发电厂电气部分4.ppt

第四章 电气设备原理与选择 第一节 发电厂主要电气设备 一、电气一次设备及其作用 直接参与生产、变换、传输、分配和消耗电能的设备称为电气一次设备，主要有： （1）进行电能生产和变换的设备，如发电机、电动机、变压器等； （2）接通、断开电路的开关电器，如断路器、隔离开关、自动空气开关、接触器、熔断器等； （3）限制过电流过电压的设备，如限流电抗器、避雷器等； （4）将电路中的电压降低，供测量仪表和继电保护装置使用的变换设备，如电压互感器、电流互感器； （5）载流导体及其绝缘设备，如母线、电力电缆、绝缘子、穿墙套管等； （6）为电气设备正常运行及人员、设备安全而采取的相应措施，如接地装置等。 二、电气二次设备及其作用 为了保证电气一次设备的正常运行，对其运行状态进行测量、监视、控制、调节、保护等的设备称为电气二次设备，主要有： （1）各种测量表计，如电流表、电压表、有功功率表、无功功率表、功率因数表等； （2）各种继电保护及自动装置； （3）直流电源设备，如蓄电池、浮充电装置等。 第二节 电气设备选择的一般条件 基本要求：正常的工作条件，按短路条件检验其动稳定和热稳定。对于断路器、熔断器等还要校验其开断电流的能力。 一、按正常的工作条件选择设备 （一）按使用环境选择设备 1.温度和湿度 一般高压电器：-30+400C长期正常运行； 温度低于-300C，选用适合高寒地区的产品； 环境温度高于+400C，选用型号后带“TA”的热带型产品； 相对湿度大于90%，选用型号后带“TH”的湿热型产品。 2.污染情况 安装在污染严重，有腐蚀性物质、烟气、粉尘等恶劣环境中的电气设备，选用防污型火将设备安装在室内。 3.海拔高度 一般电气使用于海拔1000米以下； 现行电压等级在110KV及以下的电器，外绝缘有一定裕度，实际 可用于2000米以下； 高原地区，应选用高原型或外绝缘提高一级的产品。 4.安装地点 室内，用户内型； 室外，用户外型。 （二）按正常工作电压选择设备额定电压 所选电气设备的最高允许电压必须高于或等于所在电网的最高运行电压。 电气设备的最高允许电压，厂家一般规定为相应电网额定电压的1.11.15倍。 3.短路电流的计算条件 （1）短路类型 一般按三相短路验算；当单相短路电流大于三相短路电流时，按单相短路验算。 （2）系统容量和接线 按5—10年远景规划的系统容量和可能的最大短路电流计算。 （3）短路计算点 使被选设备通过最大短路电流的短路点称为该是被的短路计算点。 1）QF1的选择。 考虑短路点k1、k2两个可能的短路点。k1点短路时，流过的QF1电流为： 若 ,则k2为短路计算点，反之， k3为短路计算点。 选择QF8时，也是在其上方和下方各取一个短路点进行比较，情况和QF6相同。 3）QF5和QF4的选择。选择QF5时，最严重的情况是当它合闸时备用母线发生短路。此时所有电动机和系统的短路电路都通过QF5，所以k6点为短路计算点。 厂用断路器QF4在k7点短路时也流过全部短路电流。但它的额定电流比QF5小的多。 4） QF7的选择。考虑k4 、k5两点。因为两点间的电抗器比较可靠，且线路较短，所以可以k5作为短路计算点。 第三节 高压断路器的原理和选择 断路器：接通和断开正常的负荷电流，还能断开故障情况下流过的短路电流。 一、电弧问题 电弧形成的问题 1.电弧的存在使电路不能断开； 2.电弧的高温能够烧坏触头或破坏触头附近的绝缘材料； 3.电弧如果不能熄灭，其周围的空气因高温而迅速膨胀形成巨大的爆炸力，产生严重的危险后果。 （一）电弧产生和熄灭的物理过程 电弧可以分成形成和维持两个阶段。 电弧的形成依赖于强电场发射及碰撞游离，电弧的维持主要依赖于热游离。 强电场发射：动、静触头分离瞬间，间隙小，形成高电场（3×106V/m) ;阴极表面电子被拉出，称为强电场发射；碰撞游离；触头间隙绝缘降低，击穿，形成电弧并高温。 热游离：电弧的高温作用，分子热运动加速，中性质点因此获得能量而电离。因高温是这种游离的必需条件，故称热游离。 去游离： 复合：降低运动速度，增加气体压力，使电弧与固体表面接触。 扩散：高温离子向温度低浓度小的方向扩散，有利于灭弧；用气体吹弧迅速拉长电弧，加强冷却和扩散。 游离和去游离过程同时存在于弧隙中，当两者平衡时，电弧能够稳定维持；如果游离过程大于去游离过程，电弧燃烧得更加剧烈；如果去游离过程大于游离过程，则电弧燃烧趋弱，直至熄灭。 （二）断路器灭弧的物理过程 直流电路； 交流电路：电流的自然过零点，有利于灭弧。 弧隙介质强度的恢