电气设备校验
一、动稳定校验(工业与民用供配电设计手册,第四版,P375)
采用短路电流使用计算法校验,需满足下列条件:
1、短路点冲击电流(峰值)不应大于电气设备额定峰值耐受电流,即:
ip≤IP
Ip:三相短路冲击电流(三相短路峰值电流),kA;
IP:电气设备额定峰值耐受电流(额定动稳定电流Idyn或额定机械短路电流IMCSr),kA。
2、短路电流在电气设备接线端子上的作用力,不应大于接线端子允许静态拉力额定值,即:
Fk3≤Fth或Ftv
Fth:电气设备接线端子允许静态水平力,N;
Ftv:电气设备接线端子允许静态垂直力,N。
二、热稳定校验(工业与民用供配电设计手册,第四版,P381)
采用短路电流使用计算法校验。
1、电气设备能耐受短路电流流过时间内产生的热效应而不至损坏,则认为电气设备满足短路电流热稳定要求,即:
Qt≤I2t
Qt:短路电流热效应,kA·s;
I:电气设备额定短时耐受电流均方根值(开断电流),kA;
t:额定短时耐受时间,s。
3、导体和电缆的热稳定校验
(1)导体热稳定允许的最小截面积
选用不小于计算值的导体截面积,即:
:导体满足热稳定所需的最小截面积,mm2;
:短路电流产生的热效应,kA2▪s;
C:导体的热稳定系数。
(2)电缆热稳定允许的最小截面积
选用不小于计算值的电缆截面积,即:
:电缆满足热稳定所需的最小截面积,mm2;
:短路电流产生的热效应,kA2▪s;
C:电缆的热稳定系数。
三、电气设备其他要求(工业与民用供配电设计手册,第四版,P385)
1、高压交流断路器(真空断路器、SF6断路器等)
①35kV及以下:真空断路器或SF6断路器。
②66kV和110kV:SF6断路器。
③在高寒地区,SF6断路器宜选用灌装式断路器,并应考虑SF6气体液化问题。
④35kV级以下采用真空断路器回路,应配置专用R-C吸收装置或金属氧化物避雷器;66~110kV宜配置金属氧化物避雷器(目的为了限制操作真空断路器产生过电压)。
2、其余见设计手册
附:校验计算
1、动稳定校验计算:
(1)冲击电流:ip=2.55×Id
(2)设备接线端子最大作用力:(工业与民用供配电设计手册,第四版,P366)
①平行导体间的互相作用力F:
②两相短路时导体间的最大作用力Fk2:
③三相短路时导体间的最大作用力Fk3:
上式中:
i1、i2:流过两根平行导体的电流瞬时值,kA;
ip:三相短路冲击电流;
ip2:两相短路冲击电流;
KX:矩形截面导体的形状系数;
L:平行导体长度,m;
D:平行导体中心距,m。
2、热稳定校验计算:
(1)高压电气设备热稳定满足条件:
Qt≤Ith2tth
上式中:
Ith:电气设备设备的额定短时耐受电流有效值,kA;
tth:电气设备额定短时耐受时间,s;
Qt:短路电流热效应,kA·s;
Qz:短路电流交流分量引起的热效应,kA·s;
Qf:短路电流直流分量引起的热效应,kA·s;
t:短路电流持续时间,s,见表1;
I//:超瞬态短路电流有效值(也叫次暂态短路电流或全电流,短路后第一周期的短路电流周期分量的有效值),kA·s;
Ikt:短路时间t时的短路电流交流分量有效值,kA;
Ikt/2:短路时间t/2时的短路电流交流分量有效值,kA;
Teq:直流分量等效时间,s,见表2。
①短路电流持续时间:
t:短路电流持续时间,s;:主保护装置动作时间,s;:断路器开断时间,s;:断路器固有分闸时间,s;:断路器燃弧持续时间,s。
主保护为速动时(无延保护),短路电流持续时间t可取表1值;若有延时保护则需加上相应整定时间。
表1:
t检验热稳定短路电流持续时间
断路器开断速度 | 断路器开断时间(s) | 短路电流最小持续时间t(s) |
高速 | <0.08 | 0.1 |
中速 | 0.08~0.12 | 0.15 |
低速 | >0.12 | 0.2 |
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②直流分量等效时间
表2:
Teq直流分量等效时间
短路点 | Teq(s) |
t﹤0.1 | t﹥0.1 |
发电机出口及母线 | 0.15 | 0.2 |
发电机升压变压器高压侧及出线发电机电抗器后 | 0.08 | 0.1 |
变电所各级电压母线及出线 | 0.05 |
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