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尽管电力系统中各种设备的作用和工作条件并不一样,具体选择方法也不完全相同,但对它们的基本要求却是一致的。
电气设备要能可靠地工作,必须按正常工作条件进行选择,并按短路状态来校验热稳定和动稳定。
一、按正常工作条件选择电气设备1.额定电压
设计时:UN≥UNs。
电网的最高运行电压:
1)kV及以下为1.15UN;
2)kV及以上为1.1UN。
电气设备的最高允许电压为设备额定电压的1.1~1.15倍。
2.额定电流
设计时:IN≥Imax。
IN是指在额定环境温度下,电气设备的长期允许电流。
Imax为电气设备所在回路的最大持续工作电流。不同回路的计算方法不同,如:
1)发电机、调相机和变压器回路,Imax=1.05IGN;
2)母联断路器回路的Imax一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Imax;
3)母线分段电抗器的Imax应为母线上最大一台发电机跳闸时,保证该段母线负荷所需的电流,或最大一台发电机额定电流的50%~80%。
3.环境条件对设备选择的影响
当电气设备安装地点的环境条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超过一般电气设备规定的使用条件时,应采取措施。
(1)海拔高度的影响
一般非高原型的电气设备使用环境的海拔高度不超过m。
当地区海拔超过制造厂家的规定值时,由于大气压力、空气密度和湿度相应减少,使空气间隙和外绝缘的放电特性下降,则电气设备的最高允许工作电压应修正。
当最高允许工作电压不能满足要求时,应采用高原型电气设备,或采用外绝缘提高一级的产品。
(2)环境温度的影响
电气设备的额定电流是指在基准环境温度下,能允许长期通过的最大工作电流。此时电气设备的长期发热温升不超过其允许温度。
在实际运行中,周围环境温度直接影响电气设备的发热温度,所以当环境温度不等于电气设备的基准环境温度时,其额定电流必须进行修正。
我国生产的电气设备一般使用的额定环境温度为+40℃。
4.其它选择
根据电气设备的装置地点、使用条件、检修和运行等要求,对电器进行种类(屋内或屋外)和型式(防污型、防爆型、湿热型等)的选择。
二、按短路状态校验1.短路热稳定校验
含义:短路电流通过时,电气设备各部件温度(或发热效应)应不超过允许值。
2.电动力稳定校验——动稳定校验
含义:电气设备承受短路电流机械效应的能力。
3.短路电流计算条件
①容量和接线:
容量:按本工程设计最终容量计算,并考虑电力系统远景发展规划。
接线:采用可能发生最大短路电流的正常接线方式。
②短路种类:
一般按三相短路验算,若其他种类短路较三相短路严重时,则应按最严重的情况验算。
③计算短路点:
同一电压等级各短路点的短路电流值均相等,但通过各支路的短路电流将随着短路点的位置不同而不同。
在校验电气设备和载流导体时,必须确定电气设备和载流导体处于最严重的短路点,使通过的短路电流校验值为最大。
1)两侧均有电源的断路器,应比较断路器前、后短路时通过断路器的电流值,择其大者为计算短路点。
2)母联断路器,应考虑当采用该母联断路器向备用母线充电时,备用母线故障流过该备用母线的全部短路电流。
3)带电抗器的出线回路,一般可选电抗器后为计算短路点(这样出线可选用轻型断路器)。
4.短路计算时间
①短路电流热效应计算时间:
②开断电流计算时间: