高压电器选择05.docx
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高压电器选择05
第六章高压电器选择
第一节一般要求
一、一般原则:
DL5222P8713.0.1
明确设备选择要满足“技术先进、安全可靠、经济适用、符合国情”。
二、技术条件:
(一)、长期工作条件
1、表中负荷开关应有额定开断电流;
2、表6-1关注哪些设备没有哪些技术条件;
1)母线型穿墙套管不校验电流(DL5222,21.0.2条文说明,只考虑导体尺寸与套管窗口的配合)
2)DL5222,5.0.10:
仅用熔断器保护的导体和电器可不验算热稳定,但是在厂用电F-C回路中,由于采用两级保护,需要校验热稳定;
熔断器保护的PT回路,可不验算动、热稳定的原因(DL53527.1.4条文说明)。
3)厂用变低压电器中哪些不需要校验热稳定和动稳定DL5153中7.5.3
4)厂用变低压回路中有限流装置的7.5.7条
5)母线从窗口穿过且无固定板的电流互感器可不校验动稳定。
(一次手册P248)
6)悬式绝缘子不校验动稳定。
3、设备额定电压选择:
系统最高电压:
GB156表3、4、5
4、设备额定电流选择:
按回路持续工作电流选择P232,表6-3
(1)主变回路:
一般情况下,取1.05倍;若要求承担另一台主变在检修或事故时转移负荷,按实际情况取。
(2)双回路线路:
根据实际负荷情况选择过负荷倍数。
(3)电容器回路按1.3倍额定电流,GB50227-2008中5.1.3。
5、机械荷载:
知识题考点,注意备注,分清楚荷载长期(运行)、短时(短路)。
(二)短路稳定条件
1、短路电流的选取:
一般按照三相短路电流选,若三相短路电流不是最大的,取最大的。
可能发生大于三相短路电流的2种情况。
2、短路点的选取DL5222
3、短路热、动稳定条件:
手册1,P233,式6-3,6-5
(1)热稳定改为:
额定短时耐受电流;动稳定改为:
额定峰值耐受电流(SL311-2004中3.1.5条文说明)
(2)热稳定时间:
裸导体:
主保护+断路器开断时间(若主保护有死区,起作用的后备保护时间及对应的短路电流)
电缆:
GB50217中3.7.8条:
电动机直馈线用主保护,其余用后备保护
电器:
后备保护+断路器开断时间
无延时保护,按一次手册表6-5
短路电流热效应:
教材上有写:
若短路切除时间大于1秒时,不考虑非周期分
量,但是手册和规范没有找到。
3、环境条件
1、温度:
(1)取多年平均值。
(2)屋内设备裸导体、屋内除电抗器以外的电器无通风设计温度资料时,要在最热月平均最高温度加5度。
(3)电缆敷设在有热源设备的厂房或户内电缆沟,且无机械通风时,要在最热月平均最高温度加5度。
(GB50217-2007中表3.7.5)。
(4)屋内导体环境温度修正系数,DL5352-2006中7.1.7条文说明
(5)35KV及以下电缆温度校正系数:
GB50217-2008中附录D,公式D.0.2(P50)
(6)共箱母线载流量取70%额定电流(一次手册P367)
(7)开关柜内母线温度修正,DL5222中公式13.0.5(标准汇编P884)
(8)电器额定电流的温度修正:
DL5222中5.0.3(标准汇编P871)
(9)开关柜防护等级超过IP4X时,考虑降容使用。
DL5222中13.0.4(标准汇编P884)
(10)穿墙套管温度校验:
一次手册P255,公式6-26
(11)厂用电抗器温度校验:
一次手册P271,公式7-17
(12)所用低压屏内电器额定电流裕度系数:
DL5155-2002中6.3.1条。
(13)温度对电器外绝缘试验电压的影响:
DL5222中6.0.9。
2、日照:
(1)不校验日照影响的屋外导体:
DL5222中6.0.3
(2)制造部门未明确设备为屋外型,按80%的额定电流选择。
3、风速:
(1)阵风不作为设备选择的条件。
(2)台风或风速大于35m/s地区,设计布置时的措施。
4、污秽措施:
按照DL5222中6.0.7。
5、海拔:
(1)高原地区,额定电流与一般地区相同。
(2)110KV及以下大多数电器可使用在2000M以下地区。
(3)高海拔地区电动机使用容量校验:
DL5153-2002中6.2.4。
(4)海拔对电器允许温升的影响:
DL5222中5.0.3。
(5)海拔对电器外绝缘试验电压的影响:
DL5222中6.0.8。
6、地震:
(1)地震时电器承受的重力加速度:
手册1,P236,表6-10
(2)抗震设计要求:
GB50260-2013中P18,6.1.1条
