《DL／T 5164-2002 水力发电厂厂用电设计规程.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DL／T 5164-2002 水力发电厂厂用电设计规程.pdf（82页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、水力发电厂厂用电设计规程 !“# $ %单机自用电变压器()* +,-.)/, *-4(+81-:,- 81- +)(96, ()* 专供一台机组自用电的变压器， 即一台机组由一台单机自用电变压器供 电， 它可以接至机端或高压厂用母线， 此变压器称为单机自用电变压器。 %“#“)+*-)?*)1( ?14- 与厂用变压器低压侧直接连接的一组低压配电屏， 有接受厂用变压器供 电并将其分配给各个负荷点的功能， 此配电屏称为主配电屏。 !$ ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
2、! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !“#“$分配电屏%失压自起动%327 %+/,+ ( 电源相对独立。 =当一个电源故障时， 另一电源应能自动或远方操作切换投入。 ?“6“;厂用电电源首先应考虑从发电机电压母线或单元分支线上引接， !$; ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 由本厂机组供电。当单元接线上装设断路器或隔离开关时， 厂用电电源宜在 主变压器低压侧引接； 对抽水蓄能电厂当发电机电压母线上装有倒相开关时， 则
3、应从倒相开关与主变压器低压侧之间引接。 !“#“$当厂用电需要外来电源 （非本厂发电机组供电的电源） 时， 其取得 方式一般如下： #通过主变压器倒送厂用电。 %取自高压联络自耦变压器的第三绕组。 $取自与系统连接的地区电网、 近区或保留的施工变电所、 地方小水电 或地理位置相近的水电厂之间的联络线等电源。 ） 式中： !6 厂用电系统网损率， 取 $#-2； ! 7% 全厂公用电负荷率， 取 -#0) 3 -#0;， 厂用电负荷中电热负荷较大 -$. # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # #
4、 # # # # # # # # # # # # # # # 时取大值， 反之取小值； ! !“ 全厂公用电同时率， 取 #$%， 并宜满足 %5， 5-;#0$#9； 当厂用电母线仅接有电动机时， 可按 %5， 5-; #0$0#。厂用电母线电压的算式如下 %5( ! （/$0） ( ! =， 对经主 变压器由系统倒送的厂用变压器以及接到地区电网的厂用变压 器， 电源电压的最高与最低值应根据具体情况确定； %* 电源电压， 34； %+, 变压器高压侧额定电压， 34； %-, 变压器低压侧额定电压， 标么值； %-, 变压器低压侧额定电压， 34； %0 变压器低压侧母线基准电压， 34；
5、 ( 分接位置， 为整数， 负分接时为负值； !% 级电压， 。 分接开关的参数宜符合下列要求： -#; ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !为适应电源电压的正常波动， 分接开关的调压范围应取 !“# （从正分 接到负分接） 。 $分接开关的级电压采用 $%*#! ） （0(2） 式中： $! 电动机启动时端电压标么值； “ 7! 电动机的启动电流， +； %, 、 , 导线单位长度的电阻、 电抗， 3!? 3； ,2 # #
6、 # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # ! 导线长度， !； “#$!% 电动机启动时的功率因数， 鼠笼式取 ( （45? # 7% 式中： “5 启动时变压器的电压降， .； $,58 变压器额定容量， -.1； “8 变压器的阻抗电压； “,58 变压器低压侧额定电压， 取 5 电动机启动前， 变压器的负荷电流， 1， 如图 42 中负荷电流 #2 与 # 8之和， 当不易确定时， 按严重情况取 #=56 #,58A! 2 “#()“
