擇三繞組變壓器；單機容量200MW及以上的發(fā)電廠，采用雙繞組變壓器加聯(lián)絡(luò)變壓器；110kV及以上中性點接地系統(tǒng)中，優(yōu)先選用自耦變壓器；擴展單元接線，優(yōu)先選用分裂繞組變壓器。9.2 主變壓器選那么主變壓器選那么3、繞組銜接號確實定變壓器三相繞組的銜接組號必需和系統(tǒng)電壓相位一致。110kV及以上電壓側(cè)，采用YN接線；35kV

9、電壓側(cè)，采用Y接線，中性點多經(jīng)過消弧線圈接地；35kV以下電壓側(cè)，采用D接線。發(fā)電廠和變電站中，主變壓器銜接組號普通都選用YNd11。9.2 主變壓器選那么主變壓器選那么4、調(diào)壓方式確實定無勵磁調(diào)壓有載調(diào)壓出力變化大的發(fā)電廠主變壓器；具有可逆任務(wù)特點的聯(lián)絡(luò)變壓器；發(fā)電機經(jīng)常在低功率因數(shù)下運轉(zhuǎn)時。9.2 主變壓器選那么主變壓器選那么5、冷卻方式確實定自然風(fēng)冷卻，7500kVA以下小容量變壓器；風(fēng)冷卻， 10000kVA以上變壓器；強迫油循環(huán)水冷卻；強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻；強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。9.3 電氣主接線選那么電氣主接線選那么電氣主接線與選那么6220kV電壓等級，主接線方式由電壓等級高低、出線回

10、路數(shù)多少確定。110220kV出線數(shù)為34回，3563kV出線數(shù)為48回，610kV出線數(shù)為6回以上時可采用單母線分段；超越上述回路數(shù)或母線缺點不影響供電時，可采用雙母線接線；進出線回路少且不再擴建時，可采用無母線接線。9.3 電氣主接線選那么電氣主接線選那么330750kV電壓等級，主接線方式首先滿足可靠性準那么的要求。 330500kV電壓等級，當(dāng)進出線6回以上時可采用一臺半斷路器接線、雙母線三分段或四分段接線。9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么一、電氣設(shè)備選那么的普通條件1、按正常任務(wù)條件選那么電氣設(shè)備額定電壓：SNNUU額定電流：在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于所在電路中

11、能夠經(jīng)過的最大繼續(xù)任務(wù)電流。maxIIN9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器回路上，Imax為其額定電流的1.05倍；假設(shè)變壓器有過負荷運轉(zhuǎn)的能夠， Imax按過負荷確定1.32倍變壓器額定電流；母聯(lián)斷路器回路普通取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的Imax；母線分段電抗器的Imax為母線上最大一臺發(fā)電機跳閘時，保證該段母線負荷所需的電流，或取最大一臺發(fā)電機額定電流的5080；出線回路的Imax要思索事故時由其它回路轉(zhuǎn)來的負荷。9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么環(huán)境選那么對設(shè)備選那么的影響電氣設(shè)備任務(wù)條件應(yīng)滿足設(shè)備出廠所規(guī)定的環(huán)境任務(wù)條件。假設(shè)環(huán)境溫度高于40小于60時，導(dǎo)

12、體長期允許電流NalalNalIKII09.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么2、按短路情況校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定熱穩(wěn)定的校驗：短路電流經(jīng)過時，電氣設(shè)備各部分溫度不應(yīng)超越允許值。ktQtI2動穩(wěn)定的校驗：短路沖擊電流經(jīng)過電氣設(shè)備產(chǎn)生的電動力應(yīng)滿足動穩(wěn)定條件。shesshesIIii或9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么短路電流的計算 容量和接線 驗算用短路電流應(yīng)按發(fā)電廠、變電站最終設(shè)計容量計算；接線應(yīng)采用能夠發(fā)生最大短路電流的正常接線方式。 短路類型 普通采用三相短路，當(dāng)其它方式短路電流大于三相時，選取最嚴重的情況。9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么 短路計算點 安裝電抗器的饋線選那么斷路器；其它

13、情況選那么經(jīng)過導(dǎo)體和電器短路電流最大的點。 發(fā)電機和變壓器回路的斷路器，比較斷路器前后短路時經(jīng)過斷路器的短路電流值，選那么短路電流最大點。 母聯(lián)斷路器應(yīng)思索母聯(lián)斷路器向備用母線充電時，備用母線缺點流過該備用母線的全部短路電流； 帶電抗器的出線回路可選電抗器后為計算點。9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么 短路計算時間 熱穩(wěn)定計算時間為繼電維護動作時間和斷路器的全開斷時間之和。ainpabpktttttt 斷路器開斷計算時間時發(fā)生缺點至斷路器開斷時辰所需的計算時間。inpbrttt19.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么3、主要電氣設(shè)備的選擇和校驗工程9.4 電

14、氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么二、高壓斷路器、隔分開關(guān)及高壓熔斷器的選擇1、高壓斷路器的選擇開斷電流：不應(yīng)小于實踐觸頭開斷瞬間短路電流的有效值。ktNbrII假設(shè)斷路器開斷才干比系統(tǒng)短路電流大很多，可簡化為IINbr 9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么額定關(guān)合電流：不應(yīng)小于短路沖擊電流。shNClii分、合閘時間選那么110kV以上電網(wǎng)，斷路器固有分閘時間不宜大于0.04S；用于電氣制動回路的斷路器，合閘時間不宜大于0.040.06S。2、隔分開關(guān)的選擇選那么額定電壓、額定電流，校驗短路熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定。9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么3、高壓熔斷器的選擇額定電壓選擇普通高壓熔斷器限流式熔斷器

