高压电气设备选择 课件.ppt

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1、高压电气设备选择高压电气设备选择 第1页，此课件共73页哦4.14.1电气设备选择的一般原则电气设备选择的一般原则l l对对各各种种电电气气设设备备的的基基本本要要求求是是正正常常运运行行时时安安全全可可靠靠，短短时时通通过过短短路路电电流流时时不不致致损损坏坏，因因此此，电电气气设设备备必必须须按按正正常常工工作作条条件件进进行行选选择择，按短路条件按短路条件进进行校行校验验。第2页，此课件共73页哦4.1.1 按正常条件选择按正常条件选择1环境条件环境条件 电气设备在制造上分户内、户外两大类。户电气设备在制造上分户内、户外两大类。户外设备的工作条件较恶劣，各方面要求较高，外设备的工作条件较

2、恶劣，各方面要求较高，成本也高。户内设备不能用于户外，户外设成本也高。户内设备不能用于户外，户外设备虽可用于户内，但不经济。此外，选择电备虽可用于户内，但不经济。此外，选择电气设备时，还应根据实际环境条件考虑防水、气设备时，还应根据实际环境条件考虑防水、防火、防腐、防尘、防爆以及高海拔地区或防火、防腐、防尘、防爆以及高海拔地区或湿热带地区等方面的要求。湿热带地区等方面的要求。第3页，此课件共73页哦2按电网额定电压选择电气设备的额定电压按电网额定电压选择电气设备的额定电压高高 压压 电电 器器 设设 备备 最最 高高 允允 许许 运运 行行 的的 电电 压压 为为(1.11.15)%UN，电电

3、 网网 最最 高高 允允 许许 运运 行行 的的 电电 压压 为为1.1%UNS，因因此此电电器器设设备备的的额额定定电电压压UN应应不不小小于于装设处电网的额定电压装设处电网的额定电压UNS，即，即 UNUNS （41）我我国国普普通通电电器器额额定定电电压压标标准准是是按按海海拔拔1000m设设计计的的。如如果果使使用用在在高高海海拔拔地地区区，应应选选用用高高海海拔拔设设备备或或采采取取某某些些必必要要的的措措施施增增强强电电器器的的外外绝绝缘缘，方方可可应用。应用。第4页，此课件共73页哦电电气气设设备备的的额额定定电电流流IN应应不不小小于于通通过过它它的的最最大大长长时时负负荷荷电

4、电流流Ilo.m（或计算电流（或计算电流Ica），即），即 INIlo.m （42）电电器器设设备备的的额额定定电电流流是是指指规规定定环环境境温温度度为为+40时时，长长期期允允许许通通过过的的最最大大电电流流。如如果果电电器器周周围围环环境境温温度度与与额额定定环环境境温温度度不不符符时时，应应对对额额定定电电流流值值进进行行修修正正。方方法法是是：当当高高于于+40时时，每每增增高高1，额额定定电电流流减减少少1.8%；当当低低于于+40时时，每每降降低低1，额额定定电电流流增增加加0.5%，但但总总的的增增加值不得超过额定电流的加值不得超过额定电流的20%。3按最大长时负荷电流选择电气

5、设备的额定电流按最大长时负荷电流选择电气设备的额定电流第5页，此课件共73页哦若若已已知知电电气气设设备备的的最最高高允允许许工工作作温温度度，当当环环境境最最高高温温度度高高于于40，但但不不超超过过60时时，额额定定电电流也可按下式修正：流也可按下式修正：（43）选电选电气气设备时设备时，应应使修正后的使修正后的额额定定电电流流IN 不小于所在不小于所在回路的最大回路的最大长时负长时负荷荷电电流流Ilo.m，即，即（44）第6页，此课件共73页哦按按正正常常选选择择条条件件选选择择的的电电器器设设备备，当当短短路路电电流流通通过过时时应应保保证证各各部部分分发发热热温温度度和和所所受受电电

6、动动力力不不超超过过允允许许值值，因因此必须按短路情况进行校验。此必须按短路情况进行校验。1 1热稳定校验热稳定校验 短短路路电电流流通通过过电电器器设设备备时时，电电器器的的各各部部件件温温度度(或或发发热效应热效应)应不超过短时允许发热温度。即应不超过短时允许发热温度。即4.1.2 4.1.2 按短路情况校验按短路情况校验 （45）第7页，此课件共73页哦2动稳定性校验动稳定性校验 短短路路电电流流通通过过电电器器设设备备时时，电电器器设设备备各各部部件件应应能能承承受受短短路路电电流流所所产产生生的的机机械械力力效效应应，不不发发生变形损坏，即生变形损坏，即（48）第8页，此课件共73页

7、哦4.2 开关电弧开关电弧l断路器切断通有电流的回路时，只要电源电断路器切断通有电流的回路时，只要电源电压大于压大于101020V20V，电流大于，电流大于8080100mA100mA，在动、，在动、静触头分开瞬间，触头间隙就会出现电弧。静触头分开瞬间，触头间隙就会出现电弧。此时，触头虽然已分开，但是电路中的电流此时，触头虽然已分开，但是电路中的电流还在继续流通，只有熄灭电弧，电路才真正还在继续流通，只有熄灭电弧，电路才真正断开。断开。l电弧，从本质上说，是一种极强烈的电游离电弧，从本质上说，是一种极强烈的电游离现象，其特点是光很强和温度很高。现象，其特点是光很强和温度很高。第9页，此课件共7

8、3页哦发生电弧的游离方式：发生电弧的游离方式：、热电发射。、热电发射。、高电场发射、高电场发射、碰撞游离、碰撞游离、热电游离。、热电游离。4.2.1 4.2.1 电弧的形成电弧的形成第10页，此课件共73页哦、延长了电路断开的时间、延长了电路断开的时间、高温可能烧损开关触头等，引起火灾。、高温可能烧损开关触头等，引起火灾。、强烈的弧光可能损伤人的视力。、强烈的弧光可能损伤人的视力。4.2.24.2.2电弧的危害电弧的危害第11页，此课件共73页哦l在中性质点发生游离的同时，还存在着使带在中性质点发生游离的同时，还存在着使带电质点不断减少的去游离。去游离的主要形电质点不断减少的去游离。去游离的主

9、要形式是复合与扩散。式是复合与扩散。1 1复合复合复合是异性带电质点彼此的中和。复合是异性带电质点彼此的中和。2 2扩散扩散扩散是指带电质点从弧隙逸出进入周围介质中的扩散是指带电质点从弧隙逸出进入周围介质中的现象。现象。4.2.3 4.2.3 电弧的熄灭电弧的熄灭第12页，此课件共73页哦1 1利用介质灭弧利用介质灭弧2 2利用气体或油吹动电弧利用气体或油吹动电弧3 3采用特殊的金属材料作灭弧触头采用特殊的金属材料作灭弧触头4 4电磁吹弧电磁吹弧5 5使电弧在固体介质的狭缝中运动使电弧在固体介质的狭缝中运动6 6将长弧分隔成短弧将长弧分隔成短弧7采用多断口灭弧采用多断口灭弧8提高断路器触头的分

10、离速度提高断路器触头的分离速度4.2.4 灭弧的基本方法灭弧的基本方法第13页，此课件共73页哦4.3 4.3 高压开关设备及选择高压开关设备及选择4.3.1 4.3.1 高压断路器高压断路器1 1 功能功能l通断正常负荷电流通断正常负荷电流l接通和承受一定的短路电流接通和承受一定的短路电流l在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。第14页，此课件共73页哦l多油断路器：多油断路器：开关触头在绝缘油中闭合和断开关触头在绝缘油中闭合和断 开。油兼有灭开。油兼有灭弧和绝缘功能，油量多，有易燃易爆危险。弧和绝缘功能，油量多，有易燃易爆危险。体积大，维护麻烦。体