7、#1)“#- #0“ 5 1#（8$?） #“2 #0(- 6 （ “#()“#1)“#-） #0“ （8$%） 式中： “#“ 启动时电动机端电压降的百分数； #“ 启动时电动机端电压与额定电压之比值； #0“ 电动机的额定电压， 取 3%#。 9上述计算中， 均未考虑启动电流因电压降低而减少的因素， 因而， 所求 得的电动机端电压是偏低的。如计算结果不能满足电动机启动力矩的要求 时， 应考虑这一影响， 用试探法进行上述计算。 如果已知电动机需要的端电压 #A“， 可首先考虑电压降低对启动电流的 影响， 按 ! !“ 2 #A“?“0: ; ! *（3)%） 式中： #5 短路电流周期分量的
8、起始有效值， “$； #56 厂用电电源短路电流周期分量的起始有效值， “$； #5( 电动机反馈电流周期分量的起始有效值， “$； .!* # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # ! 基准电流， “#， 当取基准容量 “!$ %； $? 厂用电电源至短路点间线路电抗标么值。 *%*7 短路冲击电流 ;A$ ;A3B C;AD ! $ 7 （ %;A3!E3B %;AD!ED）（*F） 式中： ;A 短路冲击电流， “#； ;A3
9、厂用电电源的短路冲击电流， “#； -%+ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ !“# 电动机的反馈冲击电流， $%； “!“#， 一般可取 ;#1 ,(, #% ? !# （:615） #)6(A9B 15+=（:611） 式中： #) 三相短路电流周期分量的起始有效值， !“； #)$ 厂用电电源 （厂用电变压器） 供给的短路电流周期分量起始有效 值， !“； #) 7. ( 一般启闭机电动机选择规范中要求， 电动机容量和机
10、械需要容量误差不 大于 (2， 故也可按 !“ “#“ 见 :#%#% 说明。 :#%#7各种降压启动方式的选用次序， 在满足机械所需的启动力矩及配 电母线允许电压降要求的前提下， 按设备少、 接线简单可靠、 启动性能好、 价格 低、 电能损耗小等因素综合比较确定。 降压启动各种方式的特点见表 ;。 目前水电厂中广泛选用的为前 ; 种方式， 软启动器启动虽其启动性能良 好， 但价格昂贵， 采用较少， 一般在重要且频繁启动的大容量低压电动机上采 用， 如用作压油装置油泵电动机和渗漏排水泵电动机的启动器。 :#%#(绕线式电动机是不允许直接启动的， 采用转子接频敏变阻器启动 方式， 接线简单， 启
11、动设备少， 随着启动过程能自动切除变阻器， 力矩变化平 (7; $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 稳， 宜优先考虑采用。 !“#“$见附录 %。 表 ! ! ! A 5 #1， 短路冲击电流 “=A!$ $=A#A为 $“$1#A。 上述表明， 水电厂厂用电系统的短路电流直流分量百分数不会大于交流 分量峰值的 $+,， 其值也即为仅以交流分量有效值表征的断路器所允许， 短 路冲击电流也基本满足断路器允许的短路关合电流为额定短路
12、开断电流的 $“- 倍。为使水电厂厂用电系统短路电流计算简化， 因此， 在短路电流计算 中， 可不计算短路电流的直流分量 （非周期分量） 和短路冲击电流。 !“#“2一般设计原则。 !“#“(高压厂用电系统短电流计算时， 对同时运行的高压电动机总容量 4(2 “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 不大于 !“#$% 可不计电动机的反馈电流， 这是大量分析计算的结果。主要 是考虑到目前所选断路器开断电流一般均有一定裕度， 国内目前最