15、SNNUUSNNUU額定電流選擇高壓熔斷器熔管額定電流應(yīng)大于熔體額定電流。fsNftNII維護變壓器或電動機的熔斷器熔器額定電流maxKIIfsN不計電動機自啟動：K=1.11.3計及電動機自啟動：K=1.529.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么維護電容器的熔斷器熔器額定電流CNfsNKII維護單臺電容器：K=1.52.0維護一組電容器：K=1.31.8熔斷器開斷電流校驗)(IIIshNbr 或熔斷器選擇性校驗 保證前后兩級熔斷器之間，熔斷器與電源負荷維護安裝之間動作的選擇性。9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么三、限流電抗器的選擇 限流電抗器可限制短路電流，維持短路時母線上的殘壓。電抗百分值

16、的選擇IIXd 電源到短路點的總電抗NbrII 令那么NbrdIIX以額定電壓和額定電流為基準的電抗百分值%100%ddRNRNNbrdRIUUIXIIX9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么2、電壓損耗的教驗%5sin%maxRNXIIU3、母線殘壓的校驗%70%60% NRreIIXU 假設(shè)不滿足殘壓要求，可增大電抗值或采用瞬時速斷維護，切除缺點線路。9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么四、母線、電纜和絕緣子的選擇1、母線的選擇母線的資料、截面外形、布置方式母線資料銅鋁鋁合金母線截面外形矩形槽形管形9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么母線布置方式支柱絕緣子程度布置，導(dǎo)體豎放支柱絕緣子程度布置

17、，導(dǎo)體平放支柱絕緣子垂直布置，導(dǎo)體豎放9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么導(dǎo)體截面積選擇導(dǎo)體截面積按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟電流密度選擇。JISmax按經(jīng)濟電流密度選擇的導(dǎo)體，必需進展校驗：maxIKIal熱穩(wěn)定校驗)m(12minksQKCS9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么動穩(wěn)定校驗硬母線需求進展動穩(wěn)定校驗。alshphPaWLfWM)(102電暈電壓校驗maxUUcr 對于110KV及以上的各種規(guī)格導(dǎo)體，應(yīng)按晴天不出現(xiàn)電暈的條件校驗。9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么2、電力電纜的選擇電纜心線資料及型號選擇電纜心材銅心鋁心 電纜型號根據(jù)其用途、敷設(shè)方式和運用條件進展選擇。截面選擇 當(dāng)電

18、纜的Tmax5000h，長度超越20m時，按經(jīng)濟電流密度選擇。9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么NSUxrLIU)sincos(3%00max按允許電壓降校驗 對于供電間隔遠、容量較大的電纜線路，電壓損失應(yīng)小于等于5。熱穩(wěn)定校驗)m(12minkQCS9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么8 . 0cos例題：選擇以下圖中的出線電纜。在變電站A兩段母線上各有一臺3150kVA變壓器， ， ，正常時母線分段運轉(zhuǎn)，當(dāng)一條線路缺點時，要求另一條線路能供應(yīng)兩臺變壓器滿負荷運轉(zhuǎn)，變電站距電廠2km，在250m處有中間接頭，該處短路時， ， ，電纜采用直埋地下，土壤溫度 ，熱阻系數(shù) ，短路時間 。h550

19、0maxTkA18 IkA1435. 0IkA107 . 0I200cm/W80gstk7 . 09.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么3、支柱絕緣子和穿墻套管的選擇按額定電壓選擇支柱絕緣子和穿墻套管NSNUU按額定電流選擇穿墻套管maxIIKN支柱絕緣子和穿墻套管的種類和型式選擇根據(jù)安裝地點及周圍環(huán)境進展選擇。9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么ktQtI2穿墻套管的熱穩(wěn)定校驗支柱絕緣子和穿墻套管的動穩(wěn)定校驗發(fā)生三相短路時72max1073. 1aLiFCshmax16 . 0FHHFde9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么五、電流互感器和電壓互感器的選擇1、電流互感器的選擇電流互感器的方式選

20、擇 35kV以下屋內(nèi)配電安裝：瓷絕緣或樹脂澆注式； 35kV及以上配電安裝：油浸箱式、套管式?；ジ衅黝~定電壓和額定電流的選擇SNNUUmaxIIN一次側(cè)：二次側(cè)額定電流可選5A或1A。9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么電流互感器準確級的選擇 電流互感器的準確級不應(yīng)低于所供丈量儀表的最高準確級。 為了保證互感器的準確級，二次側(cè)負荷不應(yīng)大于相應(yīng)準確級所規(guī)定的額定容量。LNLNNZZZISS2222222或9.4 電氣設(shè)備選那么電氣設(shè)備選那么cwLrrrZ22)(22222cwNNrrrISS222222)(NcNNwIrrISr互感器二次側(cè)負荷 銜接導(dǎo)線的電阻那么應(yīng)該滿足 導(dǎo)線的截面積計算公式)()(22222222cNccNNc