4.3 电器的选择 4.3.1高压断路器 1 对担负调峰任务的水电厂、蓄能机组、并联电容器组等需要频繁操作的回路,应选用适合频繁操作的断路器。 2 35kV及以下电压级的断路器,宜选用真空断路器或SF6断路器。66kV~220kV电压级的断路器,可选用SF6断路器、少油断路器。330kV及以上电压级的断路器,宜选用SF6断路器。当选用真空断路器切断弱绝缘电气设备时应装设过电压保护装置。 3 当断路器的两端为互不联系的电源时,设计中应按以下要求校验: 1) | 断路器断口间的绝缘水平满足另一侧出现工频反相电压的要求; | 2) | 在失步下操作时的开断电流不超过断路器的额定反相开断性能; | 3) | 断路器同极断口间的公称爬电比距与对地公称爬电比距之比一般取为1.15~1.3; | 4) | 当断路器起联络作用时,其断口的公称爬电比距与对地公称爬电比距之比,应选取较大的数值,一般不低于1.2。 | | |
当缺乏上述技术参数时,应要求制造部门进行补充试验。 4 断路器应根据其使用条件校验下列开断性能: 1) | 近区故障条件下的开合性能; | 2) | 异相接地条件下的开合性能; | 3) | 失步条件下的开合性能; | 4) | 小电感电流开合性能; | 5) | 容性电流开合性能; | | |
5 选择断路器接线端子的机械荷载,应满足正常运行和短路情况下的要求。必要时应与厂家协商。 6 校核断路器的断流能力,宜取断路器实际开断时间的短路电流作为校验条件。大型泵站及高压电动机回路应考虑高压电动机的反馈电流。对于有大机组的系统应考虑直流分量的影响。 7 装有自动重合闸装置的断路器,应计及重合闸对额定开断电流的影响。 4.3.2发电机断路器 1 发电机断路器灭弧及绝缘介质宜选用SF6、压缩空气或真空。 2为减轻因发电机断路器三相不同步合、分而产生负序电流对发电机的影响,发电机断路器宜选用三相机械联动操动机构。 3 发电机断路器可以根据工程具体情况选用卧式或立式结构型式,为减轻发电机断路器振动和热应力对断路器套管、基础及母线的影响,宜在断路器与母线连接处装设软连接装置。 4在不同的环境和负荷条件下,发电机断路器应能承载发电机最大连续容量时的持续电流,且各部位温度极限不超过规定值。 5 在校验发电机断路器开断能力时,应分别校验系统源和发电源在主弧触头分离时对称短路电流值及其直流分量值、非对称短路电流值及其直流分量值。 在选择发电机出口断路器时应校验断路器的直流分断能力。 6 发电机断路器应具有失步开断能力,其额定失步开断电流应为额定短路开断电流的25%或50%;应校核各种失步状态下的电流值,必要时应采取适当的措施(如装设电流闭锁装置)以保证发电机断路器开断时的电流不超过额定失步开断电流;全反相条件下的开断可以不作为发电机断路器的失步开断校核条件。 7 发电机断路器与隔离开关组合安装时,应设置观察窗,以便监视断口的状态。 发电机断路器应具有反映断路器分、合闸位置是否正常的监测装置。 4.3.3 负荷开关 1 负荷开关分产气式、压气式、真空和SF6负荷开关。在污秽程度较高的地方宜采用SF6负荷开关或真空负荷开关。 2 负荷开关的有功负荷开断能力和闭环电流开断能力应等于或大于回路的额定电流,同时负荷开关应具有切合电感性、电容性小电流的能力。 3 负荷开关与熔断器组合使用时,负荷开关应能关合组合电器中可能配用熔断器的最大截止电流,其开断电流应大于转移电流和交接电流。 4 负荷开关与熔断器组合使用有下列要求之一时,应配置分励脱扣器实现负荷开关的快速电动分闸: 1) | 设置瓦斯跳闸保护的油浸变压器; | 2) | 干式变压器的超温跳闸保护; | 3) | 带外壳干式变压器的误带电开门跳闸保护; | 4) | 具有远方操作控制要求的。 | | |
