全国注册电气工程师考试专业基础部分电气设备选择.ppt

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1、1,4.14 电气设备选择4.14.1 掌握电器设备选择和校验的基本原则和方法4.14.2 了解硬母线的选择和校验的原则和方法,考试大纲要求：,2,1. 按正常工作条件额定电压和额定电流,4.14.1 掌握电器设备选择和校验的基本原则和方法,- 开关电器最高工作电压；-开关电器装设处的最高工作电压；-开关电器额定电压；-系统的标称电压；,-开关电器额定电流；-开关电器装设处的 计算电流；,3,2. 按短路情况来校验电气设备的动稳定和热稳定。,-开关电器的极限通过电流峰值；-开关电器的极限通过电流有效值；-开关电器安装处的三相短路冲击电流；-开关电器安装处的三相短路冲击电流有效值；,动稳定：,4

2、.14.1 掌握电器设备选择和校验的基本原则和方法,4,热稳定：,-开关电器的t秒热稳定电流有效值；-开关电器安装处的三相短路电流有效值；-假想时间；,4.14.1 掌握电器设备选择和校验的基本原则和方法,5,3. 按装置地点的三相短路容量来校验开关电气的断流能力（遮断容量。,断路器,负荷开关,4.按装置地点、工作环境、使用要求及供货条件及经济条件来选择。,-断路器的额定分断电流；-断路器的额定分断容量；-断路器安装处最大运行方式下三相短路电流有效值；-断路器安装处最大运行方式下的短路容量；-负荷开关的额定分断电流；-负荷开关安装处的最大负荷电流；,4.14.1 掌握电器设备选择和校验的基本原

3、则和方法,6,例1 试选择某10KV 高压配电所进线侧的高压户内真空断路器的型号规格。已知该进线的计算电流为295A，配电所母线的三相短路电流周期分量有效值为3.2kA ，继电保护的动作时间为1.1s。 解：初步选ZN1-12/630-16型进行校验，如表所示，所选正确,4.14.1 掌握电器设备选择和校验的基本原则和方法,7,4.14.1 掌握电器设备选择和校验的基本原则和方法,8,4.14.2 了解硬母线的选择和校验的原则和方法,硬母线一般按下列各项进行选择和校验： （1）导体材料 （2）类型和敷设方式 （3）导体截面电晕 （4）热稳定 （5）动稳定 （6）共振频率,9,1母线的选型 工业

4、上常用的硬母线截面为矩形，槽形和管形。 （1）矩形母线散热条件较好，有一定的机械强度，便于固定和连接，但集肤效应较大。为避免集肤效应系数过大，单条矩形母线的截面最大不超过1250mm2。当工作电流超过最大截面单条母线允许电流时，可用24条矩形母线并列使用。但由于集肤效应的影响，多条母线并列的允许载流量并不成比例增加，故一般避免采用4条矩形母线。矩形导体一般只用于35kV及以下，电流在4000A及以下的配电线路中。,4.14.2 了解硬母线的选择和校验的原则和方法,10,11,（2）槽型母线机械强度较好，载流量较大，集肤效应系数也较小。槽型母线一般用于40008000A的配电装置中。 （3）管形

5、母线集肤效应系数小，机械强度高，管内可以通水和通风，用此，可用于8000A以上的大电流母线。另外，由于圆管形表面光滑，电晕放电电压高，因此可用作110kV及以上配电装置母线。 母线的布置方式应根据载流量的大小、短路电流水平和配电装置的具体情况确定。,4.14.2 了解硬母线的选择和校验的原则和方法,12,13,14,2母线截面选择 除配电装置的汇流母线按长期发热允许电流选择外，其余导体的截面一般按经济电流密度选择。 （1）按导体长期发热允许电流选择 导体所在电路中最大持续工作电流应不大于导体长期发热的允许电流，即 （4-14-7）式中 相应于导体允许温度和基准环境条件下导体 长期允许电流，A；

6、 综合修正系数，裸导体的值与海拔和环境 温度有关。,4.14.2 了解硬母线的选择和校验的原则和方法,15,（2）按经济电流密度选择 按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低。年计算费用包括电流通过导体所产生的年电能损耗费、导体投资（包括损耗引起的补充装机费）和折旧费、以及利息等，对应不同种类的导体和不同的最大负荷年利用小时数将有一个年计算费用最低的电流密度经济电流密度（J）。 导体的经济截面可由下式决定： （4-14-8）式中 正常工作时的最大持续工作电流，A。,4.14.2 了解硬母线的选择和校验的原则和方法,16,3母线截面的校验 （1）电晕电压校验 对于110220kV裸母线，可按

7、晴天不发生全面电晕条件进行校验，即裸母线的临界电压应大于最高工作电压 （4-14-9） 对于330500kV超高压配电装置，电晕是选择导线的控制条件。要求在1.1倍最高运行相电压下，晴天夜间不发生可见电晕。选择时应综合考虑导体直径、分裂间距和相间距离等条件，经技术经济比较，确定最佳方案。,4.14.2 了解硬母线的选择和校验的原则和方法,17,（2）热稳定校验 按正常电流选出导体截面后，还应按热稳定进行核验。根据短路电流的热效应，并计及集肤效应系数 ，当导体通过短路电流 ，在假想时间 的情况下，与导体最高允许加热温度所对应的截面为最小允许截面。 （4-14-10）式中 热稳定系数，与导体材料、

