华北电力大学Chap-6-导体与电气设备原理与选择.ppt

发电厂电气局部〔32学时〕;本章学习要点;电器设备选择的一般原那么〔1〕

高压断路器的原理与选择〔2〕

隔离开关的用途与选择〔0.5〕

互感器的作用〔2〕

电流互感器的误差与选择

电压互感器的误差与选择

电抗器的选择〔1〕

导体、电缆的选择〔1.5〕;一、导体和电器选择的一般原那么;1、按正常工作条件选择电器设备;典型回路最大持续工作电流Imax的计算方法;典型回路最大持续工作电流Imax的计算方法;;2、按短路情况校验;2、按短路情况校验;2、按短路情况校验;3、短路电流计算条件;3、短路电流计算条件;;3、短路电流计算条件;二、高压断路器和隔离开关的原理与选择;二、高压断路器和隔离开关的原理与选择;2、高压断路器的根本结构;3、电弧的形成

〔1〕电弧产生的条件：电源电压大于10~20V，电流大于80~100mA，动静触头别离瞬间，触头间产生电弧。

触头分开后，电路中有电流，电弧导电，电弧中有大量自由电子。

〔2〕电弧的危害

电弧的温度很高，可达5000～7000度以上，常超过金属的汽化点，可能烧坏开关电器的金属触头。

烧坏开关电器的绝缘。如，烧坏瓷绝缘的外表，或者使有机绝缘材料炭化，以致失去绝缘性能。

假设电弧长时间不熄灭，不仅烧坏开关电器，而且造成系统事故，威胁电力系统平安运行。;3、电弧的形成

〔3〕电弧产生的物理过程

本质：电弧的产生和维持是触头间中性质点〔分子和原子〕被游离的结果。游离就是中性质点转化为带电质点。

起因：

〔1〕热电子发射热运动触头别离最初瞬间，阴极外表发射电子

〔2〕强电场发射电场力弧隙间最初产生电子的主要原因

电弧形成

〔1〕碰撞游离电场力带电粒子撞中性粒子电弧的形成

〔2〕热游离热运动中性粒子撞中性粒子维持电弧燃烧;〔4〕电弧稳定燃烧

电弧中发生游离的同时，还进行着使带电离子减少的复合和扩散的去游离过程。游离和去游离是电弧燃烧的2个相反过程，这2个过程的动平衡维持着电弧的稳定燃烧。

复合去游离正负粒子中和

降低电子速度措施：

--拉长电弧〔降低电场力〕；

--加快电弧的冷??〔降低热运动〕；

--加大气体介质的压力〔碰撞阻止电子运动〕

--气体介质吸附电子能力强〔增大电子质量〕

扩散去游离带电粒子从电弧内部逸出

浓度扩散；

温度扩散；

措施：用高速冷气吹弧;交流电弧的特点;4、交流电弧的熄灭条件及灭弧方法;4、交流电弧的熄灭条件及灭弧方法;(1)利用灭弧介质：介质特性决定去游离程度，传热能力、介电强度、热游温度和热容量。

空气 1

油〔氢〕 7.5

SF6 100

真空 15

(2)采用特殊金属材料作灭弧触头：铜钨和银钨合金

熔点高、导热系数和热容量大的金属，减少热电子发射。

(3)利用气体或油吹动电弧：扩散和冷却

空气：2.3MPaSF6:0.3~0.6MPa

纵吹、横吹、环吹

(4)采用多断口熄弧：在相等的触头行程下，拉长电弧

使各断口电压分布根本相等的措施：断路器加并联电容

(5)采用强有力的分闸机构，提高触头别离速度，拉长电弧;〔1〕断路器的种类和形式的选择

按灭弧介质和灭弧方式分为：多油、少油、压缩空气、SF6、真空

操动机构：断路器进行合闸、分闸操作，并保持在合闸状态，这些任务全靠操动机构完成。

包括：手动机构、电磁机构、气动机构、弹簧机构、液压机构

〔2〕额定电压选择UN≥UNS

〔3〕额定电流选择 IN≥Imax

;〔4〕开断电流选择〔INbr〕断路器灭弧能力的参数，指在额定电压下可能开断的最大电流，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量Ipt INbr≥Ipt

当INbr比系统短路电流大很多时，INbr≥I”

〔5〕短路关合电流〔INcl〕的选择

断路器合闸前，线路有短路故障，断路器在合闸过程中，动、静触头在未接触时，产生电弧，有短路电流流过，容易使触头熔焊和受到电动力破坏。断路器在接通后又跳闸，此时还要能够切除短路电流。为保证断路器在关合短路时的平安，其额定关合电流INcl不应小于短路电流最大冲击值ish，

INcl=ish

〔6〕热稳定校验

〔7〕动稳定校验;断路器的型号;〔1〕隔离开关的主要用途

隔离电压

倒闸操作

分合小电流：分、合避雷器、电压互感器和空载母线

分、合励磁电流不超过2A的空载