1、发电厂电气部分,广东工业大学华立学院,机电工程学部,第十讲,多媒体电子教案,电抗器与高压熔断器,二零一二年三-七月,主讲：周展怀,授课日期：2012.03.27,第六周 周一/二 3-4/1-2节,6.5 6.6,限流电抗器的选择 高压熔断器的选择,第6章,导体和电气设备的原理与选择,6.4 限流电抗器的选择,6.4.1 额定电压和额定电流的选择,1. 普通电抗器电抗百分比值的选择,P198201,（1）按将短路电流限制到要求值来选择电抗百分比值的选择,（2）电压损失校验,（3）短路时母线残压校验,6.4.2 电抗百分比值的选择,6.4.3热稳定和动稳定校验,制造厂家是以电抗的百分数XL(%)
2、给出电抗器的参数，其定义为,所以,（2-57）,式中，XL为电抗器的电抗（）， XL（%）为电抗器电抗的百分数，UN为电抗器的额定电压（kV），IN为电抗器的额定电流（kA）。,由于电抗器的电阻一般可忽略不计，所以电抗器的等值 电路为纯电抗电路。,6.4 限流电抗器的选择,6.4.1 额定电压和额定电流的选择,P198201,电力系统中使用的电抗器，分为普通电抗器和分裂电抗器两种。 一般按下列项目选择和校验：1)额定电压；2)额定电流； 3)电抗百分数；4)动稳定； 5)热稳定。,1、按额定电压选择电抗器的额定电压UN 应大于或等于所在电网的额定电压USN， 即 UN USN 2、按额定电流选
3、择电抗器的额定电流IN 应大于或等于通过它的最大持续工作电流IMAX ，即INIMAX,6.4.2 电抗百分比值的选择,1、普通电抗器电抗百分数的选择 （1）按将短路电流限制到要求值选择设要求将短路电流限制到I“，所需电抗器的电抗百分值为式中X，*电源至电抗器前的系统电抗标么值；X*电源至电抗器后的短路点的总电抗标么值X*=Id/I” 。,Id:基准电流,Ud:基准电压,I“次暂态短路电流周期分量有效值（kA）,P198201,6.4.2 电抗百分比值的选择,1、普通电抗器电抗百分数的选择 （1）按将短路电流限制到要求值选择设要求将短路电流限制到I“，所需电抗器的电抗百分值为式中X，*电源至电
4、抗器前的系统电抗标么值；X*电源至电抗器后的短路点的总电抗标么值X*=Id/I” 。,Id:基准电流,Ud:基准电压,I“次暂态短路电流周期分量有效值（kA）,(2)按电压损失校验选择电抗百分数 普通电抗器在正常工作时，其电压损失不得大于母线额定电压的5。对于出线电抗器尚应计及出线上的电压损失，即 其中 负荷功率因数角，为方便计算，一般cos取0.8。,(3)按母线残余电压校验选择电抗百分数 当出线电抗器未设置无时限继电保护时，应按在电抗器后发生短路，母线残余电压不低于额定值的6070校验。即,1、电抗器的热稳定校验应满足下式：I2tt Qk 2、电抗器的动稳定校验应满足下式： iesish,
5、6.4.3热稳定和动稳定校验,(6-43),初选,在工程计算中对于高压架空电力线路一般近似取x1=0.4/km。,0.393,6.4 限流电抗器的选择,6.4.1 额定电压和额定电流的选择,2. 分裂电抗器电抗百分比值的选择,P198201,6.4.2 电抗百分比值的选择,（1）按将短路电流限制到要求值来选择电抗百分比值的选择,6.4 限流电抗器的选择,P198201,1、普通电抗器电抗百分数的选择,6.4.2 电抗百分比值的选择,2、分裂电抗器电抗百分数的选择,（1）按将短路电流限制到要求值来选择,分裂分裂电抗器的电抗百分数XL 可按普通电抗器的电抗百分数计算方法选择，但由于分裂电抗器的技术
6、数据中只给出了单臂自感电抗XL1，所以还应进行换算。 XL1和XL之间的关系与电源连接方式及短路点的选择有关。,(1)当3侧有电源，l侧和2侧无电源，而在1或2侧短路时，有 XL1=XL (6-46) (2)当1侧和2侧有电源，在3侧短路，或者三侧均有电源，而3侧短路时，XL1=2/(1-f)XL (6-47),f分裂电抗器的互感系数:一般f=0.5,6.4 限流电抗器的选择,6.4.2 电抗百分比值的选择,2、分裂电抗器电抗百分数的选择,要求正常工作时两臂母线电压波动不大于母线额定电压的5。 I段母线电压百分数的计算公式为段母线电压百分数的计算公式为,（2）电压波动校验,（6-50）,（6-
