第5章-工厂变配电所电气设备及其选择.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 工厂变配电所电气设备及其选择,主要内容,电气设备的一般选择方法,高压断路器和隔离开关及其选择,高压熔断器和负荷开关及其选择,互感器及其选择,第一节 电气设备选择的一般方法,按正常工作条件选择电气设备,额定电压 （,U,SN,-,装置地点电源额定电压）,额定电流 （,I,max,-,该回路在合理运行方式下的最大持续工作,电流）,环境条件：海拔高度,（高海拔地区,空气间隙和外绝缘的放电性能下降,）,温度,（额定电流,IN,是指在额定环境温度,0,下，电气设备的长期允许电流，,环境温度高载流量降低）,其它,（防污、防爆、湿热，电磁干扰、噪声限制）,第一节 电气设备选择的一般方法,按短路状态校验,-,短路热稳定性校验,校验条件,I,t,、,t,为电气设备的热稳定电流和热稳定时间，是设备的技术参数；,Q,k,为短路电流热效应，根据短路电流计算所得,工程实用计算方法,t,k,为短路时间，继电保护动作时间和断路器全开断时间的总和；,为短路时刻为 时的短路电流；短路时刻为 时的短路电流；,T,为非周期分量等效时间，变电站各等级电压母线及出线中，其值取,0.05,。,第一节 电气设备选择的一般方法,按短路状态校验,-,电动力稳定校验,电动力稳定性是指电气设备时承受短路电流机械效应的能力。,校验条件,或,短路冲击电流幅值；电气设备允许通过的动稳定电流幅值。,短路冲击电流有效值；电气设备允许通过的动稳定电流有效值。,第二节 高压断路器和隔离开关及其选择,一、断路器及其选择,断路器主要功能：,正常运行时，把电气设备或者线路接入电路或退出运行，起控制作用；,故障时，则能迅速的将故障切除，以确保无故障部分正常运行，起保护作用。,断路器的类型,安装地点：户外断路器、户内断路器,灭弧介质：油断路器（少油、多油）、六氟化硫（,SF6,）断路器、,真空断路器,电压等级：高压断路器、低压断路器,第二节 高压断路器和隔离开关及其选择,一、断路器及其选择,断路器型号含义,SN10-10,型少油断路器外形图,第二节 高压断路器和隔离开关及其选择,一、断路器及其选择,断路器的选择：,选择条件：额定电压,额定电流,使用环境,校验条件：开断电流（额定电压下能保证正常开断的最大短路电流,）,短路关合电流（在断路器合闸之前，若线路上已存在故障，,则在断路器合闸过程中，动、静触头间未接触到时即有巨,大的短路电流通过,）,动、热稳定性校验,第二节 高压断路器和隔离开关及其选择,二、隔离开关及其选择,隔离开关主要功能：,将带电部分与不带电部分隔离，以保证高压电气设备及装置在检修时的安全，,通断一定的小电流（如,2A,以下的空载变压器励磁电流、电压互感器回路电流、,5A,以下的空载线路的充电电流,）,它与断路器的主要区别在于：断路器具有灭弧功能，而隔离开关没有该功能。,第二节 高压断路器和隔离开关及其选择,二、隔离开关及其选择,隔离开关型号含义,GN8-10/600,高压隔离开关外形图,第二节 高压断路器和隔离开关及其选择,二、隔离开关及其选择,隔离开关主要功能：,将带电部分与不带电部分隔离，以保证高压电气设备及装置在检修时的安全，,通断一定的小电流（如,2A,以下的空载变压器励磁电流、电压互感器回路电流、,5A,以下的空载线路的充电电流,）,它与断路器的主要区别在于：断路器具有灭弧功能，而隔离开关没有该功能。,隔离开关选择校验项目：,隔离开关在额定电压、额定电流选择和短路动、热稳定校验项目与断路器相同，,隔离开关不用来通断短路电流，无需校验开断电流和短路关合电流,第三节 高压熔断器和负荷开关及其选择,一、高压熔断器及其选择,高压熔断器,是一种简单的过流保护电器，当通过的电流超过一定数值时，熔体熔断断开电路，主要功能是进行短路和过负荷保护。,熔断器分类,限流式：灭弧能力强，可以在短路电流上升到最大值之前灭弧,非限流式：灭弧能力较弱，不能在短路电流上升到最大值之前灭弧,高压熔断器的型号表示和含义,RN1,型和,RN2,型熔断器外形图,第三节 高压熔断器和负荷开关及其选择,一、高压熔断器及其选择,高压熔断器的选择,形式选择：安装条件及用途，如户外跌落式或户内式,额定电压的选择：额定电压,U,N,必须大于所安装地点额定电压值,U,SN,额定电流的选择：,熔管额定电流：熔体额定电流不小于其所在回路最大持续工作电流；,熔体额定电流：熔管额定电流不小于熔体额定电流。