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跳闸时,其连锁触头QF1-2返回闭合,但由于在SB按下不返回时,时间继电器KT一直处于动作状态,其常开触点KT3-4一直闭合,其常闭触点KT1-2一直断开,因此合闸接触器KO不会通电,断路器QF也不可能再次合闸,从而达到“防跳”的目的。
低压断路器的连锁触头QF1-2用来保证电磁合闸线圈在QF合闸后不致再次误通电。
7.3 负荷开关、隔离开关及其操作机构的选择
负荷开关只有简单的灭弧装置,其灭弧能力有限,仅能熄灭切断负荷电流时发生的电弧,而不能熄灭切断短路电流时产生的电弧。在构造上除静触头带灭弧装置外,很像隔离开关,在断开后,也有可见的断开点,这是它的特点。负荷开关的灭弧系统由传动机构带动的压气装置及采用有机玻璃等固体产气材料制成的喷嘴所组成。
FN2-10型和FN3-10型负荷开关用作分负荷电路的控制设备,又具有隔离开关的作用。FN2-10R型和FN3-10型R是带熔断器的负荷开关,它可用熔断器来切断短路电流,故广泛应用于小容量的电路中。通过性能比较本次设计选用FN2-10R型负荷开关。
隔离开关没有特殊的灭弧装置,只有微弱的开弧灭弧能力,所以隔离开关严禁带负荷操作,否则将产生危及人身并毁坏设备的严重事故。隔离开关除断开或接通无负荷的电路外,还可以分合电压互感器和避雷器的回路,并允许分合某些小功率电路。选用隔离开关时,首先根据安装地点选择户内(GN)户外(GW),然后根据工作电压或工作电流选择额定值。本次设计选择GN6-10T/200型隔离开关。
7.4 电流互感器、电压互感器的选择
互感器是是电流互感器和电压互感器的统称。从基本结构和工作原理来说,互感器就是一种特殊变压器。
7.4.1 电流互感器
电流互感器(缩写为CT,文字符号为TA),是一种变换电流的互感器,其二次侧额定电流一般为5A。
电压互感器(缩写为PT,文字符号为TV),是一种变换电压的互感器,其二次侧额定电压一般为100V。
互感器的功能主要是:
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1.用来使仪表、继电器等二次设备与主回路绝缘。这既可避免主回路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备,又可防止仪表、继电器等二次设备的故障影响主回路,提高一、二次电路的安全性和可靠性,并有利于人身安全。
2.用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围。通过采用不同变流比的电流互感器,用一只5A量程的电流表就可以测量任意大的电流。同样,通过采用不同变压比的电压互感器,用一只100V量程的电压表就可以测量任意高的电压。而且由于采用互感器,可使二次仪表、继电器等设备的统一规格,有利于这些设备的批量生产。
电流互感器的类型很多。按其一次绕组的匝数分,有单匝式(包括母线式、芯柱式、套管式)和多匝式(包括线圈式、线环式、串级式)。按一次电压高低分,有高压和低压两大类。按用途分,有测量用和保护用两大类。按准确度等级分,测量用电流互感器有0.1、0.2、0.5、1、3、5等级。保护用电流互感器有5P和10P两级。
高压电流互感器多制成不同准确度级的两个铁心和两个绕组,分别接测量仪表和继电器,以满足测量和保护的不同要求。电气测量对电流互感器的准确度要求较高,并且要求在短路时仪表受的冲击小,因此测量用电流互感器的铁心在一次电流短路时应易于饱和,以限制二次电流的增长倍数。而继电保护用电流互感器的铁心则要求在一次电路短路时不应饱和,使二次电流能与一次短路电流成比地增长,以适应保护灵敏度的要求。
本次设计选用低压LMZJ1-0.5型(400~800A/5A)的电流互感器。它不含一次绕组,穿过其铁心的母线就是其一次绕组。它用于500V及以下的装置中。
7.4.2 电压互感器
电压互感器的结构特点是:其一次绕组匝数很多,而二次绕组较少,相当于降压变压器。工作时,一次绕组并联在 电路中,而二次绕组并联仪表、继电器的电压线圈。由于这些电压线圈的阻抗很大,所以电压互感器工作时二次绕组接近于空载状态。
电压互感器的一次电压U1与其二次电压U2的关系为:
N1U1?U2?KUU2 公式(7-1)
N2式中,N1、N2为一次和二次绕组匝数;Ku为电压互感器的变化比,一般表示为其额定一、二次电压比。
电压互感器应安装设地点的条件及一次电压、二次电压、准确度等级等条件
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进行选择。
电压互感器的准确度等级也与其二次负荷容量有关,满足的条件也是
S2N?S2,这里的S2为其二次侧所有仪表、继电器电压线圈所消耗的总视在功率,即:
S2?(?Pu)2???Qu? 公式(7-2)
