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高壓開關(guān)柜的電氣設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-文庫吧資料

2025-07-03 18:18本頁面
  

【正文】 33~393550~6970~8990~99100101102103~131105133~149135150~169170~189190~199201202203~231205233~249235250~249270~289290~299301302303~331305333~349335350~369370~389390~399JYN210高壓開關(guān)柜二次回路主要有以下過程:ⅰ.合閘過程 預(yù)備合閘,綠燈閃亮,紅燈不亮。 為了便于二次回路運(yùn)行中的維護(hù)和檢修,在展開圖中,應(yīng)根據(jù)回路的不同用途進(jìn)行標(biāo)號(hào)。直流回路分直流操作回路與信號(hào)回路等。 展開圖的特點(diǎn)是將交流回路與直流回路劃分開。 在二次回路的原理電路圖中,各種電器的觸點(diǎn)均按它們的正常狀態(tài)表示。另一種繪制方式是將一個(gè)二次元件的各組成部分分別繪在其相應(yīng)的回路中,這種原理電路圖通常稱為展開式原理電路圖,簡稱展開圖。 原理電路圖(或稱原理結(jié)線圖)有兩種繪制方法。原理電路圖用于表示儀表、繼電器、控制開關(guān)、信號(hào)位置、開關(guān)電器的輔助觸點(diǎn)等二次元件和操作電源相互之間的電氣連接、動(dòng)作順序和工作原理。二次回路圖是用規(guī)定的圖形符號(hào)和標(biāo)號(hào)將該回路中的所有元件相互連接,按照動(dòng)作原理依次表示出來。第3章 高壓開關(guān)柜二次接線設(shè)計(jì) 真空斷路器柜二次電路設(shè)計(jì) 二次回路是各類開關(guān)設(shè)備的一個(gè)重要組成部分,對(duì)于成套電器更是如此。高壓開關(guān)柜根據(jù)其用途,應(yīng)配置相應(yīng)的過電壓保護(hù)裝置,用于防止雷電過電壓的高壓開關(guān)柜,可配閥式避雷器或氧化鋅避雷器(壓敏電阻避雷器);操作過電壓的防止,例如作為高壓電容器組投切、高壓電動(dòng)機(jī)和電弧爐的切合等用途的高壓開關(guān)柜,可選配RC過電壓吸收器、氧化鋅避雷器等。 在此選擇了LZZB系列的電流互感器。由于在不降低要求是情況下采用FC柜比使用高壓真空斷路器、SF6斷路器至少節(jié)約一次性投資30%以上,節(jié)約長期性投資更可觀,有明顯的經(jīng)濟(jì)效益,故在此選擇電壓等級(jí)為12kV的高壓真空接觸器用于FC回來開關(guān)柜中。特別是高壓真空接觸器,有具有不爆炸及檢修方便的特點(diǎn)。還有采用高性能永久磁鐵作鎖扣的,稱永磁保持。 高壓接觸器按絕緣介質(zhì)分,有空氣式、真空式和SF6式三種類型;、12kV三種;按布置方式分有上下布置和前后布置兩種結(jié)構(gòu)。 RN3戶內(nèi)熔斷器的技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定電壓(kV) 熔斷器額定電流 (A) 三相斷流容量(MV*A)熔體額定電流(A)重量(kg)RN3101050752002002,3,5,7,5,10,15,20,30,40,50 75100,150二.高壓接觸器的選擇 高壓接觸器是一種高壓控制電器,主要用于對(duì)高壓電動(dòng)機(jī)、變壓器、電容器等電氣設(shè)備進(jìn)行控制和頻繁操作。其中,RN2專用于保護(hù)電壓互感器。當(dāng)熔斷器熔斷時(shí),他同時(shí)作為可見指示器。撞擊器裝在熔體支架內(nèi)。 熔斷器是熔管有三種形式:(1)形式A,不帶指示器,不帶撞擊器:(2)形式B帶指示器;(3)形式C,帶撞擊器。其熔體材料為純銅或純銀,額定電流較小是用線狀熔體,額定電流較大的用帶狀熔體。 一次接線 該柜采用三相電流互感器,裝有RC過電壓吸收器和接地開關(guān)。 在FC柜中,由于高壓限流熔斷器的限流作用,預(yù)期電流為40kA的短路電流被限制在峰值40kA以下,而該電流的持續(xù)時(shí)間又不大于10ms,這樣,電纜的截面積減少很多。當(dāng)短路電流達(dá)到7kA時(shí),熔斷器的斷開時(shí)間將小于10ms。采用FC柜后,速斷保護(hù)由限流熔斷器完成,與使用斷路器配置繼電保護(hù)裝置相比,減少了中間時(shí)延。 由于高壓接觸器體積小,F(xiàn)C柜可設(shè)計(jì)成雙層結(jié)構(gòu),一面柜可容納兩臺(tái)真空接觸器,成本低,使用經(jīng)濟(jì),占地面積小。