高压断路器和隔离开关的选择.docx

1、高压断路器和隔离开关的选择第五节 高压断路器和隔离开关的选择一、高压断路器选择1.种类和型式高压断路器应根据断路器安装地点、环境和使用条件等要求选择其种类和型 式.真空断路器在35kV及以下电力系统中得到了广泛应用,有取代油断路器的 趋势.SF6断路器也已在1035kV的城乡电网建设和改造中得到应用.高压断路器的操动机构,大多数是由制造厂配套供给,仅局部少油断路器有 电磁式、弹簧式或液压式等几种型式的操动机构可供选择. 一般电磁式操动机构 需配专用的直流合闸电源,但其结构简单可靠；弹簧式结构比拟复杂,调整要求 较高；液压操动机构加工精度要求较高. 操动机构的型式,可根据安装调试方便 和运行可靠

2、性进行选择.2.额定开断电流在额定电压下,断路器能保证正常开断的最大短路电流称为额定开断电流I Nbr.在高压断路器中其值不应小于实际开断瞬间短路电流周期分量Ik,即I Nbr k我国生产的高压断路器在做型式试验时,仅计入了20%勺非周期分量.一般中、慢速断路器,由于开断时间较长0.1s,短路电流非周期分量衰减较多, 能满足国家标准规定的非周期分量不超过周期分量幅值20%勺要求.使用快速保护和高速断路器时,其开断时间小于 0.1s ,当在电源附近短路时,短路电流的 非周期分量可能超过周期分量的20%因此需要进行验算.3.短路关合电流在断路器合闸之前,假设线路上已存在短路故障,那么在断路器合闸过

3、程中,动、 静触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过预击穿,更容易发生触头熔焊 和遭受电动力的损坏.断路器在关合短路电流时,不可预防地在接通后又自动跳闸, 此时还要求能 够切断短路电流,因此,额定关合电流是断路器的重要参数之一. 为了保证断路 器在关合短路时的平安,断路器的额定关合电流 i Ncl不应小于短路电流最大冲 击值i ch ,即二、高压隔离开关的选择隔离开关选择及校验条件除额定电压、电流、动热稳定校验外,还应看其种类和 形式的选择,其型式应根据配电装置特点和要求及技术经济条件来确定.表 7-2 为隔离开关选型参考表.特点参考型号屋向屋内配鞍置成套高压开关柜三雄,10kV13皿 GN6

4、, GNS , GNL9发期承大铜熊单极,大电疏3000.3000AGN10I5kV 20000AGN11三级,10kV ,大电流2000/DDOAGNlg, GN22, GM2单极插入槌构陶闭贵2口四, 大电流 1000C*t30C0AGN14屋外外.蚓及以不各型配电装置双柱式,2200及以下GW4逊,照线布置型,35-110kVGW5哽母缔置单t主式,220-500 k7G胱及以上中型S己电装置三柱式.220-500 XVGW7例7-1 如图7-1所示降压变电所中一台变压器,容量为 7500kVA其短路电 压百分值为Ud%=7.5,二次母线电压为10kV,变电所由无限大容量系统供电,二 次

5、母线上短路电流为I “=I =5.5kA.作用于高压断路器的定时限保护装置的动作时限为I s,瞬时动作的保护装置的动作时限为 0.05s,拟采用高速动作的 高压断路器,具固有开断时间为 0.05s,灭弧时间为0.05s,断路器全开断时间那么为tOF0.05+0.05=0.1s ,试选择高压断路器与隔离开关解：所选断路器工作电流为1max75007500cc/八、,3Un、3 10短路电流冲击值为i ch=2.55 I“二14 (kA)短路电流热效应的等值计算时间为t k=t=t pop+top=1+0.1=1.1s1s ,可忽略 tk ,贝Utdz= t k=1.1s根据上述计算选择户内SN1

6、0-10I-600型的高压断路器和GN7-10-600型的隔离开 关,经短路稳定性校验,均合格.并选取 CD1山CS7-lT型操作机构.第六节高压负荷开关和高压熔断器的选择一、高压负荷开关的选择1.种类和型式的选择根据用途、安装地点、安装方式、结构类型和价格因素等综合条件进行合理选择2.额定电压选择：Un Uns3.额定电流选择:In 3 Imax4.断路器的开断电流选择：INbr?Iap, I Nbr I5.动稳定校验:I es I k6.热稳定校验：I t2t QK二、高压熔断器选择1.额定电压选择对于一般的高压熔断器,其额定电压Un必须大于或等于电网的额定电压Unso但是对于充填石英砂有

7、限流作用的熔断器,那么不宜使用在低于熔断器额定 电压的电网中,这是由于限流式熔断器灭弧水平很强, 在短路电流到达最大值之 前就将电流截断,致使熔体熔断时因截流而产生过电压,具过电压倍数与电路参数及熔体长度有关,一般在 Uns=Un的电网中,过电压倍数约22.5倍,不会超 过电网中电气设备的绝缘水平,但如在UnsUn的电网中,因熔体较长,过电压值可达3.54倍相电压,可能损害电网中的电气设备.2.额定电流选择熔断器的额定电流选择,包括熔管的额定电流和熔体的额定电流的选择.(1)熔管额定电流的选择为了保证熔断器载流及接触局部不致过热和损坏,高压熔断器的熔管额定电 流应满足下式的要求,即 Nft N

8、fs式中INft一熔管的额定电流INfs一熔体的额定电流2熔体额定电流选择为了预防熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路及电动机自启动等冲击电流时误动作,保护 35kV及以下电力变压器的高压熔断器,其熔体的 额定电流可按下式选择,即1 Nfs KI max式中 K可靠系数不计电动机自启动时K=1.11.3,考虑电动机自启动时 K=1.52.0;Ima电力变压器回路最大工作电流.用于保护电力电容器的高压熔断器的熔体,当系统电压升高或波形畸变引起回路 电流增大或运行过程中产生涌流时不应误熔断,具熔体按下式选择,即I Nfs KI nc式中K可靠系数对限流式高压熔断器,当一台电力电容器时K=1

9、.52.0 ,当一 组电力电容器时K=1.31.8;I Nl电力电容器回路的额定电流.3.熔断器开断电流校验I Nbr I ch或1式中 I Nbr一熔断器的额定开断电流对于没有限流作用的熔断器,选择时用冲击电流的有效值I ch进行校验； 对于有限流作用的熔断器,在电流达最大值之前已截断,故可不计非周期分量影 响,而采用I “进行校验.4.熔断器选择性校验为使前后两级熔断器之间或熔断器与电源保护装置之间动作的选择性, 应进 行熔体选择性校验.如图7-4为两个不同熔体安秒特性曲线I Nfs1 S2= I N22 Z21或 Z N2 Z21=R/vi+Rou + R m+ Rr式中Rm, Rr 电

10、流互感器二次回路中所接仪表内阻的总和与所接继电器内阻的总和,可由产品样本或附录 9中查得.R wi 电流互感器二次联接导线的电阻.Rtou 电流互感器二次连线白接触电阻,一般取为0.1 Qo6.热稳定和动稳定校验(1)电流互感器的热稳定校验只对本身带有一次回路导体的电流互感器进行.电流互感器热稳定水平常以1s允许通过的一次额定电流I N1的倍数Kh来表示, 故热稳定应按下式校验(KhIN1)2 I 2tke式中Kh, IN1一由生产厂给出的电流互感器的热稳定倍数及一次侧额定电流. loo , tdz 一短路稳态电流值及热效应等值计算时间.(2)电流互感器内部动稳定水平,常以允许通过的一次额定电

11、流最大值的倍数kmo一动稳定电流倍数表示,故内部动稳定可用下式校验2KmoIN1 葭式中Kmq IN1 一由生产厂给出的电流互感器的动稳定倍数及一次侧额定电流.i ch 一故障时可能通过电流互感器的最大三相短路电流冲击值.由于邻相之间电流的相互作用,使电流互感器绝缘瓷帽上受到外力的作用,因此, 对于瓷绝缘型电流互感器应校验瓷套管的机械强度. 瓷套上的作用力可由一般电 动力公式计算,故外部动稳定应满足_ 7 2 lFal 0.5 1.73 10 7ich - (N)a式中F al 作用于电流互感器瓷帽端部的允许力；l电流互感器出线端至最近一个母线支柱绝缘子之间的跨距.系数0.5表示互感器瓷套端部