(3)电器的抗震设计要求:
GB50260-2013中P24,6.5条
4、环境保护
1、电磁干扰:
DL5222中6.0.11条,220KV变压器、隔离开关不能满足要求,但不应大于2500μV。
2、噪声:
测试位置,水平2米,离地1-1.5米。
DL5222中6.0.12。
第2节断路器
参考文献
1、导体和电器选择设计技术规定,DL/T5222-2005
2、火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程:
DL/T5136-2012
3、大中型火力发电厂设计规范,GB50660-2011
4、小型火力发电厂设计规范,GB50049-2011
5、水力发电厂机电设计规范,DL/T5186-2004
6、水力发电厂厂用电设计规程,DL/T5164-2002
7、35-220KV变电站无功补偿装置设计技术规定,DL/T5242-2010
8、330-750KV变电站无功补偿装置设计技术规定,DL/T5014-2010
一、断路器的配置
1、火电厂:
1)GB50660-2011中16.2.3,16.2.4,16.2.5,16.2.6及16.2.16(P134),扩大单元、联合单位、单元接线及330KV及以上电抗器回路,厂用:
16.3.8,16.3.14
2)GB50049-2011中17.2.2,17.2.7(P100、101),厂用:
17.3.8
3)DL/T5153-2002中4.4.2
2、水电厂:
1)DL/T5186-2004中5.2.4(标准汇编P501)以及蓄能电厂换相开关:
5.2.7(标准汇编P503)
2)DL/T5164-2002中5.3.5、5.3.6、5.3.7(标准汇编P537)
3、DL/T5352-2006中5.1.6(标准汇编P848)
二、断路器的参数选择
1、额定电流:
可能出现的任何负荷电流,当长期作用对待。
2、额定关合电流:
大于短路冲击电流。
额定短路关合电流峰值=2.5倍额定短路开断电流,2.5对应直流分量衰减时间常数为45ms,根据GB11022-2011,若时间常数为60、75、100、120ms时,优选2.7。
3、开断电流:
没有全电流的概念,分别校验交、直流分量。
直流分量占比=直流分量/交流分量峰值。
4、断路器两端为互不联系的电源时校验条件:
DL5222,P880,9.2.13
5、断路器分合闸时间要求:
变压器分级绝缘系统中,分合闸时间小于10ms
发电机断路器:
DL5222中9.3.3
110KV以上系统,要求快速切除故障:
DL5222中9.2.7
发电机电气制动回路:
DL5222中9.2.10
电容器断路器:
GB50227-2008中5.3.1
GIS中负荷开关:
DL5222中12.0.52
6、断路器操动机构:
三相联动DL5136-2012中5.1.6以及GIS中负荷开关:
DL5222中12.0.52
三、型式选择
1、DL5352-20067.3.1
2、DL5222中9.2.11及9.3.1
3、DL5153中7.2.1
4、DL5186-20045.5.2
少油开关用于:
1)、3-10KV容量10000kvar以下
2)、容量为125MW及以下几组的高压厂用
3)、水电厂户外布置为节约投资
三、断路器的开断能力
1、开断能力校验:
DL5222,P881,9.2.14以及9.3.6
1)、取消了并联开断和发展性故障开断,DL5222中9.2.14条文说明
2)、失步开断的两个条件:
开断电流及恢复电压(110KV及以上联络开关、发电机开关)DL5222中条文说明
2、首相开断系数DL5222中9.2.3及9.3.8
3、开断能力不满足要求的情况:
电容器分组回路,火电厂用分支。
四、其他:
1、无功补偿装置的断路器:
标准汇编DL5242-2010中P732,7.5
2、电容器回路断路器:
GB50227-2008:
P14,5.3;
3、断路器触点要求:
GB/T14285-2006,标准汇编P404,6.6.4
7、断路器控制回路的要求:
DL/T5136-2012,5.1.2
8、断路器位置灯光监视:
DL/T5136-2012,5.1.3,5.1.4
9、限制过电压时需要并联电阻:
手册1,P241,表6-18
第三节隔离开关
参考文献
1、手册1,P241,6-3节
2、导体和电器选择设计技术规定,DL/T5222-2005,P870
3、高压配电装置设计技术规程,DL/T5352-2006,P848
4、水力发电厂机电设计规范,DL/T5186-2004,P502