,第三节 高压熔断器和负荷开关及其选择,一、高压熔断器及其选择,高压熔断器的校验,开断电流校验：没有限流作用的熔断器，用,I,sh,进行校验，即：,有限流作用的熔断器，用次暂态短路电流校验,选择性校验：,熔断器的选择性需通过不同型号熔断器熔断时间的配合来保证,第三节 高压熔断器和负荷开关及其选择,二、高压负荷开关及其选择,高压负荷开关,有简单的灭弧装置和明显的断点，,可通断负荷电流和过负荷电流，有隔离开关的作用，,但不能断开短路电流，常与熔断器一起使用，借助熔断器来切除,高压负荷开关分类,按结构：固体产气式、压气式、油管式、真空式、,SF6,式,按安装场所：户内式和户外式,高压负荷开关型号含义,第三节 高压熔断器和负荷开关及其选择,三、高压开关柜简介,高压开关柜,是一种高压,成套设备,，它按一定的线路方案将有关,一次设备,和,二次设备,组装在柜内；,节约空间，安装方便、供电可靠，也美化了环境。,高压开关柜分类：,按结构型式：固定式、移开式,按功能作用：馈线柜、电压互感器柜、高压电容器柜、,电能计量柜、高压环网柜等,高压开关柜在结构设计上具有,“,五防,”,措施，即：防止误跳、误合断路器；,防止带负荷误拉、合隔离开关；防止带电误挂接地线；,防止带接地线误合隔离开关；防止人员误入带电间隔。,第三节 高压熔断器和负荷开关及其选择,四、低压电器,一、低压熔断器,主要用于低压供配电系统中设备及,线路的,短路和过负荷保护,。,主 要,类 型,主 要 型 号,用,途,无填料密,闭管式,RM10,、,RM7,（无限流特性）,用于低压电网、配电设备中，作短,路保护和防止连续过载之用。,有填料封,闭管式,RL,系列如,RL6,、,RL7,、,RL96,（有限流特性）,用于,500V,以下导线和电缆及电动机控制线路。,RLS2,为快速式。,RT,系列如,RTO,、,RT11,、,RT14,等系列（有限流特性）,用于要求较高的导线和电缆及电气设备的过载和短路保护,RS0,、,RS3,系列快速熔断器,（有较强的限流特性）,RSO,适用于,750V,、,480A,以下线路晶,闸管元件及成套装置短路保护。,RS3,适用于,1000V,、,700A,以下线路晶,闸管及成套装置的短路保护。,自复式,RZ1,型,与断路器配合使用,第三节 高压熔断器和负荷开关及其选择,四、低压电器,二、低压断路器（,自动空气开关）,能带负荷接通和切断电路，,又能在短路、过负荷和低电压（失压）时自动跳闸，保护电力线路和电气设备免受破坏,低压断路器分类,按灭弧介质：空气断路器、,SF6,断路器,按用途分有：配电用断路器、电动机用断路器、照明用断路器、,漏电保护断路器,按保护性能分：非选择型、选择型,按结构型式分：塑料外壳式（装置式）、万能式（框架结构）,按安装型式分：固定式和抽屉式,第三节 高压熔断器和负荷开关及其选择,四、低压电器,三、低压开关柜（,低压配电屏,）,是按一定的线路方案将有关低压设备组装在一起的成套配电装置,GCK,型抽屉式低压配电柜结构示意图,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,（一）电流互感器,是将一次系统的大电流按比例变成小电流,（,5A,、,1A,），二次侧则接测量仪表与继电保护装置。,电流互感器的结构和工作原理,变流比,结构特点,一次绕组匝数很少，二次绕组匝数很多；,工作时，一次绕组串联在一次电路中，二次侧串联仪表、继电器的电流线圈；,二次绕组的额定电流一般为,5A,（或,1A,）；,工作时电流互感器的二次侧接近于短路状态，二次侧不能开路。,二次侧有一端要接地。,一次侧,二次侧,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,（二）电流互感器的接线方式,1,一相式接线,通常在,B,相装一只电流互感器，,可以测量一相电流，,用于负荷平衡的三相电路，,供测量电流和接过负荷保护装置用,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,2,两相式接线（不完全星形接线）,电流互感器通常接于,A,、,C,相上,流过公共电流线圈的电流为,主要用于中性点不接地的三相三线制电路,(610kV,高压电路,),中，测量三相电流、电能及过流保护用。