8、结构及最 高允许温度、长期工作额定温度有关。,4.14.2 了解硬母线的选择和校验的原则和方法,18,（3）动稳定校验 1）单条母线的应力按照母线在支持绝缘子上固定的形式，通常假定母线为自由支承在绝缘子上的多跨距、载荷均匀分布的梁，在电动力的作用下，母线所受的最大弯矩。 当矩形导体水平置放时，为避免导体因自重而过分弯曲，所选取的跨距一般不超过1.52m。考虑到绝缘子支座及引下线安装方便，常选取绝缘子跨距等于配电装置间隔宽度。 2）当母线由多条组成时，母线上的最大机械应力由相间作用应力和同相各条间的作用力合成。,4.14.2 了解硬母线的选择和校验的原则和方法,19,3）110kV及以上单根圆管

9、形母线由于截面大、跨距长，母线自重及母线上各种集中荷载（如引下线或单柱式隔离开关的静触头）所产生的应力已不能忽略不计，并应验算母线的挠度。当母线装在屋外时，还应计及风力和覆冰所产生的应力。 屋外管形母线上的荷载按其作用时间可分为长期荷载和短路时的荷载两种。长期荷载也称正常荷载，它包括母线自重、集中荷载、风荷载及冰荷载，由于它们并非同时出现，因此需要合理决定它们的组合作用。一般可按两种组合计算：母线自重、集中荷载和最大风荷载组合；母线自重、集中荷载、覆冰和覆冰时风荷载（一般取510m/s）组合。取其中大者作为母线正常状态下的最大荷载。短路时的荷载包括：母线自重、集中荷载、短路电动力和风荷载（一般

10、取正常状态下最大风速的一半，但不小于15ms）。,4.14.2 了解硬母线的选择和校验的原则和方法,20,（4）母线共振的校验 当母线的自振频率与电动力交变频率一致或接近时，将会产生共振现象，增加母线的应力。因此，对于重要回路（如发电机、变压器及汇流母线等）的母线应进行共振校验。 当自振频率无法限制在共振频率范围之外时，母线受力必须乘以动态应力系数，值可由曲线查得。,4.14.2 了解硬母线的选择和校验的原则和方法,21,4封闭母线的选择 凡属定型产品的封闭母线，制造厂将提供有关封闭母线的额定电压、额定电流、动稳定电流和短时稳定热电流等参数，因此可按电器选择一般条件中所述方法来进行选择和校验。

11、由于各个工程的封闭母线布置情况不同，所连接的发电机、变压器、配电装置的标高和连接要求也不相同，因此，还要向制造厂提供封闭母线的平断面布置图，供制造厂进行布置和连接部分设计。当选用非定型封闭母线时，应进行导体和外壳发热、应力以及绝缘子抗弯的计算，并进行共振校验。,4.14.2 了解硬母线的选择和校验的原则和方法,22,实战题目：,1. 选择断路器时，应要求断路器的额定开断电流（ ）断路器开断时所通过的最大短路电流。A不大于 B不小于 C小于 D.大于答案：B2. 电气设备的动稳定电流应不小于通过该电气设备的最大( )电流。 A.三相冲击短路 B.冲击短路 C.三相短路 D.持续工作答案：A3.

12、13-172系统短路电流所形成的动稳定和热稳定效应，对系统中的（ ）可不予考虑。A变压器 B电流互感器 C电压互感器 D断路器。答案：C4.下列3种母线，（ ）截面的母线适用电流最大。A.矩形 B.槽形 C.管形 D.不确定答案：C,4.14 电气设备选择,23,历年真题：,1.（05*）判断下列哪种情况或设备应校验热稳定以及动稳定？A：装设在电流互感器回路中的裸导体和电器；B：装设在电压互感器回路中的裸导体和电器；C：用熔断器保护的电器；D：电缆,答案：A,2.（06*）选择10kV馈线上的电流互感器时，电流互感器的接线方式为不完全星型接线，若电流互感器与测量仪表相距40m，其连接线长度计算Ljs应该为（ ）。A:40m; B:69.3m; C:80m; D:23.1m,24,二次回路导线电阻为：,：导线的电导率,铜：,铝：,若从电流互感器到仪表的二次线路单向长度为,则导线等效长度为：,三相星形连接,两相不完全星形,一相式接线,25,3.(09*,11*)下列叙述正确的是（ ）。A. 验算热稳定的短路计算时间为继电保护动作时间与断路器全开断时间之和；B. 验算热稳定的短路计算时间为继电保护动作时间与断路器固有分闸时间之和；C. 电气的开断计算时间应为后备保护动作时间与断路器固有分闸时间之和；D. 电气的开断计算时间应为主保护动作时间与断路器全开断时间之和；,答案：A,