5、220kV~750kV变电站设计技术规程,DL/T5218
6、大中型火力发电厂设计规范,GB50660-2011,规(单)
一、隔离开关的配置
(1)手册1,P71
(2)火电厂:
GB50660中16.2.15~16.2.16
(3)水电厂:
DL/T5186-2004中5.2.4(标准汇编P501)
(4)变电站:
GB50059-2011中3.2.7
GB5103-2012中4.1.6
DL/T5218-2012中5.1.8,5.1.10
DL/T5352-2006(标准汇编P848,5.1.5~5.1.6,5.2.1(GIS))
二、隔离开关的选择
(1)单柱垂直开启式隔离开关动、静触头最小电气距离:
DL/T5352-2006,标准汇编P850,7.3.3
(2)大电流封闭母线用封闭型隔离开关。
(3)操作机构的选择
(4)机械荷载:
电动力的考虑
(5)切合电感、电容性小电流的能力:
DL/T5222(P882,11.0.9及条文说明)
(6)接触区:
已修改
(7)接地刀闸
第4节高压负荷开关和高压熔断器
一、负荷开关
参考文献
1、导体和电器选择设计技术规定,DL/T5222-2005,P870
(1)切合电感、电容性小电流的能力:
规程P882,10.2.4
(2)与熔断器组合使用:
规程P881,10.2.1~10.2.2
(3)GIS中负荷开关:
12.0.5及P919条文说明
二、熔断器
参考文献
1、导体和电器选择设计技术规定,DL/T5222-2005,P887
2、并联电容器装置设计规范,GB50227-2008
3、火力发电厂厂用电设计技术规定,DL/5153,P464
(1)限流式高压熔断器按电压比折算,降容使用
(2)保护电压互感器的熔断器:
规程P887,17.0.8~17.0.9
(3)变压器回路熔断器:
规程P887,17.0.10
(4)电动机回路熔断器:
规程P887,17.0.11
(5)电容器回路熔断器:
GB50227中P15,5.4
(6)熔体选择
保护35kV及以下变压器,公式6-6
保护电容器:
公式6-7,根据50227中5.4.2,单台电容器外熔丝1.37-1.5倍。
(7)火电厂高压熔断器串真空接触器的选择:
规程464,7.2.3
(8)校验跌落式高压熔断器开断能力和灵敏性时,不对称短路分断电流计算时间应取0.01s:
规程872,5.0.12
第5节互感器
一、电流互感器
参考文献:
1、导体和电器选择设计技术规定,DL/T5222-2005,P886
2、火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程,DL/T5136-2012
3、220~750kV变电所:
DL/T5218-2012
4、高压配电装置设计技术规程,DL/T5352-2006,P850
(一)电流互感器的配置
(1)一次手册1,P71
(2)220~750kV变电所(一个半断路器接线):
DL/T5218-2012中5.1.12
(3)配置要求:
DL/T5136-2012中5.4.2
(二)电流互感器的选择
1、电流互感器选择规定:
DL/T5136-2012中5.4.1
2、型式选择
DL/T5352-2006,P850,7.3.5
DL/T5222-2005,P886,16.0.3
3、一次额定电流选择
DL5222中15.0.1条文说明
套管式:
GB17468-2008,标准汇编P363,附录D1
测量用电流互感器:
GB/T50063-2008中8.1.2,一般TA:
30--60%,S级:
20-60%
保护用电流互感器:
二次手册P65:
1、若保护和测量公用,只能选相同的TA额定一次电流,按照测量取。
2、TA单独用于保护回路,大于该回路可能出现的长期负荷电流。
变压器中性点电流互感器
自耦变压器零序差动保护用的电流互感器
自耦变压器公共绕组上作过负荷保护和测量用的电流互感器
发电机横联差动保护
4、二次电流选择:
DL/T5136-2012中5.4.10
(三)稳定校验:
1、内部动稳定(TA本身)
2、外部动稳定(出线端)
3、热稳定
二、电压互感器
参考文献:
1、导体和电器选择设计技术规定,DL/T5222-2005,P886
2、火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程,DL/T5136-2012
3、220~750kV变电所:
DL/T5218-2012
4、高压配电装置设计技术规程,DL/T5352-2006,P850
二、电压互感器配置
(1)一次手册1,P71