接觸器的普遍特點(diǎn)是:體積比較小,機(jī)械壽命和點(diǎn)壽命比較高。這樣,在FC柜中,各元件真正做到了物盡其用。高壓限流熔斷器獨(dú)特的開斷短路電流的能力,加上高壓接觸器適用于頻繁操作的特點(diǎn),使得FC回路開關(guān)柜在操作高壓電動(dòng)機(jī)的場合被廣泛應(yīng)用。它具有占地面積小、壽命長、能頻繁操作、維護(hù)量少、維修強(qiáng)度低、防火性能好、噪音低、環(huán)保性能好、內(nèi)部故障概率小(由高壓限流熔斷器的限流持性所決定)、使用經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。 在此選擇了RN3戶內(nèi)熔斷器。國內(nèi)生產(chǎn)的限流熔斷器有RNRN6,XRNT1/SBLAI、XRNTI/SFLAJ、XRNT2/FFLAJ、XRNTXRNTXRNM/WDF、XRNMI/WFF、XRNP、CEF1SKDAJ、SFLAJ等。當(dāng)熔斷器熔斷時(shí),它動(dòng)作,并承擔(dān)脫扣功能。熔體是支撐是一個(gè)橫截面為星型的繞線體,石英砂填充熔管和熔體之間的空腔。高壓熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、容易維護(hù)、使用方便的特點(diǎn)。表24 電壓互感器的技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)電壓級(jí)次(kV)額定電壓(V)額定容量(V*A)備注不接地單相電壓互感器。選擇了JDZ810型號(hào)的電壓互感器。型號(hào)額定電流比(A)級(jí)數(shù)組合二次負(fù)荷(歐)/10%倍數(shù)秒熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)級(jí)1級(jí)3級(jí)D、B級(jí)歐倍數(shù)LZZB6105200/51015B級(jí)B級(jí)150150kV*LZZB610200/510220LZZB610200300/51015151044二.電壓互感器的類型和選擇 壓互感器根據(jù)其接線方式可選相應(yīng)型號(hào)的產(chǎn)品。 計(jì)量柜一次接線圖 一次電器元件的選擇一.電流互感器的種類和選擇對(duì)于測量和保護(hù)用的電流互感器,型號(hào)較多,可選LA、LZZB、AS12系列等。(22)電能計(jì)量柜應(yīng)做出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。(20)柜式結(jié)構(gòu)的電能計(jì)量柜頂部應(yīng)設(shè)置吊裝用掛環(huán)。(18)殼體和機(jī)械組件應(yīng)具 足夠的機(jī)械強(qiáng)度,在儲(chǔ)運(yùn)、安裝、操作、檢修時(shí)不應(yīng)發(fā)生有害的變形。2)電能表與電能表之間的水平間距不應(yīng)小于80 mm.。(16)可移動(dòng)部件與固定部分間的連接導(dǎo)線中間不應(yīng)有接頭;經(jīng)常需要拆卸部件的連接導(dǎo)線,其長度有適當(dāng)裕度。(14)電能計(jì)量柜內(nèi)應(yīng)設(shè)置觀察和檢修用的照明燈具。(12)電能計(jì)量柜的門上應(yīng)裝設(shè)機(jī)械型子彈門鎖和備有可鉛封的設(shè)施。(10)信號(hào)燈和按鈕的顏色應(yīng)采用:合閘為紅色,分閘為綠色。(8)整體式電能計(jì)量柜應(yīng)裝設(shè)防止誤操作的安全聯(lián)鎖裝置。(7)二次導(dǎo)線不應(yīng)有中間接頭。5)計(jì)量電路不應(yīng)作為輔助單元的供電電源。3)整體式電能計(jì)量柜計(jì)量互感器的二次側(cè)不應(yīng)裝設(shè)熔斷器(自動(dòng)開關(guān))和串接隔離開關(guān)的輔助觸頭;計(jì)量互感器柜的出線側(cè)可以裝設(shè)快速熔斷器(自動(dòng)開關(guān)),但不應(yīng)串接隔離開關(guān)的輔助觸頭。2)二次負(fù)載不應(yīng)超過額定輸出。(6)計(jì)量電壓互感器電路:1)電能表及其他設(shè)備。且不應(yīng)低于額定輸出的25%。應(yīng)分別接于各自的專用二次繞組。(4)電能計(jì)量柜應(yīng)落地固定安裝,電能計(jì)量箱可以采用掛墻式安裝。分離安裝的計(jì)量儀表柜,宜采用定型的柜作外殼。 (2)分體式電能計(jì)量柜,由單個(gè)柜或幾個(gè)柜組合而成。 