華電發(fā)電廠電氣部分第10講

發(fā)電廠電氣部分（32學時）

第十講

主講：劉君

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Tel:80798481

華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!第六章導體和電氣設備的原理與選擇

（1）基本要求：

設備選擇的一般原則

節(jié)電氣設備選擇的一般條件華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!短路時電網(wǎng)的總阻抗減小，短路電流增大，使導體大量發(fā)熱，對機械強度和絕緣產(chǎn)生很大的影響，同時還將產(chǎn)生很大的電動力作用于導體，使導體變形或損壞。因此電氣裝置中的各種電器設備應有足夠的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，在流過最大可能的短路電流時間內(nèi)不致?lián)p壞。短路時往往有電弧產(chǎn)生，不僅可能燒壞元件本身，還可能燒壞周圍的設備短路電流基本上是感性電流，將產(chǎn)生去磁性電樞反應，使發(fā)電機端電壓下降，同時短路電流流過線路、電抗器等回路時電壓損失增大，因而電網(wǎng)電壓降低短路時由于系統(tǒng)中功率分布突然變化和網(wǎng)絡電壓降低，可能導致并列運行的同步發(fā)電機組之間失去同步不對稱的短路故障會產(chǎn)生零序電流，會在鄰近的線路內(nèi)產(chǎn)生感應電勢，造成對通信線路和信號系統(tǒng)的干擾

短路的危害華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!電力系統(tǒng)對電氣設備的基本要求絕緣安全可靠，能夠承受工頻最高工作電壓的長期作用、內(nèi)外過電壓的短時作用；有一定的過載能力；正常發(fā)熱不超過正常發(fā)熱的允許溫度；有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性；工作性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!1、按正常工作條件選擇電器設備額定電壓

UN≥UNS

UN-------電器設備額定電壓；

UNS-------電網(wǎng)額定電壓額定電流

KIN≥Imax

IN

-------電器設備在額定環(huán)境溫度下的長期允許電流

Imax-------電器所在回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流

K-------綜合修正系數(shù)，裸導體的綜合修正系數(shù)見p344附表3當?shù)丨h(huán)境條件校驗

溫度、海拔高度、風速、地震烈度

覆冰厚度、污穢等級等

華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!選擇導體和電器時的實際環(huán)境溫度屋外屋內(nèi)裸導體最熱月平均最高溫度屋內(nèi)通風設計溫度，無資料時取最熱月平均最高溫度加5度電纜電纜溝：最熱月平均最高溫度同上電纜隧道：該處通風設計溫度；土中直埋：最熱月平均地溫電器年最高溫度同上電抗器室：該處通風設計最高排風溫度環(huán)境溫度高于+40℃，每增高1℃，額定電流減少1.8%；環(huán)境溫度高于+40℃，每降低1℃，額定電流增加0.5%，但最大不超過額定電流的20%。華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!最大持續(xù)工作電流Imax----電器所在回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!典型回路最大持續(xù)工作電流Imax的計算方法發(fā)電機、調(diào)相機回路---1.05倍發(fā)電機、調(diào)相機額定電流變壓器回路---1.05倍變壓器額定電流

---1.3~2.0倍變壓器額定電流

電動機回路---電動機額定電流

單回路出線---線路最大負荷電流

雙回路出線---1.2~2.0倍一回線的正常最大負荷電流

帶電抗器出線---電抗器額定電流

角形、一臺半斷路器接線回路出線---兩個相鄰回路正常負荷電流橋型接線出線--最大元件負荷電流，橋回路還需考慮系統(tǒng)穿越功率主母線、母聯(lián)回路---母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的計算電流母線分段回路---發(fā)電廠為相鄰兩段母線上最大一臺發(fā)電機額定電流的50％～80％變電所為用戶一類負荷和大部分二類負荷旁路回路---需旁路的回路最大額定電流華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!2、按短路情況校驗短路熱穩(wěn)定校驗

It2t

≥Qk

或S≥Smin

Qk----短路電流產(chǎn)生的熱效應；It、t-----電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間S---按正常工作條件確定的導體或電纜的截面積Smin---按熱穩(wěn)定確定的導體或電纜的最小截面積電動力穩(wěn)定校驗

ies≥ish

或

Ies≥Ish

ish

、Ish-----短路沖擊電流幅值和有效值；

ies

、Ies-----電器允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值和有效值。不需校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定的情況a.用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。b.采用有限流電阻的熔斷器保護的設備可不校驗動穩(wěn)定。c.裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電器可不驗算熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!確定短路點對比較復雜的接線，應考慮可能性較大的運行方式，即某一元件檢修，再發(fā)生另一元件故障情況下，尋找通過所選設備短路電流為最大的那一點為短路計算點。華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!短路計算時間