(2)220~750kV变电所(一个半断路器接线):
DL/T5218-2012中5.1.12
(3)配置要求:
DL/T5352-2006,P850,5.1.10:
110kV及以上配电装置电压互感器的配置
DL/T5136-2012中5.4.13,54.14,
(二)电压互感器的选择
1、电压互感器选择规定:
DL/T5136-2012中5.4.11
2、型式选择
DL/T5352-2006,P850,7.3.6
DL/T5222-2005,P887,16.0.3
电容式PT:
可以代替耦合电容器兼做载波通信用
电磁式PT:
兼做并联电容器组泄能、兼做限制切断空载长线过电压用;兼做现场工频实验变压器用
3、接线方式选择
4、电压选择
5、电磁式电压互感器抑制谐振总电阻计算,式6-13
注意多台PT时,PT感抗取多台并联值;电阻分置于N台PT时,每个电阻取NR。
第6节限流电抗器(不包括调相机启动电抗和并联电容器组中的串联电抗器)
一、参数选择:
1、动稳定校验:
分裂电抗器动稳定保证值有2个
2、额定电流:
DL5222,标准汇编P885,普通:
14.2.1;分裂:
14.2.2
3、电抗百分值的选择与校验
1)普通电抗器:
按照限制短路电流选择,公式6-14,6-15,Ij或者Iek单位应用KA;
按正常工作时电抗器上的电压损失进行校验,注意出线电抗器应计及出线上的电压损失;
校验短路时母线上的剩余电压,公式6-17,分子分母要互换过来;注意剩余电压不满足要求的措施,以及不需要校验剩余电压的情况,若出线为厂用电源,应按照电动机启动时,厂用母线电压不低于规定值,习题集P68第4题(3),但是该题有疑问,基准容量怎么取?
规程P885,14.2.3,手册1,P253;计算公式:
手册1,P253,式6-14~6-17;规程463,5.4.1,规程483,附录J,式J1
(3)火力发电厂:
规程P425,13.2.4
2)分裂电抗器
(1)按照限制短路电流选择,公式6-14,6-15,Ij或者Iek单位应用KA,注意额定电压Uek等于电网的基准电压
疑问:
手册上要求等值电抗按照公式6-14,6-15计算,标准汇编DL5222中14.1.1条文说明也是按照等值电抗计算,但是14.2.4是要求自感电抗百分值按照限制短路电流计算,是2个都要按照限制短路电流选择吗?
还是其中一个错了?
(2)分裂电抗器的等值电抗值的计算
(3)电压波动检验
正常运行时的电压波动
一臂短路时,另一臂母线电压升高校验以及感应电动机无功电流增大值计算。
自感电抗百分值:
规程885,14.2.4
第7节高压电瓷
参考文献
1、手册1,P255
一、参数选择
1、在没有污秽和冰雪时,可以不采用高一级产品。
2、母线型穿墙套管可以不按电流来选择。
3、穿墙套管允许电流温度修正
二、型式选择:
三、动稳定校验:
1、根据表6-40,利用公式6-27进行抗弯校验,其中Kf计算公式按照DL5222中P935,21.0.5公式(11)
2、绝缘子水平安装时荷载修正:
按照DL5222中P935,21.0.6公式(12)
四、绝缘子片数选择
按照导体和电器选择设计技术规定,DL/T5222-2005,P892中21.0.9
1、绝缘子片数计算:
按系统最高电压和爬电比距;按内过电压;按大气过电压以及要预留零值绝缘子片数(P892,21.0.9)
2、耐张绝缘子最少片数。
3、耐张绝缘子片数海拔修正。
4、无污秽地区,悬垂绝缘子可比耐张绝缘子少1片,污秽地区取一样的。
5、330KV及以上绝缘子应装设均压和屏蔽装置。
第八节气体绝缘金属开关设备
导体和电器选择设计技术规定,DL/T5222-2005,P883
1、适用情况P883中12.0.3
2、元件选择:
1、断路器:
单压式,断口的布置选择及操作机构的选择
2、负荷开关:
与断路器具有同样的电器参数
3、接地开关及快速接地开关:
需要装设的情况;不能预先确定回路不带电时,应采用关合能力等于相应的额定峰值耐受能力;能预先确定回路不带电,可用不具有关合能力或关合能力低于相应的额定峰值耐受能力,不宜采用移动接地装置。
(P88312.0.4注)
4、电流互感器
5、电压互感器:
宜用电磁式。
6、避雷器:
SF6避雷器的安装位置P920条文说明
DL5352中P8485.2.1及5.2.2,110-220KV的GIS母线避雷器及电压互感器可不装隔离开关。
7、母线
8、引线套管与电缆终端
9、伸缩节的种类及选择标准(P920中12.0.6)。
10、联锁装置、气隔压力、外壳厚度、接地。
11、短路时外壳感应电压不超过24V。
P884,12.0.14.