13、大的水电 厂 （三峡） 也还有 “&以上的裕度。在分析计算中， 按电动机反馈电流在断路 器开断时小于断路器额定开断电流的 “&以下， 认为即可忽略。 (!(“在短路电流计算中， 当电源容量无限大或者以电源容量为基准的 计算电抗标么值不小于 ) 时， 可以认为短路电流钓周期分量在整个短路过程 中不衰减。 水电厂厂用电负荷一般占水电厂装机容量的 #(*& + !(“&， 高压厂用电 变压器容量一般在 ,#$-. + !“#$-. 之间， 变压器的阻抗电压为 “(“& + /&， 满足计算电抗标么值不小于 )， 或者电源容量只要为 !#0-. + 1“#0-. 就可视为无穷大容量。 从国内已投入运行
14、水电厂的调查资料表明， 厂用电采用二级电压供电的 水电厂， 电源容量均在此数值以上， 故水电厂高压厂用电变压器高压侧的系统 阻抗可以忽略， 按无穷大电源计算。水电厂高压厂用电变压器高压侧按无穷 大电源计算， 得出的短路电流数值并不大， 如使用 23 4 !, 型断路器尚有较大 的裕度， 而且可使计算简化。 从地区电网取用厂用电电源时， 地区电网容量一般较小， 系统阻抗往往占 有一定比例， 宜根据具体情况适当计及。 (!(/见附录 5。 (,低压厂用电系统短路电流计算 (,(!本条指出了低压厂用电系统短路电流计算的一般原则。 !短路电流计算中规定， 如回路总电阻 !大于 ! ) “!时， 电阻对
15、短路电 流有较大的作用， 则必须计及 !。而低压网络中 !大于 ! ) “!， 所以应计及 电阻。 ,采用一级电压供电的低压厂用电变压器 （包括接至机端的机组自用电 变压器等） ， 由于该厂用电变压器容量远小于其高压侧电源容量， 故其高压侧 可按无穷大电源考虑。对二级电压供电的低压厂用电变压器， 高压厂用电变 压器容量一般在 ,#$-. + !“#$-. 之间， 厂用电高压母线相应的短路容 量在 )()0-. + ,“#(#0-. 之间， 如按无穷大电源容量计， 则将会引起较大 *) “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “
16、 “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 误差， 故一般应计及高压侧阻抗， 对接至地区网络电源的低压厂用电变压器要 具体分析， 总之， 当高压侧电源容量大于低压厂用电变压器容量 !“ 倍以上时， 可不计高压侧阻抗。实际上由于近年来低压电器的发展， 如已选用了分断电 流较大的低压电器， 按厂用电变压器高压侧电源容量无穷大所得短路电流选 择低压电器并无困难， 也可不计高压侧阻抗， 以简化计算。 #低压回路的断路器动作时间大多在 “$“!% 以内， 熔断器在短路电流为 额定电流的 &“ 倍以上时， 其熔断时间也小于 “$“!%， 而低压异步电动机的
17、反馈 电流在此时间内衰减较少， 故在计算主配电屏母线或线路出口短路时必须计 及异步电动机的反馈电流。由于 !“( 以下电动机不仅容量小， 且布置分散、 支线长， 提供的短路反馈电流衰减较快， 数值影响小， 故可不计及。 对于重要的分配电屏， 用电负荷重要， 电动机集中， 容量也大， 一旦故障往 往会威胁机组正常运行， 故此类屏应同主配电屏同样考虑。 在主配电屏以外短路时， 短路点支路为电动机短路反馈电流和厂用电电 源短路电流的共同路径， 使主配电屏母线呈现较大残压， 大大削弱了异步电动 机的短路反馈电流。另外， 由于短路反馈电流回路时间常数变小， 衰减变快， 且由于分支回路设备故障对主配电屏及
18、其他回路影响小， 故为简化计算， 可不 计异步电动机短路反馈电流。 )#*“+ 母线在满载时， 母线电压不允许低于 #*“+， 而在空载或轻载时 约为 )“+； 也因计算三相短路电流是用来校验低压电器的断流能力， 故应按 )“+ 计。单相短路电流主要用来校验短路保护设备的灵敏度， 按相电压的低 值 !“+ 计算对灵敏度的校验较安全。 ,在导体截面选择时， 由于计算电流是按最大负荷电流确定， 而实际运 行不可能经常运行在最大负荷， 根据计算电流选的截面积往往是向上靠， 环境 温度也不可能运行在最高温度等原因， 致使导体温度常常未能达到允许的额 定温升。考虑导体运行温度有可能比额定温度低 !,-