2式中,?Pu???Sucos?u?和?Qu???Susin?u?分别为仪表、继电器电压线圈消耗的总有功功率和总无功功率。
本次设计选择JDZJ-10型电压互感器。该型电压互感器是应用广泛的单相三相绕组、环氧树脂浇注的。适用于小接地电流系统中作电压、电能测量及绝缘监视用。
7.5 导线和电缆的选择
7.5.1 架空线路导线的选择
1)电厂、工厂10KV及以下架空线路,遇下列情况可采用绝缘铝绞线(据GB50061—1997规定):a线路走廊狭窄,与建筑物之间的距离不能满足安全要求的地段;b高层建筑临近地段;c繁华街道或人口密集地区;d浏览区和绿化区;e空气严重污秽地段;f建筑施工现场。
2)电厂、工厂的低压架空线路宜采用铝芯绝缘线,主干线截面宜采用150mm2,一次建成;次干线宜采用120mm2,分支线采用50mm2。农村的低压架空线路可采用钢芯铝绞线或铝芯绝缘线。
3)架空线路导线的持续允许载流流量,应按周围空气温度进行校正。周围空气温度应采用当地10年或以上的最热月的每日最高温度的月平均值。 4)从发电厂二次侧出口到线路末端变压器一次侧入口的6~10KV架空线路电压损耗,不宜超过供电变压器二次侧额定电压的5%。
因此本次设计架空线路选择绝缘铝绞线150mm2,次干线宜采用120mm2。
7.5.2 母线的选择
实际工程应用10kV 及以下高压线路及低压动力线路,通常先按发热条件选择截面,再校验,其电压损耗和机械强度。对于一般建筑物的10kV线路距离短,电流不太大,按经济电流密度确定经济截面的意义并不大。
1.选择
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根据负荷计算电流:IC?1273.78?1364?2637.78A 折算到10kV
IJG0.4 ?IJ10得到高压侧电流:IC?0.04?2637.78?105.51A 根据变压器空载电流为0.8%,其有名值:
IJEG?SJBE3?10?10003?10?58.14A
空载电流;
IJGO?0.8%?58.14?46.51A
IJG?IJ?IJGO?105.51?46.51?152.02A
根据实际情况:Tmas?5000(h),电流经济密度2.0A/mm2 10kV侧:SJN?0.4kV侧:SJN?Iis152.02??76.02(mm2) Jh2Igz1364??682(mm2) JN2故选用 10kV侧:TMY-3?20?40
0.4kV侧:TMY-3?60?20
经过与短路电流的比较满足条件。
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第8章 继电保护设计
8.1 概述
GB50062—1992《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定:对电力变压器的下列故障及异常运行方式,应装设相应的保护设置:1)绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路;2)绕组的匝间短路;3)外部相间短路引起的过电流;4)中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压;5)过负荷;6)油面降低;7)变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。
对于高压侧为6~10KV的变压器来说,通常装设有带时限的过电流保护;如果过电流保护的动作时间大于0.5~0.7S时,还应装设电流速断保护。容量在800KV A以上的油浸式变压器需要有瓦斯保护。过负荷保护及瓦斯保护在变压器轻微故障时(通称“轻瓦斯” ),动作于信号,而其他保护包括瓦斯保护在变压器发生严重故障时(通称“重瓦斯”),一般均动作于跳闸。
8.2 变压器低压侧短路时换算到高压侧的穿越电流
1.Yyn0联结的变压器低压侧单相短路时在高压侧引起的穿越电流的换算关系分析
假设低压侧b相发生单相短路,其短路电流Ik?Ib。根据对称分量法,这一单相短路电流Ib可分解为正序分量Ib1?Ib量Ib0?Ib流分量的向量图。
低压侧的正序电流Ia1、Ib1、Ic1(互差120?)和负序电流Ia2、Ib2、Ic2(也互差120?)在三相三芯柱的变压器铁心中均能产生相应的三相磁通,因此均能在高压侧感生对应的正序电流Ia1、Ib1、Ic1(互差120?)和负序电流Ia2、Ib2、Ic2(也互差120?)。但是低压侧的零序电流Ia0、Ib0、Ic0(同相)产生磁通(同相)不可能在三相三芯柱的变压器铁心中交联闭合,因此变压器高压侧不可能感生对应的零序电流。由此可得,高压侧IA0=IA1+IA2,其量值IA?2IK3K(式中K为变压器电压比)。其它同理可得。
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负序分量Ib2?Ib3,
零序分3,
3。由此可绘出该变压器低压侧b相短路时低压和高压两侧各序电