電能計(jì)量柜的基本技術(shù)要求 (1)整體式電能計(jì)量柜,可由單個(gè)柜或幾個(gè)柜并列組合而成。(5) 綜合誤差:根據(jù)電能計(jì)量裝置類別確定,有177。(2) 額定頻率為50Hz。它裝有三個(gè)儀表:有功電度表、無功電度表和一個(gè)電壓表,并有一個(gè)電力定量器(DSK)。對(duì)于單跨距母線其固有振蕩頻率可按下式計(jì)算f=35/L2(E JP/ M0) () 式中 L:支持絕緣子跨距(m) E: 導(dǎo)體的彈性模數(shù),對(duì)于銅導(dǎo)體E=1011Pa JP: 垂直于彎曲方向軸的慣性矩(m4) M0: 導(dǎo)體單位長度質(zhì)量(kg/m) 已知M0=304106103= kg/m L=1 m JP=b3h/12=30341012 /12=108 m4f=35/L2(1011108/) =1080HZ母線其固有振蕩頻率大于電動(dòng)力的頻率(100HZ),故不會(huì)引起機(jī)械共振。如果電動(dòng)力的頻率與導(dǎo)體系統(tǒng)的固有振蕩頻率相等,導(dǎo)體就會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象,這將對(duì)導(dǎo)體系統(tǒng)產(chǎn)生很大的破壞力。動(dòng)穩(wěn)定電流為25kA(峰值)三相母線平行排列,母線間距離 S=250mm,母線長度 L=1000mm計(jì)算回路系數(shù)KcKc=2L/s[(1+(s/l)2))] () =2000/250[(1+(250/1000) 2)]=確定截面積系數(shù)λa=250mm b=30mm h=4mm b/h= (ab)/(b+h)=(25030)/(30+4)= ()查電器學(xué)第13頁圖1-12得λ=1計(jì)算中間B相導(dǎo)體所受最大電動(dòng)力FBMFBM=107 () =1(25103) 2107=計(jì)算B相導(dǎo)體所受內(nèi)應(yīng)力B相導(dǎo)體兩端固定,所受電動(dòng)力為分布載荷,雖是不均勻分布載荷,但對(duì)導(dǎo)體中點(diǎn)是對(duì)稱的,其彎矩最大點(diǎn),仍為導(dǎo)體中點(diǎn),故可按均勻分布載荷計(jì)算導(dǎo)體所受到電動(dòng)力作用時(shí)的最大彎矩Mmax= q= FBM/l 當(dāng)FBM= l=1m 時(shí) q= Mmax=12=彎曲應(yīng)力 σ= Mmax/W W: 母線抗彎截模量母線的排布是在一個(gè)平面內(nèi)平行排列,電動(dòng)力與寬邊b平行,W可按下式計(jì)算:W=b2h/6=3021064103/6=106m3 ()σ=106=106Pa銅母線的屈服強(qiáng)度銅母線屈服強(qiáng)度為σS=195106 Pa,一般機(jī)械的屈服安全系數(shù)ns=~2,若取ns=2則銅母線的許用應(yīng)力[σ]計(jì)算如下:[σ]= σS/ns=195106/2=106 Pa ()σmax[σ]銅母線在最大電動(dòng)力作用下,其內(nèi)應(yīng)力小于許應(yīng)力,故機(jī)械強(qiáng)度合格。將JYN2-10母線有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式中 Tw = IN2 R /KTSb= ()按GB736-74交流高壓電器在長期工作制的最大允許發(fā)熱溫度銅母線在環(huán)境溫度為40度的空氣中允許溫升為70K,此母線溫升合格.五.檢驗(yàn)?zāi)妇€的熱穩(wěn)定性 通過短路電流時(shí),母線的溫度(θk?。┛砂聪率接?jì)算式中  α0?。簻囟葹?度時(shí)母線材料的電阻溫度系數(shù)    θ0?。喊l(fā)生短路前母線的溫度    ρ0?。簻囟葹?度時(shí),母線材料的電阻溫度系數(shù)    tk?。憾搪冯娏鞒掷m(xù)時(shí)間    jk?。憾搪冯娏髅芏取   ?。耗妇€材料的比熱    r?。耗妇€材料的密度JYN210母線的4S熱穩(wěn)定電流為10kAα0=1/235θ0=+40= ρ0=108tk=4sjk=10103/250106=4107A/mm2r=103Kg/m3 將以上數(shù)據(jù)代入上式中 θk=按國標(biāo)1984-80的規(guī)定銅母線短路時(shí)通過短路電流時(shí),極限允許溫度為300度,故此母線的熱穩(wěn)定性合格。 首先,按母線的額定電流及長期工作制備下的電流密度決定母線面積,再按銅母線標(biāo)準(zhǔn)選
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