第九节中性点设备选择
参考文献
1、导体和电器选择设计技术规定,DL/T5222-2005,P870
2、交流电气装置的过电压保护和绝缘配合,DL/T620P1046(消弧线圈)
3、水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则,DL/T5090-1999,P1117
一、消弧线圈
1、安装位置
2、型式选择:
型式:
DL5222中18.1.3一般为油浸,屋内湿度小于80%,可用干式;电容电流变化大,自动跟踪动态补偿式。
3、消弧线圈容量计算:
6-32,DL5222中P888,式18.1.4;DL620中P1046,3.1.6
(1)补偿方式:
DL5222中888,18.1.6
过补偿:
系数K=1.35
欠补偿:
按照脱谐度确定,脱谐度的计算公式v=(Ic-Il)/Ic。
只有一种情况,即单元接线发电机中性点的消弧线圈,主要是为了限制传递过电压,脱谐度±30%,即0.7--1.3倍Ic.
消弧线圈的分接头:
接于变压器:
5个;发电机:
满足脱谐度要求。
4、电容电流计算:
电网电容电流计算范围。
DL5222中P888,18.1.5
1)架空线路估算
2)电缆线路估算
3)变电所增加的接地电容电流(表6-46)
4)发电机电压回路。
5)汽轮发电机定子线圈单相接地电容电流。
厂用系统电容电流计算:
手册1,P80,式3-1~3-5及表3-3
中性点不接地网络中计算用单相接地电容电流:
一次手册P907,式16-1
5、3~66kV系统故障电容电流容许值:
DL620中P1046,3.1.2
6、发电机接地故障允许电流值:
DL620中1046,表1
7、中性点位移电压规定和计算:
DL5222中P888,18.1.7;DL620中P1046,3.1.6
二、避雷器的选择:
DL620中P10525.3.3及5.3.4
3、接地电阻的选择:
1、火力发电厂高、低电阻接地电阻值及额定电压计算:
DL5222中P889,式18.2.5-1~18.2.6-2
2、水电厂发电机中性点高电阻计算,DL5090,P1119,式4.5.1。
3、水电厂变压器低压侧接入电阻,DL5090,P1119,式4.5.3
4、接地变压器
1、火力发电厂DL5222中P889,式18.3.4-1~18.3.4-3
2、水电厂中性点变压器容量,规程1119,式4.5.2。
补充:
发电机选择:
参考文献
1、一次手册P45页一,2
(1)
2、火力发电厂设计技术规程,DL5000-2000,P411,3.0.7、3.0.9
3、大中型火力发电厂设计规范:
GB50660-2011中P73.3,3.4及P25,5.3.2,5.4.5
4、隐极同步发电机技术要求:
GB/T7064-2008
1)功率因数4.4
2)额定转速4.5
3)运行期间电压和频率的变化4.6
4)定子过流时间与过电流倍数关系4.15
5)不平衡负载4.22
6)噪声4.23
7)电压波形畸变4.27
8)转子过电流限制4.29
9)空冷电机5.2
10)氢冷、水冷电机6.2
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