19、. #“-， 则导体电阻值 的下降为 &“/ . &!/。在短路电流计算中， 由于忽略了一些低压电器设备与 导体接头等的接触电阻， 因而也抵消了导体电阻的减少。另外， 在短路过程 中， 导体流过短路电流， 而且是几十倍的导体额定电流， 导体温度升高， 随着短 路电流切除时间长短， 导体的温度也有高低， 甚至超过导体的正常运行温度。 这种变化的计算也甚为复杂。为简化短路电流计算， 导体均按额定温升取电 0)# ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
20、! ! ! ! 阻值。忽略导体运行温升低于额定值所引起的电阻值的减少， 估计误差甚微。 !“#“#厂用电变压器容量在 $%&() 及以下时， 按高压侧无限大电源供 鱼， $%&() 普通变压器 （ !*+ , -+） 低压侧三相短路电流最大为 %“-)， 高 阻抗变压器 （ !*+ , &“&+） 低压侧短路电流将为 !“#)。由于 $%&() 及以 下的变压器容量小， 所连接的电动机容量相对小， 电动机反馈电流不大， 衰减 也快。如 $%&() 变压器， 从严考虑当连接的电动机容量 （.） 为变压器容量 （()） 的 /0+， 电动机反馈电流约为 %“1)， 占三相短路电流的 %&+左右，
21、实 际更小些。按不计电动机反馈电流选择低压电器设备， 对如此小容量变压器 来讲均具有一定的裕度。目前国产低压配电屏的短路容量不小于 %&)， 对 $%&() 及以下的变压器， 即使计及电动机反馈电流， 也不会超过此数值， 而 -00() 及以上变压器， 就有可能超过 %&)。为了简化计算， 对 $%&() 及以 下变压器， 短路电流计算时可不计电动机反馈电流。 !“#“$根据分析计算， 当由容量为 -00() 及以下的低压厂用电变压器 供电时， 选用的断路器额定开断电流尚有较大裕度， 为简化计， 故可不计算主 配电屏的短路电流非周期分量； 对由 &00() 及以上低压厂用电变压器供电 时， 则
22、应计算主配电屏的短路电流非周期分量。由于电缆的电阻大于电抗， 随 着电缆长度的增加， 电阻和电抗的比值在短路电流计算阻抗中占的比例越大， 电阻的比值增加， 使短路电流非周期分量衰减愈快； 经计算当通过 %&2 电力 电缆以后， 短路点的短路衰减常数均可满足断路器的要求， 而分配电屏和主配 电屏之间的距离一般大于 %&2， 因此， 分配电屏短路时， 可以不计算短路电流 非周期分量。 !“#“-见附录 3。 4高、 低压厂用电系统电器设备和导体选择 4“%高压厂用电系统电器设备和导体选择 4“%“%本条明确了本规范的适用范围和与其他规范、 规程的关系。 4“%“#交流高压断路器的开断电流是以短路电
23、流周期分量的有效值和 非周期分量的百分数来表示。开断电流中非周期分量百分数不应大于断路器 交流分量幅值的 #0+。 0&$ ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 为了确定高压厂用电系统中非周期分量百分数是否大于交流分量幅值的 !“#， 计算了厂用电分支装有厂用电变压器和厂用电分支除装有厂用电变压 器外还装有电抗器两种情况， 计算结果见表 $。 表 $ 厂用电分支装有厂用电变压器 或电抗器后的时间常数 厂用电变压器容 量 （%&）
24、!“!(“)*(“$“(“+)“*(“ 仅装有厂用电变 压器的时间常数 !,（-） “.“*/$“.“*00“.“!“!“.“!*/“.“!)+“.“!+/“.“$ 装有厂用变压器 和电抗器的时间 常数 !1,（-） “.“!“.“!)“.“!(+“.“!2“.“)*(“.“)+ 目前国内快速断路器的固有分闸时间和主保护装置动作时间之和即计算 时间为 “.“0- 3 “.“2-。对应此时间短路电流非周期分量相对值见表 (。 表 ( 短路电流非周期分量相对值 !,或 !1, “456 78 # !, # 6 “.“/# 6 “.“0# 6 “.“2 “.“!“.“)“.“*0“.“* “.“!)