4.3.4 隔离开关 1 对隔离开关的型式选择应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素,进行综合技术经济比较确定。 2 隔离开关应根据负荷条件和故障条件要求的相应额定值选择,并留有适当裕度。 3 单柱垂直开启式隔离开关在分闸状态下,动静触头间的最小电气距离不应小于配电装置的最小安全净距B值。 4 隔离开关的接地开关,应根据其安装处的短路电流进行额定峰值耐受电流、额定短时耐受电流校验。 5 选用的隔离开关应具有切合电感性、电容性小电流的能力。隔离开关尚应可靠切断断路器的旁路电流及母线环流。 6 屋外隔离开关接线端的机械荷载不应大于隔离开关端子允许的荷载。计算机械荷载应考虑母线(或引下线)的自重、张力、风力和冰雪等施加于接线端的最大水平静拉力。当引下线采用软导线时,接线端机械荷载中不需再计入短路电流产生的电动力。但对采用硬导体或扩径空心导线的设备间连线,应考虑短路电动力。 7 隔离开关操作机构的型式应根据工程实际情况选择。 当采用综合自动化系统时,相应的隔离开关应采用电动操作机构。 4.3.5 72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备(以下简称GIS) 1 选择GIS内的元件时,应考虑下列情况: 1) | 断路器的断口布置形式需根据场地情况及检修条件确定,当需降低高度时,宜选用水平布置;当需减少宽度时,可选用垂直布置。灭弧室宜选用单压式。 | 2) | 隔离开关和接地开关应具有表示分、合位置和便于巡视的可靠指示装置。 | 3) | 在停电回路的最先接地点(不能预先确定该回路不带电)或利用接地装置保护封闭电器外壳时,应选择快速接地开关;而在其他情况下则选用一般接地开关。接地开关或快速接地开关的导电杆应与外壳绝缘。 | 4) | 电压互感器宜选用电磁式,如需兼作现场工频试验变压器时,应在订货中予以说明。 | 5) | 在母线上安装的避雷器宜选用SF6气体绝缘和灭弧介质的避雷器,在出线端安装的避雷器宜选用敞开式避雷器。SF6避雷器应做成单独的气隔,并装设防爆装置、监视压力的压力表(或密度继电器)和补气用的阀门。 | 6) | 分期建设时,宜在扩建接口处装设隔离开关和隔离气室,以便不停电扩建。 | | |
2 为防止温度变化引起伸缩及基础不均匀下沉,造成GIS漏气与操作机构失灵,在GIS的适当部位应加装伸缩节。 3 GIS在同一回路的断路器、隔离开关、接地开关之间应设置联锁装置。线路侧的接地开关宜加装带电指示和闭锁装置。 4 GIS内各元件应分成若干气隔。气隔的具体划分可根据布置条件和检修要求,在订货技术条款中由用户与制造厂商定。气体系统的压力,除断路器外,其余部分宜采用相同气压。 长母线应分成几个隔室,并与回收装置容量相适应,以利维修和气体管理。 5 GIS外壳和隔板应有可靠的密封性能。每个密封压力系统和隔室的相对年泄漏率应不大于1%。 6 GIS配电装置的主回路、辅助回路、设备构架以及所有金属部分均应接地。接地回路导体应作额定短时耐受电流校验。正常运行条件下,外壳的感应电压不应超过24V。故障条件下,外壳的感应电压不应超过100V。 4.3.6交流金属封闭开关设备(以下简称开关柜) 1 35kV及以下屋内开关设备宜选用开关柜。 2 开关柜的防护等级应满足环境条件的要求。 3 开关柜内装有电压互感器时,电压互感器高压侧应有防止内部故障的高压熔断器,其开断电流应与开关柜参数相匹配。 