,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,3,两相电流差接线（两相一继电器式接线,）,流过二次侧电流线圈的电流为两相电流之差；,接线在不同短路故障下，反映到二次侧电流线圈的电流不同；,主要用于,610kV,高压电路,(,中性点不接地的三相三线制电路,),中作过电流保护用。,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,4,三相星形接线,每相都装有电流互感器；,能反映各相电流；,广泛用于负荷不平衡的三相四线制系统和三相三线制系统中；,作电能、电流的测量及过电流保护用。,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,（三）电流互感器的主要性能,1,准确级,指在额定频率下，二次负荷为额定负荷的,25%100%,，功率因素为,0.8,时，各准确级的,电流误差,和,相位误差,不超过规定的极限值。,测量用,电流互感器的准确级设为：,0.1,、,0.2,、,0.5,、,1,、,3,、,5,；,保护用,电流互感器的准确级设为：,5P,、,10P,。,二次绕组都规定了额定负荷，二次绕组回路所带负荷不应超,过额定负荷值，否则达不到标称的精度。,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,准确级选择,电流互感器的准确度等级,不低,于,所接仪表的准确度等级。,指示仪表,计量仪表,仪表准确级,电流互感器,准确级,仪表准确级,电流互感器,准确级,有功功率表,无功功率表,0.5,0.5,0.2,1.0,0.1,1.0,0.5,0.5,2.0,0.2,或,0.2S,1.5,1.0,1.0,2.0,0.5,或,0.5S,2.5,1.0,2.0,3.0,0.5,或,0.5S,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,2,铁心线圈特性,测量用,的电流互感器,-,铁芯易于饱和,-,限制二次电流增长倍数,-,便保护测量仪器,保护用,电流互感器,-,铁芯在短路时不应饱和,-,使二次电流与一次电流成比例增长,-,保证保护的灵敏性要求,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,（四）电流互感器的分类,按一次电压：高压、低压,按一次绕组匝数：单匝式（包括母线式、芯柱式、套管式）、,多匝式（包括线圈式、绕环式、串级式）,按用途分：测量用、保护用,按绝缘介质：油浸式、环氧树脂浇注式、干式、,SF6,气体绝缘,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,电流互感器的型号表示,LQZ-10,型电流互感器外形结构图,LMZJ1-0.5,型电流互感器外形结构图,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,（五）电流互感器的选择,1,种类和型式的选择,考虑条件：安装地点（如户外、户内）,安装方式（如穿墙式、支持式、装入式等）,2.,额定电压的选择,电流互感器的额定电压不应低于装设地点线路的额定电压。,3,电流互感器变比的选择,应使其一次侧额定电流不小于线路中的计算电流，在标准序列中选择,（,20A,、,30A,、,40A,、,50A,、,75A,、,100A,、,150A,、,300A,、,400A,、,600A,、,800A,、,1000A,、,1200A,、,1500A,、,2000A),。,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,（五）电流互感器的选择,4,电流互感器准确级选择,计量用的电流互感器的准确级选,0.2-0.5,级，,测量用的电流互感器的准确级选,1.0-3.0,级。