12、承受该跨上电动力的一半.二、电压互感器1.电压互感器一次回路额定电压选择为了保证电压互感器平安和在规定的准确级下运行,电压互感器一次绕组 所接电力网电压应在1.10.9 UN1范围内变动,即满足以下条件1.1Un Uns 0.9Un1式中U N1 电压互感器一次侧额定电压.选择时,满足UN1= UNs即可.2.电压互感器二次侧额定电压的选择电压互感器二次侧额定线间电压为 100V.3.电压互感器种类和型式的选择电压互感器的种类和型式应根据装设地点和使用条件进行选择,例如：在635kV屋内配电装置中,一般采用油浸式或浇注式；110220kV配电装置通常采用用级式电磁式电压互感器；220kV及其以

13、上配电装置,当容量和准确级满足 要求时,也可采用电容式电压互感器.4.准确级选择首先根据仪表和继电器接线要求选择电压互感器接线方式,并尽可能将负荷均匀分布在各相上,然后计算各相负荷大小,根据所接仪表的准确级和容量选择 互感器的准确级额定容量.有关电压互感器准确级的选择原那么, 可参照电流互感 器准确级选择.一般供功率测量、电能测量以及功率方向保护用的电压互感器应 选才? 0.5级或1级的,只供估计被测值的仪表和一般电压继电器的选用3级电压互感器为宜.5.按额定二次容量选择电压互感器的额定二次容量对应于所要求的准确级SN2,应不小于电压互感器的二次负荷S2,即SN 2S2S2 1 Scos 2S

14、0Sin 2V P.2Q.2式中 S 0、P0、CD各仪表的视在功率、有功功率和无功功率cos小一各仪表的功率因数.由于电压互感器三相负荷常不相等,为了满足准确级要求,通常以最大相负荷进 行比拟.计算电压互感器各相的负荷时, 必须注意互感器和负荷的接线方式. 表 7-4列出电压互感器和负荷接线方式不一致时每相负荷的计算公式.第八节短路电流的限制及电抗器的应用、电抗器的分类1按相数分：单相三相(2)按冷却装置种类分：干式油浸(3)按结构特征分：空心式铁心式(4)(5)按安装地点分：户内型按用途分户外型1并联：无功补偿作用2限流：限制短路电流的数值3滤波：限制高次谐波4消弧：消除过电压5通信：阻挡

15、载波信号,完成通信6电炉：限制变压器的短路电流7)起动：限制电动机的起动电流二、限流电抗器的作用限制短路电流(1)线路电抗器用接在线路或电缆馈线上,使出线能选用轻型断路器以及减小馈线电缆的截面.(2)母线电抗器用接在发电机电压母线的分段处或主变压器的低压侧, 用来限制厂内、外短路时 的短路电流,也称为母线分段电抗器.当线路上或一段母线上发生短路时, 它能 限制另一段母线提供的短路电流.(3)变压器回路电抗器安装在变压器回路中,用于限制短路电流,以便变压器回路能选用轻型断路器.三、限流电抗器的结构类型(1)混凝土柱式限流电抗器构成：绕组、水泥支柱及支持绝缘子.(2)分裂电抗器分裂电抗器每相线圈有中间抽头, 一般中间抽头接电源侧,两端头接负荷侧,现 被广泛应用.(3)干式空心限流电抗器能承受户外恶劣的气象条件,可在户内、户外使用.四、用联电抗器用联电抗器与并联电容补偿装置或交流滤波装置(也属补偿装置)回路中的电容 器串联,作用：(1)降低涌流倍数和频率.(2)吸收谐波,降低谐波电压值,减少畸变,提升质量.(3)限制谐波电流流入电容器组,保护电容器组.(4)内部短路时,减少短路电流；外部短路时,减少对短路电流的助增作用.(5)减少放电电流值.(6)电容器组的断路器在分闸过程中,降低操作过电压.10 / 10