4 开关柜中各组件及其支持绝缘件应满足外绝缘爬电比距的要求。 5 开关柜应具备五防措施。 6 潮湿环境内布置的开关柜应采取防潮措施。 7 开关柜应根据布置条件可选用下进线或上进线。 4.3.7 限流电抗器 1 普通限流电抗器的额定电流应根据回路中的最大工作电流选择。 2 普通电抗器的电抗百分值应按下列条件选择和校验: 1) | 将短路电流限制到要求值。 | 2) | 正常工作时,电抗器的电压损失不得大于母线额定电压的5%,出线电抗器,尚应计及出线上的电压损失。 | 3) | 当出线电抗器未装设无时限继电保护装置时,应按电抗器后发生短路,母线剩余电压不低于额定值的60~70%校验。若此电抗器接在6kV发电机主母线上,则母线剩余电压应取上限值。 | | |
对于母线分段电抗器、带几回出线的电抗器及其它具有无时限继电保护的出线电抗器不校验短路时的母线剩余电压。 4.3.8并联电抗器 1 高压并联电抗器应采用三相五柱式,当受条件限制时可采用单相式。 2 并联电抗器中性点应为线端全绝缘。 3 对于可按系统运行情况投切的并联电抗器应选用自动投切方式。 4.3.9电流互感器 1 电流互感器的型式按下列使用条件选择: 1) | 3~35kV屋内配电装置的电流互感器,根据安装使用条件及产品情况,宜选用树脂浇注绝缘结构或瓷绝缘结构。 | 2) | 35kV及以上配电装置的电流互感器,宜采用油浸式、树脂浇注式或SF6气体绝缘的独立式电流互感器。在有条件时,应采用套管式电流互感器。 | | |
2 保护用电流互感器选择 1) | 330kV、500kV配电装置的保护用电流互感器应考虑短路暂态的影响,宜选用具有暂态特性的TP级电流互感器。如保护装置本身具有克服电流互感器暂态饱和影响的能力,则可按保护装置具体要求选择P级电流互感器。 | 2) | 对220kV及以下配电装置的电流互感器一般可不考虑暂态影响,可采用P级电流互感器。对某些重要回路可适当提高所选互感器的准确限值系数或饱和电压,以减缓暂态影响。 | | |
3 测量用电流互感器选择 测量用电流互感器应根据电力系统测量和计量系统的实际需要合理选择互感器的类型。要求在较大工作电流范围内作准确测量时可选用S级电流互感器。为保证二次电流在合适的范围内,可采用复变比或二次绕组带抽头的电流互感器。 4 电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流,应大于变压器允许的不平衡电流,一般可按变压器额定电流的30%选择。安装在放电间隙回路中的电流互感器,一次额定电流可按100A选择。 5 中性点的零序电流互感器应按下列条件选择和校验: 1) | 对中性点非直接接地系统,由二次电流及保护灵敏度确定一次额定电流;对中性点直接接地或经电阻接地系统,由接地电流和电流互感器准确限值系数确定电流互感器一次额定电流,由二次负载和电流互感器的容量确定二次额定电流; | 2) | 按电缆根数及外径选择电缆式零序电流互感器窗口直径; | 3) | 按一次额定电流选择母线式零序电流互感器母线截面。 | | |
6 选择母线式电流互感器时,尚应校核窗口允许穿过的母线尺寸。 4.3.10电压互感器 1 电压互感器的型式按下列使用条件选择: 医用热熔胶 1) | 3~35kV屋内配电装置,宜采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。 | 2) | 35kV屋外配电装置,宜采用油浸绝缘结构的电磁式电压互感器。 | 3) | 110kV及以上配电装置,当容量和准确度等级满足要求时,宜采用电容式电压互感器。 | | |