25、+“.“(*(“.“)/“.“! “.“!(+“.“($2“.“$)2“.“!2/ “.“!+/“.“/$/“.“(“.“)$ “.“!2“.“02(“.“+)$“.“$2 “.“)*(“.“*“0$“.“/02“.“(/$ “.“)+“.*$)“.*“0$“.“0!* “.“$“.*/)0“.*)(“.*“($ 从表 ( 可见任何情况下非周期分量均小于断路器交流分量幅值的 !“#， 即使计算时间为 “.“/-， 也不超过 !“#。所以在高、 压厂用电系统的短路电流 *() ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
26、! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 计算中， 从发电机端取厂用电电源， 即使在可能最大的时间常数最短的计算时 间 （!“!#$） 情况下， 还是可不计短路电流的非周期分量。对于从地区网络取厂 用电电源， 一般均通过架空或电缆线路， 回路的时间常数要比发电机端取厂用 电源要小得多； 对从升高电压侧取厂用电电源， 由于厂用电变压器容量小， 即 使计及电抗器， 回路的时间常数也比从发电机端取厂用电电源要小； 所以均可 不计非周期分量。 %“&“水电厂需要的高压厂用电电源容量较小， 其负荷率亦甚低， 最大 负荷运行小时数为 (!) 左右， 导体中的电能损
27、耗很小； 不少情况下所选用的 高压电缆截面控制因素是其制造上的最小截面， 没有必要为了减少电能损耗 而加大导体截面， 所以高压厂用电系统的导体截面可不按经济电流密度进行 选择。 %“&“*在同样条件下， 铜与铜导体 （如电缆与设备端子） 比铝与铜导体连 接的接触电阻小得多， 且连接的可靠性也高， 所以在导体连接的可靠性与安全 性上铜芯电缆要高于铝芯电缆， 考虑高压厂用电系统电源回路的重要性， 故应 采用铜芯电缆。 %“(低压厂用电系统电器设备和导体选择的一般原则 %“(“&一般设计原则。 %“(“(根据目前制造标准， 熔断器及低压断路器不论其动作快慢， 均按 短路电流周期分量有效值来考核开断能
28、力。当动作时间小于 !“!($， 短路的起 始时间又发生在最严重的时刻， 保护电器切断的是第一周期短路全电流， 但由 于该电流和短路电流周期分量及短路时的功率因数有一定的比例关系， 产品 标准中已计及一般情况下， 短路时功率因数不会小于产品的规定值 （例外情况 见 %“* 说明） ， 当计算的短路电流周期分量有效值小于保护电器的开断能力 时， 即可认为合格。 %“(“因限流熔断器或额定电流为 +!, 以下的熔断器在大短路电流下 的限流性能很明显， 受其保护的电器和导体均能满足动、 热稳定的要求。 根据有关的试验验证资料， 当熔体的额定电流不大于电缆允许载流量的 倍， 而且在被保护线路末端发生单
29、相接地短路， 短路电流值不小于熔断器熔 体额定电流的 * 倍时， 试验测得的塑料电缆与油纸绝缘电缆线芯温度分别不 超过 &+!- 和 (.!/， 在电缆短时经受该温度后， 经测定电缆绝缘和导体的电 (. ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 气性能和物理性能均无明显变化， 可继续使用。 对已满足额定短路分断能力的断路器， 可不校验其动热稳定。因为低压 断路器一般都没有动稳定数据， 其固有分断时间都很短， 分断电流峰值与动稳 定电流
30、值是一致的， 所以只要断路器的分断能力满足要求， 必然也满足了动稳 定要求。对于热稳定要求也是一样， 只要使用断路器本身的瞬时及延时过电 流脱扣器， 满足了分断能力要求， 也就自然满足了热稳定要求。如用继电器延 时动作， 而动作时间又超过了断路器本身脱扣器的短延时时间， 则断路器的热 稳定应征求制造厂的意见。 接触器或磁力启动器放在单独操作箱或保护外壳内时， 即使不满足短路 时动热稳定的要求， 也不影响其他设备， 故可不校验动热稳定。 限流式低压断路器的动作时间较熔断器为快， 如 !“# $ %& 的固有分闸 时间为 (%&)， 而 *+, 熔断器的 -. 熔体， 在 %/. 和 %-/. 短
