发电厂电气部分-第六章PPT文件格式下载.ppt
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互感器的误差、准确级和额定容量。
本章学习要点本章学习要点n电气设备选择的一般条件电气设备选择的一般条件n高压电气设备的选择高压电气设备的选择n互感器的选择互感器的选择n限流电抗器的选择限流电抗器的选择n裸导体、电缆、绝缘子和套管的选择裸导体、电缆、绝缘子和套管的选择电气设备选择与校验条件电气设备选择与校验条件为了保障高压电气设备的可靠运行,高压电气设备选择与校验的一般条件有:
第一,按正常工作条件正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电流等选择;
第二,按短路条件短路条件包括动稳定、热稳定校验;
第三,按环境工作条件环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。
第一节第一节电气设备选择的一般条件电气设备选择的一般条件高压电气设备选择与校验项目高压电气设备选择与校验项目第一节第一节电气设备选择的一般条件电气设备选择的一般条件一、按正常工作条件选择一、按正常工作条件选择导体和电器的正常工作条件:
额定电压、额定电流和自然环境条件。
1、额定电压、额定电压在选择设备时一般按照电气设备的额定电压UN不低于安装地点电网额定电压UNS的条件选择,即UNUNS2、额定电流、额定电流在额定周围环境温度0下,电气设备的长期允许电流Ial(或IN)应不小于该回路的最大持续工作电流Imax,即IN(或Ial)Imax回路最大持续工作电流回路最大持续工作电流Imax的计算的计算33、环境条件对设备选择的影响、环境条件对设备选择的影响当周围环境温度0和电气设备额定环境温度不等时,其长期允许工作电流应乘以修正系数K,即Ial=KINImax式中,0为实际环境温度,max为导体长期发热的最高允许温度。
二、按短路状态校验二、按短路状态校验11、短路、短路热稳热稳定校定校验验热稳定:
定:
电气设备承受短路电流热效应而不损坏的能力。
热稳定度的校验条件是:
式中It电气设备允许通过的热稳定电流;
t电气设备允许通过的热稳定时间;
Qk短路电流产生的热效应;
I短路稳态电流值;
tdz短路电流热效应等值计算时间。
22、短路、短路动稳动稳定校定校验验动稳定也称电动力稳定,是指电气设备承受短路电流机械效应的能力。
满足动稳定的条件为:
(1)用熔断器保护的电器,其热稳定由熔断时间保证,故可不验算热稳定。
(2)采用限流电阻的熔断器保护的设备可不校验动稳定;
电缆因有足够的强度,亦可不校验动稳定。
(3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。
下列几种情况可不校验热稳定或动稳定:
3、短路电流的计算条件、短路电流的计算条件
(1)容量按工程设计最终容量计算,其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式,不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。
(2)短路的种类可按三相短路考虑。
若发电机出口的短路,或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时,则应按严重情况验算。
(3)短路计算点应选择在正常接线方式下,通过导体或电器的短路电流为最大的地点。
(1)发电机、变压器回路的断路器应把断路器前或后短路时通过断路器的电流值进行比较,取其较大者为短路计算点;
(2)母联断路器QF5应考虑母联断路器QF5闭合并向备用导体充电时,备用导体故障,即k4点短路,此时,全部短路电流流过母联断路器QF5及汇流导体;
(3)带电抗器的出线回路在导体和导体隔离开关隔板前的导体引线及套管,应按电抗器前如k7点短路选择。
而对隔板后的导体和电器一般可按电抗器后k8为短路计算点,以便出线选用轻型断路器,节约投资。
(4)短路电流的实用计算方法:
在进行电气设备的热稳定计算时,需要用短路后不同时刻的短路电流,即计及暂态过程,通常采用短路电流实用计算方法,即运算曲线法。