2 在满足二次电压和负荷要求的条件下,电压互感器宜简化接线,当需要零序电压时,3~20kV宜采用三相五柱电压互感器或三个单相式电压互感器。 当发电机采用附加直流的定子绕组100%接地保护装置,而利用电压互感器向定子绕组注入直流时,则所有接于发电机电压的电压互感器一次侧中性点都不得直接接地,如要求接地时,必须经过电容器接地以隔离直流。 3 在中性点非直接接地系统中的电压互感器,为了防止铁磁谐振过电压,应采取消谐措施,并应选用全绝缘。 4 当电容式电压互感器由于开口三角绕组的不平衡电压较高,而影响零序保护装置的灵敏度时,应要求制造部门装设高次谐波滤波器。 5 用于中性点直接接地系统的电压互感器,其剩余绕组额定电压应为100V;用于中性点非直接接地系统的电压互感器,其剩余绕组额定电压应为100/3V。 6 电磁式电压互感器可以兼作并联电容器的泄能设备,但此电压互感器与电容器组之间,不应有开断点。 4.3.11 高压熔断器 1 高压熔断器的额定开断电流应大于回路中可能出现的最大预期短路电流周期分量有效值。 2 高压熔断器熔管的额定电流应大于或等于熔体的额定电流。熔体的额定电流应按高压熔断器的保护熔断特性选择。 3 选择熔体时,应保证前后两级熔断器之间,熔断器与电源侧继电保护之间,以及熔断器与负荷侧继电保护之间动作的选择性。 4 高压熔断器熔体在满足可靠性和下一段保护选择性的前提下,当在本段保护范围内发生短路时,应能在最短的时间内切断故障,以防止熔断时间过长而加剧被保护电器的损坏。 5 发电机出口电压互感器高压侧熔断器的额定电流应与发电机定子接地保护相配合,以免电压互感器二次侧故障引起发电机定子接地保护误动作。其他保护电压互感器的熔断器,按额定电压和开断电流选择。 6 变压器回路熔断器的选择应符合下列规定: 1) | 高压熔断器应能承受变压器的容许过负荷电流及低压侧电动机成组起动所产生的过电流; | 2) | 变压器突然投入时的励磁涌流不应损坏熔断器; | 3) | 高压熔断器对变压器低压侧的短路故障进行保护,熔体的最小开断电流应低于预期短路电流。 | | |
7 电动机回路熔断器的选择应符合下列规定: 1) | 高压熔断器应能安全通过电动机的容许过负荷电流; | 2) | 熔体电流应躲过电动机的起动电流; | 3) | 电动机在频繁投入、开断或反转时,其反复变化的电流不应损坏熔断器。 | | |
8 保护电力电容器的高压熔断器选择,应符合GB50227的规定。 9 跌落式高压熔断器的断流容量应分别按上、下限值校验,开断电流应以短路全电流校验。 10 除保护防雷用电容器的熔断器外,当高压熔断器的断流容量不能满足被保护回路短路容量要求时,可采用在被保护回路中装设限流电阻等措施限制短路电流。 4.3.12 中性点接地设备 1 消弧线圈 1) | 装设在屋外的消弧线圈宜选用油浸式。装设在屋内的消弧线圈宜选用干式。在电容电流变化较大的场所,宜选用自动跟踪动态补偿式消弧线圈。 | 2) | 在计算消弧线圈的容量时,电容电流应包括有电气连接的所有架空线路、电缆线路的电容电流,并计及厂、所母线和电器的影响。该电容电流应取最大运行方式下的电流,并应考虑电网5~15年的发展。 发电机电压回路的电容电流,应包括发电机、变压器和连接导体的电容电流,当回路装有直配线或电容器时,尚应计及这部分电容电流。 | 3) | 装在变压器中性点的消弧线圈,以及具有直配线的发电机中性点的消弧线圈应采用过补偿方式。 采用单元连接的发电机中性点的消弧线圈,为了限制电容耦合传递过电压以及频率变动等对发电机中性点位移电压的影响,宜采用欠补偿方式。 | 4) | 中性点经消弧线圈接地的电网,在正常情况下,长时间中性点位移电压不应超过额定相电压的15%,脱谐度一般不大于10%(绝对值),消弧线圈分接头宜选用5个。 中性点经消弧线圈接地的发电机,在正常情况下,长时间中性点位移电压不应超过额定相电压10%,考虑到限制传递过电压等因素,脱谐度不宜超过±30%,消弧线圈的分接头应满足脱谐度的要求。 | | |