31、路电流下的 熔断时间分别为 (%0) 和 (1) 因此限流式低压断路器保护的电器和导体 也无需校验热稳定。另外， 由于限流式低压断路器的断开时间小于 (%)， 所 保护的电器和导体将不承受短路电流冲击值， 因此可按限流后最大短路电流 值校验其动稳定。 2(-(3见 0(-(% 和 0(-(- 说明。 2(-(&一般配电屏上的低压母线很短， 可不校验电压降。有的水电厂厂 用电设计中采用密集型插接式母线槽代替电缆， 其长度较长， 在这种情况下， 应进行母线电压降校核。 水电厂约有 &4 5 64的厂用电设备是不经常运行的， 只有少数设备处 于经常运行状态， 且其中大部分设备的运行方式是间歇性的，
32、厂用电负荷的同 时率和负载率很低， 故可不按经济电流密度选择母线和电缆截面。 2(-(1一般设计原则。 2(-(6校验电压损失值系一般设计原则。本条结合水电厂实际情况提 出一些经验数据。对个别距离远且非!类负荷电动机正常运行时允许的电压 损失可考虑不大于 04。 2(-(0根据主配电屏及重要分配电屏在水电厂中的重要性提出了应选 用性能先进、 质量可靠的产品， 推荐采用国内知名厂商的产品， 以保证安全、 可 靠地运行。对 “无人值班”（少人值守） 的水电厂， 低压主配电屏的进线和母联 7&7 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
33、! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 断路器可考虑采用智能型， 有通信接口， 以便与计算机监控系统连接。 !“#低压电器设备和导体选择 !“#“$一般设计原则。 !“#“%系一般设计原则。 !“#“#水电厂厂用电设计中， 一般均在磁力启动器或接触器中配置热继 电器作为电动机的过负荷保护， 可谓设计惯例。虽然有些厂用电机械设备过 负荷的可能性很小， 但考虑其他原因 （如欠压运行等） 亦可能引起电动机过负 荷， 而且过负荷保护有利于防止两相运行或其他轻故障。另外也考虑到装设 热继电器增加投资不多， 因此在本规范中仍推荐装设。 上海电器科
34、学研究所曾对 ! 台 & 级绝缘 ()* 以下鼠笼型电动机进行了 过负荷试验， 证明双金属片热继电器的技术条件与电动机允许过负荷特性基 本配合。电动机用低压断路器的长延时脱扣器的技术条件也是按上述试验结 果制定的。因此按电动机额定电流选择热继电器和低压断路器的长延时脱扣 器是合理的。 在电动机故障中， 由于两相运行而烧坏的比例较大。为有效地防止两相 运行， 故提出装设带断相保护的热继电器。 绕组为三角形接线的电动机正常运行时， 线电流为相电流的!#倍。断相 运行时， 若电动机轴上所带负荷不变， 线和相电流均增大， 增加大小随着电动 机所带负荷的大小而不同， 负载越重， 增加越多。如电动机负载为
35、 (+,， 最严 重一相绕组的电流增加到额定相电流的 $“% - $“# 倍， 而线电流仅增加到额定 值。 这样， 反应线电流变化的普通热继电器不能反应这种变化。因此规定只 有定子绕组为星形接线的电动机装设的热继电器可不为带断相保护的热继电 器。 另外， 根据某些资料统计， 在发生两相运行故障的 $+$ 台小型电动机中， 由于熔断器一相熔断或不良的占 (,； 由于隔离开关或接触器一相接触不良 的占 $,； 由于电动机定子绕组或引出线端子松开的占 $.,。因此规定只有 用低压断路器保护电动机时， 才可不装防止两相运行的保护装置。 !“#“.本条系对断路器及熔断器额定短路开断能力校验的具体规定。
36、在考虑低压断路器的开断能力时， 应注意低压断路器的延时开断能力要 .(# “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 比瞬时开断能力低。如 !“#$ % &( 在 )(* 时的瞬时开断能力为 (+,， 而 短延时下的开断能力仅 #-.&+,。对断开时间超过延时时间的开断能力， 制造 厂还未提供数据。当利用低压断路器本身的短延时脱扣器作短路保护时， 可 按制造厂给出的断路器短延时下开断能力进行校验。如需另设继电器延时跳 闸， 而延时时间又