,5,电流互感器二次负荷校验,同一台电流互感器使用在不同准确级时，会有不同的额定容量，要求该准,确级下,该准确度下额定二次容量,该互感器实际二次侧负荷阻抗,三相星形接线,两相式接线,一相式接线,二次侧回路中所接仪表的电流线圈电阻,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,（五）电流互感器的校验,5,电流互感器二次负荷校验,同一台电流互感器使用在不同准确级时，会有不同的额定容量，要求该准,确级下,该准确度下额定二次容量,该互感器实际二次侧负荷阻抗,二次侧回路中所接继电器的电流线圈电阻,接触电阻,连接导线电阻,计算流过电流互感器,的一次电流倍数,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,（五）电流互感器的校验,保护用,电流互感器的准确级选,10P,级，其负荷误差极限值为,10%,。,要按,电流互感器,10%,误差曲线,校验。,在,10%,误差曲线上确定,电流互感器的允许二次,负荷,计算电流互感器的,实际二次负荷,校验二次负荷，,是否满足,若不满足校验条件,a,增大连接导线的截面或缩短连接导线长度，以减小二次负荷。,b,增大电流互感器变比，减小一次电流倍数，增大允许二次负荷。,第四节 互感器及其选择,-,电流互感器,（五）电流互感器的校验,6.,动、热稳定性校验,动稳定校验,热稳定校验,热稳定电流倍数,动稳定电流倍数,第四节 互感器及其选择,-,电压互感器,（一）电压互感器,是将一次系统的大电压按比例变成小电压,（,100V,），二次侧则接测量仪表与继电保护装置。,电压互感器的结构和工作原理,变压比,结构特点,一次绕组匝数较多，二次绕组匝数很少；,工作时，一次绕组,并联,在一次电路中，二次侧,并联,仪表、继电器的电压线圈；,二次绕组的额定电流一般为,100V,；,工作时二次侧不能短路。,二次侧有一端要接地。,一次侧,二次侧,第四节 互感器及其选择,-,电压互感器,（二）电压互感器的接线方式,1.,一相式接线,供仪表和继电器测量线电压；,用于三相电压对称的电路或备用线路的电压监视,。,2,两相式接线（,V-V,形接线,）,三相三线制中供仪表和继电器测量,3,个线电压，,广泛应用于工厂变配电所,10kV,高压配电装置中。,第四节 互感器及其选择,-,电压互感器,3,Y,0,/Y,0,形接线,常用于三相三线制和三相四线制线路，,用于供电给要求,接线电压,的仪表、继电器，同时也可供电给要求接相电压的绝缘监视用电压表。,4,Y,0,/Y,0,/,（开口三角形）接线,常用于三相三线制线路，,其接成,Y0,的二次绕组供电给要求线电压的仪表、继电器及要求相电压的绝缘监视用电压表；,接成开口三角形的辅助二次绕组，接作为绝缘监视用的电压继电器测量零序电压。,开口三角,第四节 互感器及其选择,-,电压互感器,（三）电压互感器的主要性能,1,准确级,测量用：,0.1,级、,0.2,级、,0.5,级、,1,级、,3,级等；,保护用：,3P,级和,6P,级，,用于小电流接地系统,零序绕组,准确级规定为,6P,级。,第四节 互感器及其选择,-,电压互感器,（四）电压互感器的分类,按相数：单相电压互感器、三相电压互感器；,按绝缘方式和冷却方式：油浸式、干式；,按用途：测量用、保护用；,按结构原理：电磁感应式、电容分压式等。,电压互感器的型号表示,第四节 互感器及其选择,-,电压互感器,（四）电压互感器的选择,1.,型式选择：,安装地点（,户内、户外,）和工作要求。,2,额定电压的选择,一次额定电压,U,1N,不应小于装设地点线路的额定电压；,二次侧额定电压一般为,100V,或,V,。,3,准确级的选择及校验,计量用电压互感器准确级选,0.5,级以上；,测量用的准确级选,1.0,级或,3.0,级；,保护用的准确级选,3P,级或,6P,级。,第四节 互感器及其选择,-,电压互感器,（四）电压互感器的校验,1,、,二次负荷校验,2,、动、热稳定性校验,电压互感器的一、二次侧均装有熔断器保护，,故不需进行短路动、热稳定性校验。,仪表、继电器电压线圈消耗的总有功功率,仪表、继电器电压线圈消耗的总无功功率,