驗算熱穩(wěn)定的計算時間

tk=tpr+tab

tab=tin+tatpr-------后備保護動作時間；tab--------斷路器全開斷時間；tin--------斷路器固有分閘時間；ta--------斷路器開斷時，電弧持續(xù)時間，對少油斷路器0.04～0.06s，SF6和壓縮空氣斷路器約為0.02～0.04s。開關(guān)電器的開斷時間tbr=tpr1+tin

tpr1-------主保護動作時間tin-------斷路器固有分閘時間華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!補充1：三相實用短路計算三相短路電流周期分量任意時刻值的計算計算各元件參數(shù)標幺值，作出等值電路；進行網(wǎng)絡簡化，求出各電源點與短路點之間的轉(zhuǎn)移電抗；將轉(zhuǎn)移電抗換算成各電源的計算電抗；查運算曲線，得到各電源在某同一時刻供出的短路電流標幺值；將各電流標幺值換算成有名值后相加，得到短路點在某一時刻的三相短路電流周期分量。華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!基準值的選取與網(wǎng)絡模型的建立忽略負荷電流；不計各元件的電阻、線路電納和變壓器的導納；發(fā)電機用次暫態(tài)電抗表示，發(fā)電機電勢模值為1，相角為0o。近似計算：各基準電壓為平均電壓Uav見《電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料》表6-1華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!內(nèi)橋接線為避免線路斷路器檢修系統(tǒng)開環(huán)，可增設跨條。外橋接線為避免變壓器側(cè)斷路器檢修變壓器停運，可增設跨條。QF4QF2QF4QF3T1T2WL1WL2QF1QF2QF3QF1若QF1檢修，WL2故障，出現(xiàn)什么現(xiàn)象？WL1WL2選擇QF1時，如何確定Imax和短路點？分析橋形接線和角形接線的Imax和短路計算點華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!I1I2外橋接線無穿越功率選擇QF1時：ImaxK1短路點為k1K1XL1XL2選擇QF2時：？？選擇QF3時：？？選擇QS1時：？？正常運行線路檢修變壓器檢修QF1QF2QF3SN1SN2QS1出線：最大元件負荷電流華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!QF1QF2QF3I1I2SN1SN2ImaxK1QS1選擇QS1時：短路點為k1K1XL1XL2選擇QF1時：？？選擇QF3時：？？選擇QF2時：？？正常運行線路檢修變壓器檢修內(nèi)橋接線無穿越功率K1XL1出線：最大元件負荷電流華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!QF4QF2QF4QF3T1T2WL1WL2QF1QF2QF3QF1WL1WL2QF3檢修K1K1選擇QF1時：T2檢修I1I2IT1IT2WL2檢修短路計算點：QF3檢修，K1點短路Imax：兩個相鄰回路正常負荷電流T1T2I2I1華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!小結(jié)電器設備選擇的一般原則最大持續(xù)工作電流的計算短路計算點的確定原則華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!一、導體和電器選擇的一般原則按正常工作條件進行選擇按短路狀態(tài)校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定運行環(huán)境導體：華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!我國規(guī)定電氣設備的一般額定環(huán)境條件額定環(huán)境溫度（計算溫度或基準溫度）

1）裸導體和電纜：25℃

2）斷路器、隔離開關(guān)、穿墻套管、電流互感器、電抗器等：40℃

3）無日照海拔高度

不超過1000m華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!海拔高度的影響海拔增加，空氣密度和濕度降低，空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，設備外絕緣強度將隨海拔的升高而降低，導致設備允許的最高工作電壓Ualm下降。當海拔在1000~4000m時，按照海拔每增加100m，Ualm下降1%來修正；如果Ualm不能滿足要求，需選擇高原型產(chǎn)品或外絕緣提高一級的產(chǎn)品?，F(xiàn)有110kV及以下的設備，外絕緣裕度大，可在海拔2000m以下使用。華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!最大持續(xù)工作電流Imax----電器所在回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流發(fā)電機回路變壓器回路

電動機回路單回路出線雙回路出線帶電抗器出線角形接線一臺半斷路器接線出線橋型接線出線主母線、母聯(lián)回路母線分段回路旁路回路華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!3、短路電流計算條件容量和接線

按本工程的最終容量計算，并考慮本工程建成后5～10年的電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃，按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進行短路計算。短路種類一般按三相短路進行驗算。選擇短路計算點在短路計算接線中，選擇通過電器的短路電流為最大的點為短路計算點。

注意：通過電氣設備的短路電流和流入短路點的短路電流不一定相同華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!發(fā)電機出口斷路器：比較K1和K2點短路時，哪種情況通過QF1的短路電流大。母聯(lián)QF5：考慮母聯(lián)斷路器QF5向備用母線充電時，備用母線故障，即K4點短路時，流過母聯(lián)斷路器的短路電流最大。帶電抗器的6～10KV出線回路：由于干式電抗器可靠性高，且斷路器QF4與電抗器間的連線很短，故障幾率小，一般不選K7，而應選K8。主變低壓側(cè)QF3：可能出現(xiàn)的短路點和運行方式很多，當變壓器高壓側(cè)QF6斷開而K3點短路時最嚴重。類似的，選擇QF6，應為QF3斷開，K5點短路。分段斷路器QF7：當主變T1退出運行而相應母線段K1點發(fā)生短路時最嚴重。母線至母線隔離開關(guān)前的引線和套管：應選擇母線段K7點。華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!為選擇電氣設備而進行的短路計算的條件是什么？華電發(fā)電廠電氣部分第10講共35頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!三相實用短路計算三相短路電流非周期分量的計算Ta----短路點等效時間常數(shù)見《電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料》表6-2華電發(fā)電廠電氣