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第四节、第五节限流电抗器及高压熔断器的选择
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 I FSN KI max 式中 K—可靠系数 不计电动机自启动时:K=1.1-1.3,考虑电动机自启动时: K=1.5-2.0;Imax—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,其熔体按下式选择,即 I FSN KI CN 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=1.5-2.0,当一组 电力电容器时K=1.3-1.8;ICN—电力电容器回路的额定电流。
2 x L1 % xL % (1 f )
式中,f为耦合系数,如无厂家资料,
f 0.5
正常运行时,电压损失很小,不需要校验。 电压波动校验 正常运行时,要求两臂母线的电压波动不大于母线额定 电压的5%。如母线Ⅰ段电压为:
因为
I1 I2 U1 % U % x L1 %( sin 1 f sin 2 ) IN IN
1
(1 f ) x L (1 f ) x L 2
(b)等值电路
(a)分裂电抗器接线图
分裂电抗器等值电路 分裂电抗器等值电路
xL1 % xL %
分裂电抗器
②3侧无电源,1或2侧有电源,1或2侧短路时:
1 x L1 % xL % 2(1 f )
③1和2侧有电源,3侧短路或三侧均有电源3侧短路 时:
t FU3 1:FU2 FU2 2:FU3
FU1
K2 t1 t2 K1 IK2 图(a) 熔断器配置图 图(b) 保护范围配合 IR
熔断器保护特性曲线的应用
在K1处,FU1熔断;在K2处,按理FU2应先熔断,怎样才 能保证呢?考虑熔断时间50%的误差。在该电流下,上级熔 断时间应为下级熔断时间的3倍(t1=3t2),即:考虑t1减少 50%,t2增大50% 0.5t1-1.5t2≥0。
动稳定、热稳定校验
满足 It2t≥QK;ies≥ish 应当注意,分裂电抗器的动稳定性与短路类型有关。
当短路电流仅通过分裂电抗器的一个臂的线圈,即 单臂型 负荷方式时,其动稳定性与具有相同参数的普通电抗器一致。
当电抗器以穿越型负荷方式工作时,电流方向相反,两 线圈电动力相互排斥。 因此,分裂电抗器除分别按照单臂流过的短路电流校验 外,还应按照两臂同时流过反向短路电流进行动稳定校验。
x*L:以电抗器自身额定电压、额定电流为基准的电抗
标幺值 1、普通电抗器选择原则 按出线首端短路电流的 I 不大于出线(轻型)QF的额定开 断电流来选择,即INbr≥ I 。 (注:采用标幺值计算,其 基准值:Ud(电网平均额定电压)、Id,见图所示)
设电源至短路点前的系统电抗标么值为x*Σ,则 x*Σ= Id/I” Ud Ud Ud Id Ud " x* / " x I " " I 3I 3I d 3I 3x
U1 U 3xL1 I1 sin 1 3xL1 fI 2 sin 2 UN x L1 % x L1 代入可得: 100 3I N
式中,I1、I2为Ⅰ、Ⅱ段母线上负荷电流,如无负荷资料, 可取 I1 0.3I N , I 2 0.7 I N ;1 、 2 为Ⅰ、Ⅱ段母 线上负荷功率因数角,一般可取 cos 0.8 。
第五节高压熔断器的选择
高压熔断器是最简单的保护电器,它用来保护 电气设备免受过载和短路电流的损害。 高压熔断器构成
一、型式的选择 屋外跌开式、屋内、专用等
二、额定电压和额定电流的选择 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USN。但是对于充填石英砂有限流作用的熔断
器,则不宜使用在低于熔断器额定电压的电网中,这是因为 限流式熔断器灭弧能力很强,在短路电流达到最大值之前就 将电流截断,致使熔体熔断时因截流而产生过电压, 其过电压倍数与电路参数及熔体长度有关,一般在UN=USN的 电网中,过电压倍数约2-2.5倍,不会超过电网中电气设备 的绝缘水平,但如在USN<UN的电网中,因熔体较长,过电压 值可达3.5-4倍相电压,可能损害电网中的电气设备。
三、熔断器开断电流校验
I Nbr I sh (或I )
式中
INbr—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Ish 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。
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臵之间 动作的选择性,应进行熔体选 择性校验。如图为两个不同熔 体安秒特性曲线(INfs1 < INfs2),同一电流同时通过此二 熔体时,熔体1先熔断。 所以,为了保证动作的选择性,前一级熔体应采用熔 体1,后一级熔体应采用熔体2。保护电压互感器用的高压熔 断器,只需按额定电压及断流容量两项来选择。
U re % U N 3I ' ' I" xL % xL % 60 ~ 70% IN 3I NU N
正常运行时,电压损失校验:即△U≤5%
U 1 U 2 j I max x L
U % xL % U1 U 2 bd bc 100% 100% 100% U1 U1 U1 UN 3I N 3I max sin I sin x L % max 5% UN IN 3I max x L sin UN
' x 设电源至电抗器前的系统电抗标么值为 *
再将此电抗换算成以电抗器本身额定参数为基准的百 分电抗。 化简得:
Id I NU d ' x L % ( x* ) 100% I'' I dU N
x*L x* x
' *
首先按I”= INbr初选电抗,然后再按实际电抗校验
母线残压校验 要求残压Ure%≥60~70%
2)使用时应注意:(保护配合问题)
①熔断特性离散性很大。即在同一电流下的
熔断时间有较大的误差(与制造、安装水平
有关),一般应考虑50%的时间误差。
②熔断时间随电流的增加而减少。不同额定电流熔 体熔断的时差也随之减少,因此要考虑上下级保护 的熔断时间的正确配合。 ③配合原则:在下级出现最大短路电流的情况下, 上级时间应为下级时间的3倍。
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。
熔管额定电流的选择
为了保证熔断器载流及接触部分不致过热和损坏,高 压熔断器的熔管额定电流应满足下式的要求,即
I FTN I FSN
式中
IFTN—熔管的额定电流
IFSN—熔体的额定电流
为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路
第四节限流电抗器的选择
主要内容 1.掌握限流电抗器的选择原则;
一、额定电压和额定电流的选择
UN≥UNS , IN≥Imax
当分裂电抗器用于发电厂的发电机或主变压器回路时,
Imax一般按发电机或主变压器额定电流的70%选择;而用于变 电站主变压器回路时, Imax取两臂中负荷电流较大者,当无
负荷资料时,一般也按主变压器额定容量的70%选择。 二、电抗百分数xL%的选择
2、分裂电抗器 选择原理 原理与普通电抗器相同,可 按前式计算,但因分裂电抗 器产品系按单臂电抗算出, 所以应进行换算。 x L1 % 与 x L %的关系与电源 连接和限制那一侧短路电流 有关。 ①仅当3侧有电源,1或2侧短 路时:
U
3
3 2
1
fx L
I1
U1
Ⅰ
U2
Ⅱ
I2