4、短路电流热效应计算时间的确定、短路电流热效应计算时间的确定n短路电流热效应计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断路器的全分闸时间tbr之和,即tk=tpr+tbrn式中tbr为断路器的固有分闸时间和燃弧时间之和。
n验算电气设备时宜采用后备保护动作时间;
在验算裸导体的短路热效应时,宜采用主保护动作时间。
如主保护有死区时,则采用能对该死区起作用的后备保护动作时间,并采用相应处的短路电流值;
验算电缆时,对电动机等直馈线应采用主保护动作时间,其余宜按后备保护动作时间。
n在验算电器的短路热效应时,宜采用后备保护动作时间。
开断电器的开断计算时间开断电器的开断计算时间n对于开断电器(如断路器、熔断器等),应能在最严重的情况下开断短路电流。
故电气设备的开断计算时间tbr是从短路瞬间开始到断路器灭弧触头分离的时间。
其中包括主保护动作时间tpr1和断路器固有分闸时间tin之和。
即tbr=tpr1+tin返回仅用来在正常情况下,断开或闭合正常工作电流的开关电器,如高压负荷开关、低压闸刀开关、接触器、磁力启动器等。
仅用来断开故障情况下的过负荷电流或短路电流的开关电器,如高、低压熔断器。
既用来断开或闭合正常工作电流,也用来断开或闭合过负荷电流或短路电流的开关电器,如高压断路器、低压自动空气断路器等。
不要求断开或闭合电流,只用来在检修时隔离电压的开关电器,如隔离开关等。
1.开关电器的类型开关电器的类型第二节第二节高压电气设备的选择高压电气设备的选择引言引言2.断路器的作用断路器的作用n在正常情况下,控制各种电力线路和设备的开断和关合。
n在电力系统发生故障时,自动地切除电力系统的短路电流,以保证电力系统的正常运行。
一、电弧的形成与熄灭一、电弧的形成与熄灭n当开关电器开断电路时,电压和电流达到一定值时,触头刚刚分离后,触头之间就会产生强烈的白光,称为电弧。
n此时,触头虽已分开,但电路中的电流还在继续流通。
只有电弧熄灭,电路才被真正断开。
n电弧之所以能形成导电通道,是因为电弧柱中了出现大量自由电子的缘故。
1.电弧的产生、维持与熄灭电弧的产生、维持与熄灭电弧的产生n阴极发射电子n热电子发射n强电场电子发射n碰撞游离电弧的维持n热游离n去游离电弧的熄灭n若游离过程大于去游离过程,则电弧继续燃烧;
n若去游离过程大于游离过程,则电弧逐渐熄灭。
d(-)动触头(+)静触头复合去游离:
异性质点靠近而相互中和的现象。
扩散去游离:
带电质点逸出弧柱外的现象。
影响游离和去游离的因素影响游离和去游离的因素温度温度热游离热游离QQ速度速度复合加强复合加强QQ使温度降低的方法有:
吹弧、拉长电弧、或与使温度降低的方法有:
吹弧、拉长电弧、或与冷却介质表面接触冷却介质表面接触电场强度电场强度EE运动速度运动速度复合复合QQ热游离热游离气体介质压力气体介质压力FF自由行程缩短自由行程缩短离子浓度离子浓度复合复合真空数目少真空数目少磁撞游离磁撞游离扩散扩散2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭(0)交流电弧的伏安特性特性交流电弧的伏安特性特性UUhh马鞍形状。
马鞍形状。
ABABAA燃弧电压燃弧电压BB熄弧电压熄弧电压结论:
结论:
交流电弧在自然过零时将自动熄灭,在下半个周期随电压增大电弧又重燃。
2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭n电弧温度随时间变化n电弧电流数值随时间变动,电弧的功率也随电弧电流变动。
电弧功率增大时,电弧的温度增加;
反过来,当电弧功率减小时,电弧的温度降低。
n电弧有热惯性n电弧的温度跟不上电流的变化,存在一个滞后过程。
n交流电弧每半周自动熄灭一次n随着交流电流的周期性变化,电弧电流也将每隔半周过零一次。
在电弧电流自然过零前后,电源向弧隙输送的能量较少,电弧温度和热游离下降,而去游离作用继续进行,电弧将自然熄灭。
(1)交流电弧的特性交流电弧的特性2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭n在交流电流过零时,电弧将自动熄灭,但不等于最终熄灭。
n在交流电弧自动熄灭后,弧隙中存在着两个恢复过程:
n弧隙介质强度恢复过程n弧隙电压恢复过程