11、积大，维护麻烦。l少油断路器：少油断路器：开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能，油量少，易燃易爆危险性较小。灭弧功能，油量少，易燃易爆危险性较小。体积小，价廉，维护方便。不能频繁操作。体积小，价廉，维护方便。不能频繁操作。610kv多用。多用。2 类型类型第15页，此课件共73页哦第16页，此课件共73页哦l空气断路器空气断路器 利用压缩空气吹动电弧，并使电弧熄灭。利用压缩空气吹动电弧，并使电弧熄灭。灭弧能力强，分断时间短，断流容量大。结灭弧能力强，分断时间短，断流容量大。结构复杂，价贵，维护要求高。多用于构复杂，价贵，维护要求高。多用于110kv及

12、及以上大型电站或变电所及不适应采用六氟化以上大型电站或变电所及不适应采用六氟化硫断路器的高寒地区。硫断路器的高寒地区。第17页，此课件共73页哦l六氟化硫断路器六氟化硫断路器 开关触头在开关触头在 SF6气体中气体中 闭合和断开。闭合和断开。SF6气气体兼有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强，属高体兼有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强，属高速断路器。断流容量大，电绝缘性能好，检速断路器。断流容量大，电绝缘性能好，检修周期长。可频繁操作。无燃烧爆炸危险，修周期长。可频繁操作。无燃烧爆炸危险，体积小，维护要求严格，价贵。在全封闭组体积小，维护要求严格，价贵。在全封闭组合电器中多采用。不适于高寒地区。合电器中多采

13、用。不适于高寒地区。本身无本身无毒，但电弧在高温作用下会生成氟化氢等强毒，但电弧在高温作用下会生成氟化氢等强烈腐蚀性的剧毒物，检修时，应注意防毒。烈腐蚀性的剧毒物，检修时，应注意防毒。第18页，此课件共73页哦第19页，此课件共73页哦LW8-40.5LW8-40.5型户外交流高压六氟化硫断路器型户外交流高压六氟化硫断路器第20页，此课件共73页哦l真空断路器真空断路器 开关触头在真空的容器内开关触头在真空的容器内 闭合和断开。灭弧闭合和断开。灭弧能力强燃弧时间短，属高速断路器。开断能能力强燃弧时间短，属高速断路器。开断能力强。结构简单，重量轻，体积小。寿命长，力强。结构简单，重量轻，体积小。

14、寿命长，易维修。可频繁操作。无易燃易爆危险。易维修。可频繁操作。无易燃易爆危险。由于开断速度高由于开断速度高,易产生截流过电压易产生截流过电压,对变压对变压器等感性负载易造成危害器等感性负载易造成危害,应配置过电压吸收应配置过电压吸收装置。装置。第21页，此课件共73页哦第22页，此课件共73页哦ZN63A-12(VS1)ZN63A-12(VS1)户内交流高压真空断路器户内交流高压真空断路器第23页，此课件共73页哦ZN28A-12ZN28A-12系列户内交流高压真空断路器系列户内交流高压真空断路器第24页，此课件共73页哦3 铭牌所列的技术数据铭牌所列的技术数据l额定电压l额定电流l额定开断

15、电流l额定断流容量l热稳定电流l动稳定电流第25页，此课件共73页哦4 4 选择选择 l首先考虑工作条件,确定断路器的额定值。l结合环境条件选用断路器的型号和规格。l据短路电流进行断流容量,动、热稳定校验。l尽量维修方便，价格便宜，运行费用少等。第26页，此课件共73页哦4.3.2 高压隔离开关高压隔离开关 没有灭弧装置，不能接通和切断负荷电流。没有灭弧装置，不能接通和切断负荷电流。1 功能：功能：l隔离高压电源隔离高压电源l倒闸操作倒闸操作l接通和断开较小电流接通和断开较小电流 第27页，此课件共73页哦2 类型：类型：l户内型（户内型（GN 三相刀闸同一底座。三相刀闸同一底座。l户外型（户

16、外型（GW单柱式、双柱式、三柱式。单柱式、双柱式、三柱式。第28页，此课件共73页哦第29页，此课件共73页哦第30页，此课件共73页哦3 选择选择l首先按安装地点选择户内型或户外型。首先按安装地点选择户内型或户外型。l结合工作条件确定额定值，校验动、稳定值。结合工作条件确定额定值，校验动、稳定值。l35kv及以上宜选用带接地刀闸。及以上宜选用带接地刀闸。l考虑开关接线端的机械负荷。考虑开关接线端的机械负荷。第31页，此课件共73页哦具有简单的灭弧装置。具有简单的灭弧装置。1 1 功能功能l能通断一定的负荷电流和过负荷电流，不能能通断一定的负荷电流和过负荷电流，不能切断短路电流故障。切断短路电

17、流故障。l必须与高压熔断器串联，借助于熔断器切除必须与高压熔断器串联，借助于熔断器切除短路电流。短路电流。l与隔离开关一样，具有明显的断开间隙，也与隔离开关一样，具有明显的断开间隙，也具有隔离电源，保证安全检修的功能。具有隔离电源，保证安全检修的功能。4.3.3 高压负荷开关高压负荷开关第32页，此课件共73页哦2 类型类型l户内型户内型(FN )l户外型户外型(FW)固定产气式（固定产气式（FN1、FW5 等等 压气式压气式 （FN2、FN3 压缩空气式压缩空气式 六氟化硫六氟化硫 真空式真空式第33页，此课件共73页哦第34页，此课件共73页哦FZRN21-12D/T125-31.5FZR

18、N21-12D/T125-31.5型户内交流高压真空负荷开关型户内交流高压真空负荷开关熔断器组合电器熔断器组合电器第35页，此课件共73页哦FLRN36-12DFLRN36-12D型型户户内交流高内交流高压压六氟化硫六氟化硫负负荷开关荷开关 熔熔断器断器组组合合电电器器第36页，此课件共73页哦4.3.4 4.3.4 高压熔断器高压熔断器 是一种简单的保护电器是一种简单的保护电器.由熔体、熔体管和接触导电由熔体、熔体管和接触导电等部分组成。等部分组成。1 功能功能l主要对电流和电路中的设备进行短路保护主要对电流和电路中的设备进行短路保护l有时也有过负荷保护有时也有过负荷保护第37页，此课件共7

19、3页哦2 类型及特点类型及特点l户内型户内型（RN 固定式固定式l户外型户外型（RW 跌落式跌落式 RN1 主要用作高压线路和设备的短路主要用作高压线路和设备的短路 护，护，也起过负荷保护。也起过负荷保护。RN2 用作高压互感器的短路保护。用作高压互感器的短路保护。RN1、RN2灭弧能力很强，为灭弧能力很强，为”限流限流“式熔断式熔断器。器。第38页，此课件共73页哦第39页，此课件共73页哦RW310户外高压跌落式熔断器户外高压跌落式熔断器第40页，此课件共73页哦第41页，此课件共73页哦3 选择选择l其额定电压应符合线路或设备的额定电压。其额定电压应符合线路或设备的额定电压。l熔断器额定

20、电流熔断器额定电流 IN.FU和熔体的额定电流和熔体的额定电流 IN.FE的确定：的确定：IN.FE(1.42.5)IC IN.FE=(0.31.0)IN.FU第42页，此课件共73页哦按一定线路方案将有关一、二次设备组装而成的按一定线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置。一种高压成套配电装置。1 1 用途用途 作为电能接受、分配的通断和监视保护之用。作为电能接受、分配的通断和监视保护之用。2 2 类型类型l固定式固定式l手车式手车式4.3.6 高压开关柜高压开关柜第43页，此课件共73页哦第44页，此课件共73页哦GG-1A(F)GG-1A(F)型固定式高型固定式高压压开关

21、开关设备设备第45页，此课件共73页哦第46页，此课件共73页哦KYN28A-12(Z)BKYN28A-12(Z)B型型铠铠装移开式交流金属开关装移开式交流金属开关设备设备第47页，此课件共73页哦第48页，此课件共73页哦XGN2-12(Z)XGN2-12(Z)箱型固定式交流金属封闭开关设备箱型固定式交流金属封闭开关设备第49页，此课件共73页哦第50页，此课件共73页哦3 开关柜按供电装设了防止电气误操作的闭锁装开关柜按供电装设了防止电气误操作的闭锁装置，即置，即“五防五防”。l防止误跳、误合断路器。防止误跳、误合断路器。l防止带负荷分、合隔离开关。防止带负荷分、合隔离开关。l防止带电挂地