37、超过短延时脱扣器的延时时间， 则断路器的开断能力需征求 制造厂意见。 有些断路器在不同的电源进线方式时， 其开断能力是不同的。如 !“#&、 !“#$ 型额定电流为 （-( / &(） , 的断路器， 厂家规定断路器的短路开断能 力， 系指电源为上进线时的数值。当电源为下进线时， 开断能力将降低。其原 因是电源下进线时， 在动触头断开， 开断短路电流的过程中， 电弧、 金属蒸气及 游离气体不能有效地进入灭弧室而向四周喷射， 使断路器内部绝缘迅速下降， 而动触头及与其相连的导电部件， 仍处于电源全电压作用下， 致使断路器内部 可能发生单相或相间短路， 引起主触头烧毁。因此应考虑电源为下进线时对
38、断路器开断能力的影响， 但目前各制造厂尚提不出确切的数据。对有些断路 器、 制造厂也明确提出不受进线方式的影响， 如从国外引进的 ,0 （!“1#2） 、 34 （!“#5） 和我国自行设计制造的 !“2$、 !“#$ （#(, / 2(,） 等。 低压异步电动机短路反馈电流衰减很快， 经计算， (.(#6 时周期分量幅值 衰减至起始值的 557， (.(6 时衰减至起始值的 257， (.()6 时衰减至起始值 的 #.$7； 而非周期分量衰减更快， 至 (.()6 时已衰减至起始值的 (.(57。 实际在水电厂中低压电动机均接有较长的电缆段， 计及电缆影响， 经分析计 算， 对于动作时间大
39、于 2 个周波的断路器， 电动机的反馈电流已衰减到 7以 下， 所以在校验断路器的额定短路开断能力时， 对动作时间大于 2 个周波的断 路器， 可不计异步电动机的反馈电流。 断路器和熔断器的额定短路开断能力是在一定的功率因数下试验通过 的， 当安装地点的短路功率因数值低于此数值时， 断路器和熔断器的短路开断 能力将受到影响。因为功率因数较低， 电感量越大， 在电器分断短路过程中， 通过电弧释放出来的电感能量越大； 另外， 功率因数越低， 电流过零瞬间加在 触头两端的工频电压愈接近最大值， 恢复电压愈大； 功率因数愈低， 非周期分 量时间常数越大， 短路电流非周期分量衰减越慢， 这三点都使短路电
40、弧难以熄 灭， 但目前制造厂尚提不出短路功率因数低于额定值影响开断能力的确切数 $ ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 据， 故只好在选择断路器或熔断器时， 将其开断能力留有适当裕度。根据分 析， 短路点的功率因数最小值发生在厂用电变压器出口短路， 因经过电缆段 后， 电阻值增加， 功率因数提高。因此， 从最严重情况出发， 考虑低压厂用电变 压器前接有高压厂用电变压器或电抗器， 然后验算在各种厂用电变压器出口 短路时短路保护电器
41、的额定短路功率因数能否满足要求。当厂用电变压器采 用普通配电变压器时， 低压断路器与熔断器的额定功率因数均满足要求。当 厂用电变压器采用高阻抗厂用电变压器时， 低压断路器与熔断器的额定功率 因数是否满足要求尚需具体验算。 !“#“$当断路器装设在封闭的柜 （抽屉柜） 内时， 因散热条件差， 额定电 流将降低。但大多厂家未提供降容的具体数值， 建议设计选用时暂按降容系 数为 %“& 考虑。 !“#“水电厂中正常运行为自动控制， 但不要求失压后自启动的电动机 可装设失压脱扣装置， 在失压脱扣装置动作后， 厂用电电压恢复也不自动启 动， 以保证必须自启动的电动机有足够的启动电压。此失压脱扣装置仅要求
42、 瞬时动作即可。由于在水电厂自启动电动机容量往往不是选择厂用电变压器 的控制条件， 因此按负荷重要性可不要求自启动的电动机， 如自启动容量允许 也可不必装设失压脱扣装置， 以简化保护。 !“#“(对大容量、 重要负荷回路采用铜芯既可减少电缆根数及其电缆头 数量， 且其连接的接触面亦较铝芯可靠； 而采用交联聚乙烯绝缘电缆由于其缆 芯允许温升高、 载流大 （与聚氯乙烯绝缘电缆相比可减少电缆根数或截面） 、 老 化慢、 寿命长、 电气性能好等优点， 有利于电缆安全、 可靠运行， 宜推荐采用。 可以预期， 交联聚乙烯电缆将成为我国低压电力电缆今后发展的方向。 消防、 地下厂房通风、 事故照明、 自动控
43、制、 远动通信及电子计算机等主要 负荷回路的电力电缆应采用阻燃型铜芯电缆， 以提高运行可靠性及防止火灾 蔓延。 三相四线制网络， 对配电干线或接有单相负荷时， 如照明、 电热、 单相电焊 机等， 中性线 （) 线） 为工作线并将有工作电流 （包括谐波电流） 通过， 不论其电 流大小， 为保证其供电安全可靠应采用四芯电缆。当仅接有三相平衡负荷 （如 三相电动机） 的负荷分支回路， 可采用三芯电缆， 允许采用与相线分开另外单 独敷设的导体 （如接地网络扁钢） 作保护线 （*+ 线） ； 当此导体的电导不能满足 $# ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