7、51）,式中 U1、U2I、段母线上电压； U电源侧电压； I1、I2I、段母线上负荷电流，无资料时，可取一臂为70Ie，另一臂为30Ie； 1、2I、段母线上的负荷功率因数角，一般可取cos=0.8； f分裂电抗器的互感系数。,6.4 限流电抗器的选择,6.4.1 额定电压和额定电流的选择,P198201,6.4.2 电抗百分比值的选择,（2）电压波动校验,（3）短路时残压及电压偏移校验,2. 分裂电抗器电抗百分比值的选择,（1）按将短路电流限制到要求值来选择电抗百分比值的选择,6.4.3 热稳定和动稳定校验,6.5 高压 熔断器的选择,P201203,6.5.1熔断器的用途,6.5.2 熔
8、断器的工作原理,主要用于线路及电力变压器等电气设备的短路及过载保护。当电力系统由于过载引起电流超过某一数值、电气设备或线路发生短路事故时，熔断器能在规定的时间内迅速动作，切断电源以起到保护设备、保证正常部分免遭短路事故的破坏。特点: 结构简单、体积小、重量轻、价格低廉、维护方便、使用灵活等。,熔断器的工作过程可分为四个阶段： （1）熔体因过载或短路而加热到熔化温度； （2）熔体的熔化和气化； （3）触点之间的间隙击穿和产生电弧； （4）电弧熄灭、电路被断开。熔断器的开断能力决定于熄灭电弧能力的大小。熔体熔化时间的长短，取决于通过的电流的大小和熔体熔点的高低。,6.5.3熔断器的主要技术参数,（
9、1）额定电压 （2）额定电流（3）熔体的额定电流（4）极限断路电流,长期能够承受的正常工作电压，即安装处电网额定电压。,壳体部分和载流部分允许通过的长期最大工作电流。,熔体允许长期通过而不会熔断的最大电流。,熔断器所能断开的最大短路电流。,熔断器的技术参数应区分为熔断器（底座）的技术参数和熔体的技术参数。熔体的额定电流不得大于熔断器的额定电流。额定电流的表示形式为：熔断器底座的额定电流熔体的额定电流。,其他技术参数还包括：额定开断能力、电流种类、额定频率、分断范围、使用类别和外壳防护等级等。,6.5.3熔断器的主要技术参数,按照使用环境按结构特点按工作特性高压熔断器的型号,户内式和户外式,支柱
10、式和跌落式,限流型和非限流型,例如：RW410/50型，即指额定电流50A、额定电压10kV、户外4型高压熔断器。,设计系列序号,6.5.4 高压熔断器的种类及型号,表示自爆式,代表产品名称 R熔断器,代表安装场所 N户内式； W户外式。,额定电压，kV,补充工作特性 G改进型； Z直流专用； GY高原型,额定电流，A,设计系列序号,表示自爆式,代表产品名称 R熔断器,代表安装场所 N户内式； W户外式。,额定电压，kV,补充工作特性 G改进型； Z直流专用； GY高原型,额定电流，A,户内式高压熔断器,户内高压熔断器全部是限流型熔断器. 以RN1型为典型代表的设计序号为奇数系列的熔断器，用于
11、335kV的电力线路和电气设备的过载和短路保护；以RN2型为代表的设计序号为偶数系列的熔断器，专门用于保护335kV的电压互感器，用于对高压电压互感器的过载及短路保护。,户内高压熔断器主要部分为熔管和熔体，熔管内配置有瓷柱，瓷柱上等间距绕有熔体，熔管的两端配置有压帽，其间填充有石英砂。,1熔管；2静触头座；3支持绝缘子； 4底座；5接线座；6瓷质熔管； 7黄铜端盖；8顶盖；9陶瓷芯；10熔体；11小锡球；12石英砂；13细钢丝； 14熔断指示器,户外式高压熔断器,户外跌落式高压熔断器,跌落式熔断器主要由熔丝具、熔丝管和熔丝元件三部分构成。,户外跌落式熔断器广泛应用于10kV架空配电线路的支线及
12、用户进线处、35kVA以下容量的配电变压器一次侧以及电力电容器等设备作为过载或短路保护和进行系统、设备投、切操作之用。,1上接线端； 2上静触点； 3上动触点； 4管帽；5操作环； 6熔管；7熔丝； 8下动触点； 9下静触点； 10下接线端； 11绝缘瓷瓶； 12固定安装板,1.型式选择 2.额定电压与额定电流选择3.熔断器开断电流校验4.熔断器选择性校验,UNUNs,（2）熔管额定电流熔体额定电流,I FTNI FSN,35kV及以下电力变压器的高压熔断器熔体,IFSN=KImax,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,保护电力电容器高压熔断器熔体额定电流,IFSN=KINC,一台电力电容器时K=1.52.0 一组电力电容器时K=1.31.8,INbrISH（或 ）,为了保证前后两级熔断器之间或熔断器与电源（或负荷）保护装置之间动作的选择性,对于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。,6.5.5 高压熔断器的选择,（1）熔断器额定电压大于电网额定电压,（3）熔体额定电流选择,#6.5.6 F-C回路高压熔断器特性曲线的配合,7Z1,09DQ1-2,7Z2,09DQ3-4,