22、线。防止带电挂地线。l防止带地线合闸。防止带地线合闸。l防止误入带电间隙。防止误入带电间隙。第51页，此课件共73页哦4 选择选择l据使用环境和工作条件决定开关柜类型和相据使用环境和工作条件决定开关柜类型和相应的电气设备。应的电气设备。l据变配电所一次电路图的要求并经几个方案据变配电所一次电路图的要求并经几个方案的技术经济比较，优选开关柜及其一次方案的技术经济比较，优选开关柜及其一次方案编号，并确定一、二次设备型号和规格。编号，并确定一、二次设备型号和规格。l结合控制、计量、保护和信号等方面要求，结合控制、计量、保护和信号等方面要求，选用或自行设计二次接线，并确定二次设备选用或自行设计二次接线

23、，并确定二次设备型号和规格。型号和规格。l向厂家订购时，应向厂家提供一、二次电路向厂家订购时，应向厂家提供一、二次电路图纸等有关技术资料。图纸等有关技术资料。第52页，此课件共73页哦4.5 母线及绝缘子选择母线及绝缘子选择4.5.1 母线的选择母线的选择1 1 母线选型母线选型 母线选型包括材料、截面形状和布置方式。l母线材料有铜、铝、铝合金等。l母线形状有矩形、管形和多股绞线等种类。l矩形母线的散热和机械强度与导体布置方式有关。平放布置机械强度高，但散热条件差，长时允许电流下降。当母线宽度大于60 mm时，长时允许电流降低8；小于60mm时降低5。第53页，此课件共73页哦2 母线截面积选

24、择母线截面积选择 l按最大长时负荷电流选择母线截面积按最大长时负荷电流选择母线截面积l按经济电流密度选择母线截面按经济电流密度选择母线截面第54页，此课件共73页哦l按短路条件进行校验按短路条件进行校验l母线热稳定性校验母线热稳定性校验 所选母线的截面所选母线的截面S应不小于最小热稳定截面应不小于最小热稳定截面Smin，即，即第55页，此课件共73页哦l母线动稳定性校验母线动稳定性校验 母线在短路冲击电流电动力作用下应保证不会母线在短路冲击电流电动力作用下应保证不会产生永久性变形或断裂，即母线材料允许应产生永久性变形或断裂，即母线材料允许应力力 al应不小于短路电流作用母线上的电动应应不小于短

25、路电流作用母线上的电动应力力 max，即，即第56页，此课件共73页哦4.5.2 母线支柱绝缘子和套管绝缘子的选择母线支柱绝缘子和套管绝缘子的选择l支柱绝缘子对母线起着支持、固定与绝缘等支柱绝缘子对母线起着支持、固定与绝缘等作用。母线穿过建筑物或其它物体时，必须作用。母线穿过建筑物或其它物体时，必须用套管绝缘子绝缘。用套管绝缘子绝缘。1 支柱绝缘子的选择支柱绝缘子的选择 绝缘子按使用地点分户内式及户外式两种。绝缘子按使用地点分户内式及户外式两种。支柱绝缘子应根据使用地点、母线电压选择支柱绝缘子应根据使用地点、母线电压选择后，再按短路条件校验其动稳定性。后，再按短路条件校验其动稳定性。第57页，

26、此课件共73页哦l额定电压选择额定电压选择 支柱绝缘子额定电压不小于所在电网的电支柱绝缘子额定电压不小于所在电网的电压，即压，即l支柱绝缘子动稳定性校验支柱绝缘子动稳定性校验 按最大允许力按最大允许力F Fa al l进行校验，即进行校验，即Fal=0.6FdeKFmax 第58页，此课件共73页哦2套管绝缘子的选择套管绝缘子的选择 套管绝缘子的额定电流是绝缘子内导体在环境温度为套管绝缘子的额定电流是绝缘子内导体在环境温度为40，最高发热温度为最高发热温度为80时的最大长时允许电流。当环境年时的最大长时允许电流。当环境年最高温度最高温度()高于高于40，且低于，且低于60时，允许电流值可时，允