44、 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 单相接地短路保护灵敏度要求时， 可采用四芯电缆。 根据水电厂厂房内电缆大多是穿管或明敷一段后穿管， 一般几经弯曲或 线路较长， 因此要求电缆的外护层具有相当的机械性能， 故推荐采用塑料护套 钢带内铠装电力电缆， 便于安装并提高运行可靠性。 !“#低压电器的组合 !“#“$水电厂厂用电低压电器的组合一般有下列四种方式： （$） 电源回路： 即厂用电变压器低压侧出线回路。隔离电器为刀开关， 保 护电器为延时动作的框架式低压断路器。 （%） 母线分段回路： 隔离电器为刀开关， 装
45、于保护电器两侧， 保护电器为延 时动作的框架式低压断路器。 （&） 供电干线： 隔离电器为刀开关， 保护电器为熔断器或延时动作的框架 式低压断路器， 也可采用保护和操作合一的电器。 （#） 负荷回路： 隔离电器为刀开关或组合开关， 保护电器为熔断器或装置 式低压断路器 （如 ( ) %*） ； 也可采用保护和操作合一的电器。对电动机等负 荷， 还需配置操作电器， 如磁力启动器或接触器等。 !“#“%工艺密切相关的一组电动机是指有同时启动停止要求的或其中 一台停转其他电动机应立即断电的一组电动机， 如用数台电动机同时工作的 起吊装置或行走机构电机。 所谓不重要的负荷是指在重要性上属于第!类的负荷
46、， 如油处理设备、 机 修设备及电热、 试验等负荷。 不经常运行的负荷主要指仅检修时运行的负荷， 且其容量不大时， 可数个 负荷共由一个回路供电。这不仅节约操作电器和保护电器， 减少配电屏出线 回路， 还可节约电缆。 !“#“&本条是考虑厂用电配电回路的重要性， 对配电回路中保护电器选 择性动作提出的原则要求， 考虑到目前国产保护电器的性能， 对多级配电回 路， 如实现保护电器选择性动作有困难时， 可适当降低要求； 但至少应满足主 配电屏与分配电屏之间的保护选择性要求。 !“#“#为了便于操作， 每台电动机都应具有各自的磁力启动器或接触 器； 只有运行要求一组电动机同步运转 （如两台电动机共同
47、起吊闸门） ， 则可用 一台磁力启动器或接触器操作一组电动机。 +,& ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 在水电厂， 对容量不超过 !“#$ 的厂用电电动机， 一般选用保护式磁力启 动器作电动机操作用； 对电动机容量大于 !“#$， 则可采用接触器； 容量小于 %&“#$， 不经常操作的且无自动控制要求的电动机也可采用负荷开关作电机 操作用。 &%&“磁力启动器或接触器是不能开断短路电流的操作电器。在短路 过程中， 其触头受电
48、动力的作用， 可能弹开， 灭弧栅将喷出电弧， 触头严重烧损 甚至毁坏。因此要求它与短路保护电器相协调配合。为了不影响其他重要供 电回路， 除非所采用的磁力启动器或接触器与制造厂指定的某种型号短路保 护装置配套使用， 否则， 磁力启动器或接触器均不能装在主配电屏或机旁配电 屏上。目前， 由于经济与技术上原因， 所谓符合制造厂推荐的与短路保护电器 配合要求， 短路保护电器 对 磁 力 启 动 器 或 接 触 器 的 保 护， 只 达 到 () *%+%,+%*- 低压开关设备和控制设备低压机电式接触器和电动起动 器 中 “*” 型保护配合要求即可。所谓 “*” 型， 即 “要求接触器或启动器在短路 条件下， 不应对人及设备引起危害， 在未修理和更换零件前， 允许不能继续使 用。 ” 目前我国只有 ./ 0+ 系列交流接触器与 12 系列熔断器进行过上述保护 配合试验。./ 0+ 系列交流接触器与 12 系列熔断器按表 3 组合时能满足 “4” 型保护要求： 表 3 ./ 0+ 系列交流接触器与 12 系列熔断器组合表 接触 器型 号 ./ 0+ 5 ./ 0+ 5 *3 ./ 0+ 5 0“ ./ 0+ 5 %+ ./ 0+ 5 3- ./ 0+ 5 *+ ./