2 接地变压器和接地电阻 1) | 发电机内部发生单相接地故障且要求瞬时切机时,中性点宜采用高电阻接地方式,电阻器一般接在接地变压器的二次绕组上。 | 2) | 发电机中性点接地变压器可选用油浸式变压器或干式变压器,布置在地下或防火要求较高的场所宜选用干式变压器。 | 3) | 油浸式发电机中性点接地变压器的额定一次电压可按发电机额定电压选择,干式发电机中性点接地变压器的绝缘水平宜提高一级。接地变压器二次电压可根据负载特性确定。 | | |
4) 发电机中性点接地变压器的额定容量: 式中:U1——接地变压器额定一次侧电压(kV) IC——发电机单相接地时电容电流(A) K——变压器的过负荷系数(由变压器制造厂提供) 5) 接地电阻 系统中性点经电阻接地方式,可根据系统单相对地短路电容电流值来确定。当接地电容电流小于规定值时,采用高电阻接地方式;当接地电容电流值大于规定值时,采用中、低电阻接地方式。 4.3.13 避雷器 1 采用避雷器进行雷电过电压保护时,除旋转电机外,一般避雷器选型如下: 1) | 有效接地系统,设备最高电压(Um)大于252kV时应选用金属氧化物避雷器;设备最高电压(Um)为252kV及以下时宜采用金属氧化物避雷器。 | 2) | GIS和低电阻接地系统应选用金属氧化物避雷器。 | 3) | 不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统,根据系统中谐振过电压和间歇性电弧接地过电压等发生的可能性及其严重程度,可选用金属氧化物避雷器或碳化硅阀式避雷器。 | | |
2 旋转电机的雷电侵入波过电压保护,宜采用旋转电机金属氧化物避雷器或旋转电机磁吹阀式避雷器。 3 避雷器标称放电电流下的残压(Ures)不应大于被保护电器设备(旋转电机除外)标准雷电冲击全波耐受电压(BIL)的71%。 4 有串联间隙金属氧化物避雷器和碳化硅阀式避雷器的额定电压,在一般情况下应符合下列要求: 1) | 110kV及220kV有效接地系统不低于0.8Um。 | 2) | 3~10kV 和35kV、66kV系统分别不低于1.1Um和Um;3kV及以上具有发电机的系统不低于1.1倍发电机最高运行电压。 | 3) | 中性点避雷器的额定电压,对3~20kV和35kV、66kV系统,分别不低于0.64Um和0.58Um;对3~20 kV发电机,不低于0.64倍发电机最高运行电压。 | | |
5 有串联间隙的阀式避雷器,避雷器的冲击放电电压上限应小于等于其残压;当需要保护操作过电压时,避雷器的操作波放电电压上限不应大于被保护设备操作冲击耐受电压(SIL)的87%。 6 采用无间隙金属氧化物避雷器作为雷电过电压保护装置时,应符合下列要求: 1) | 避雷器的持续运行电压和额定电压应不低于表4.3.13-6所列数值; | 2) | 直流参考电压(Uf)应不小于持续运行电压Uc的 倍; | 3) | 其荷电率(B= Uc/ Uf)不宜超过0.75; | 4) | 保护比(Kbh=Ures/ Ur)应不小于1.7; | 5) | 避雷器能承受所在系统作用的暂时过电压和操作过电压能量。 | | |
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