(2)交流电弧的熄灭条件交流电弧的熄灭条件2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭1)弧隙介质强度恢复过程可见,真空断路器和SF6断路器灭弧性能较好。
n含义:
弧隙中介质强度恢复到绝缘的正常状态的过程。
以能耐受的电压ud(t)表示。
n影响因素:
主要是断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质。
ud0t油空气SF6真空
(2)交流电弧的熄灭条件交流电弧的熄灭条件2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭n近阴极效应1)弧隙介质强度恢复过程ud0t油空气SF6真空
(2)交流电弧的熄灭条件交流电弧的熄灭条件(+)(-)+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-(-)(+)+-+-+-+-2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭2)弧隙电压恢复过程n含义:
弧隙电压由熄弧电压逐渐恢复到电源电压的过程。
以ur(t)表示。
线路参数、负荷性质等。
ur0tusrutrutrusr瞬态恢复电压工频恢复电压对不同的线路参数,弧隙电压恢复过程可能是周期性的变化过程或非周期性的变化过程。
(2)交流电弧的熄灭条件交流电弧的熄灭条件2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭n综上所述,在电弧自然熄灭后,弧隙中同时存在着两个恢复过程,即弧隙电压恢复过程ur(t)和介质强度恢复过程ud(t)。
ur0tusrutr可见,断路器开断交流电路时,熄灭电弧的条件应为n如果弧隙电压高于介质强度耐受电压,则弧隙就被击穿,电弧重燃。
n如果弧隙电压低于介质强度耐受电压,则电弧不再重燃,即最终熄灭。
(2)交流电弧的熄灭条件交流电弧的熄灭条件2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭1)利用灭弧介质n不同灭弧介质具有不同的传热能力、介电能力、热游离温度和热容量。
这些参数的数值越大,则去游离作用越强,电弧就越容易熄灭。
n变压器油、压缩空气、SF6气体、真空2)采用特殊金属材料作灭弧触头n采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属作触头材料。
采用铜、钨合金和银、钨合金等。
(3)高压断路器熄灭交流电弧的基本方法高压断路器熄灭交流电弧的基本方法2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭3)利用气体或油吹动电弧n吹弧利于冷却而使复合加强、带电离子的扩散。
(3)高压断路器熄灭交流电弧的基本方法高压断路器熄灭交流电弧的基本方法说明:
说明:
在相同条件下,横在相同条件下,横吹比纵吹效果好。
吹比纵吹效果好。
2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭4)采用多断口熄弧n电弧被拉长,触头分离速度加快,断口电压降低。
(3)高压断路器熄灭交流电弧的基本方法高压断路器熄灭交流电弧的基本方法2.交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭5)拉长电弧并增大断路器触头的分离速度(3)高压断路器熄灭交流电弧的基本方法高压断路器熄灭交流电弧的基本方法电弧迅速拉长,减小弧柱中的电位梯度,增大接电弧迅速拉长,减小弧柱中的电位梯度,增大接触面积,减小电弧单位能量。
一般的分闸速度在触面积,减小电弧单位能量。
一般的分闸速度在16m/s16m/s。
项目额定电压额定电流开断电流短路关合电流热稳定动稳定高压断路器UNUNsINImaxINbrIptiNclishiesish隔离开关高压熔断器INbrIsh高压断路器、隔离开关及高压熔断器选择校验项目高压断路器、隔离开关及高压熔断器选择校验项目三、高压断路器的选择三、高压断路器的选择1种类种类n按灭弧介质和灭弧方式分n油断路器:
包括多油断路器和少油断路器n(压缩)空气断路器nSF
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