27、许电流值可按下式进行修正：按下式进行修正：第59页，此课件共73页哦4.6 电流互感器和电压互感器电流互感器和电压互感器4.6.1 概述概述 电流、电压互感器称为仪用变压器，其主要电流、电压互感器称为仪用变压器，其主要作用是：作用是：l使仪表、继电器与电路绝缘。使仪表、继电器与电路绝缘。l 扩大仪表、继电器的使用范围。扩大仪表、继电器的使用范围。第60页，此课件共73页哦1 接线方案接线方案l一相式接线一相式接线 适用于负荷平衡的三相线路，供测量电流或接过负荷保护装适用于负荷平衡的三相线路，供测量电流或接过负荷保护装置。置。l两相两相V形形 适用于中性点不接地的三相三线制线路。供测量三相电适用

28、于中性点不接地的三相三线制线路。供测量三相电流和电能，并可接过电流保护装置。流和电能，并可接过电流保护装置。4.6.2 4.6.2 电流互感器电流互感器第61页，此课件共73页哦l两相电流差接线两相电流差接线 适用于中性点不接地的三相三线制线路。适用于中性点不接地的三相三线制线路。供接过电流保护装置之用。供接过电流保护装置之用。l三相三相Y形接线形接线 适用于三相四线制及中性点直接接地的三适用于三相四线制及中性点直接接地的三相三线制线路，供测量及保护用。相三线制线路，供测量及保护用。第62页，此课件共73页哦第63页，此课件共73页哦2 2 类型类型l按一次绕组分按一次绕组分 单匝式、多匝式。

29、单匝式、多匝式。l按用途分按用途分 测量用：准确度测量用：准确度0.1,0.2,0.5,1,3,50.1,0.2,0.5,1,3,5。保护用：保护用：3P3P，5P5P，10P10P。l按电压分按电压分 高压：多制成两个铁芯、二个二次绕组，分高压：多制成两个铁芯、二个二次绕组，分别接仪表、继电器。别接仪表、继电器。第64页，此课件共73页哦第65页，此课件共73页哦3 选择和校验选择和校验l按装置地点的条件和额定电压，一次电流、二次电流（5A)，准确级等选择。l注意电流互感器准确级与二次负荷容量有关，即二次负荷S2不得大于准确级对应的额定二次负荷S2N。l动热稳定校验第66页，此课件共73页哦

30、4 4 使用注意事项使用注意事项l电流互感器在工作时，其二次侧不得开路。l电流互感器的二次侧有一端必须接地。l电流互感器在连接时，注意其端子的极性。第67页，此课件共73页哦4.6.3 4.6.3 电压互感器电压互感器1 1 接线方案接线方案l一个单相电压互感器接成V/V形 适用于电压对称的三相线路，供仪表、继电器接于一个线电压。l两个单相电压互感器接成V/V形 适用于三相三线制线路，供仪表、继电器接于各个线电压，广泛用于高压系统中，作为电压、电能测量。第68页，此课件共73页哦两个单相电压互感器接成两个单相电压互感器接成V/V形形第69页，此课件共73页哦l三个单相电压互感器接成Y0/Y0形 适用于三相三线制和三相四线制，可供接要求线电压的仪表、继电器，并可供接要求相电压的绝缘监察电压表。l三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器接成Y0/Y0/（开口三角形。第70页，此课件共73页哦三个单相电压互感器接成三个单相电压互感器接成Y0/Y0形形第71页，此课件共73页哦Y0/Y0/第72页，此课件共73页哦2 类型类型广泛采用环氧树脂浇注绝缘的干式互感器。例：JDZJ10为单相三绕组环氧树脂浇注绝缘电压互感器。第73页，此课件共73页哦