【文章內(nèi)容簡介】 短路電流計算結(jié)果 [鍵入文字 ] 中原工學院 [鍵入文字 ] 16 5 電氣設備的選擇與校驗 電氣設備選擇是變電站電氣設計的主要內(nèi)容之一 ,正確地選擇電氣設備是使電氣注解縣和配電裝置達到安全 ,經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電氣選擇 時 ,應根據(jù)工程實際情況 ,在保證安全 ,可靠的前提下 ,積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù) ,并注意節(jié)省投資 ,選擇合適的電氣。 盡管電力系統(tǒng)中各種電氣的作用和工作條件不一樣 ,具體選擇方法也不同 ,但對它們的基本要求卻是一致的 ,電氣要能可靠的工作 ,必須接正常工作條件進行選擇 ,并接短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 一、電氣設備選擇的一般原則 、檢修、短路和過電壓情況的要求，并考慮遠景的發(fā)展； ； ； ； ； ，并經(jīng)正式鑒定合格。 二、電氣設備校驗的一般原則 ，校驗短路電流一般取最嚴重情況的短路電流。 。 dQ ≤ rtI2 tIIIQ ztZdt ??????1210 2222 dQ —— 短路電流周期分量熱效應， 2kAs? ； I? —— 次暫態(tài)短路電流， kA ； 2tzI—— 2t s 時周期分量有效值， kA ； ztI —— t s 時周期分量有效值， kA ； t —— 短路持續(xù)時間， s 。 電動力穩(wěn)定是導體和電器承受短時電流機械效應的能力，稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件是： ich ≤ idw Ich ≤ Idw [鍵入文字 ] 中原工學院 [鍵入文字 ] 17 式中 ， ich Ich —— 短路沖擊電流幅值及其有效值 idw Idw —— 允許通過動穩(wěn)定電流的峰值和有效值 母線 母線選擇的一般原則要考慮持續(xù)工作電流、經(jīng)濟電流密度、短路熱穩(wěn)定校驗、短路動穩(wěn)定校驗等方面。常用導體材料有銅，鋁，鋁合金，銅的電阻率低，強度大，抗腐蝕能力強，是很好的導體材料，但它的用途廣，價格高，因此銅導體只用于持續(xù)工作電流大的場所，鋁的電阻率雖比銅大，但密度小，我國鋁儲量豐富 ，價低，因此，一般選鋁和鋁合金材料為導體材料。 母線截面的選擇 配電裝置匯流母線的截面按長期允許電流選擇，所選截面的長期允許電流大于裝設回路中最大持續(xù)工作電流，即： Iy＞ Imax Iy＞ KIye Iye—— 基準環(huán)境條件下的允許電流 ； K —— 綜合系數(shù) 電暈電壓校驗 110kV 及以上母線應進行電暈電壓校驗。因為電暈放電將引起電暈損耗通訊干擾及金屬腐蝕等不利現(xiàn)象。進行電暈電壓校驗時應滿足電暈臨界電壓大于母線安裝處的最高工作電壓。 熱穩(wěn)定校驗 熱穩(wěn)定 最小允許截面 Smin Smin= Qd /c 所選擇母線截面，熱穩(wěn)定校驗滿足： S＞ Qd /c S—— 所選擇的母線截面 mm2 Qd—— 短路電流效應 C—— 熱穩(wěn)定系數(shù) 動穩(wěn)定校驗 當跨距大于 2 時 M=F（ 3） l/10 F（ 3） —— 三相短路時中間相母線上的最大動力， N l:絕緣之間的距離 ， m 母線材料的計算應力： σ js=M/W σ js —— 計算應力 Pa W—— 母線截面抗彎距 m 母線空防時： W=b2h/6m3 母線平放時 W=bh3/6m3 所得計算條件應滿足： σ js=[σ js]+[ σ] 母線材料的最大允許應力。 因此， 1） 110KV 母線的選擇： 采用經(jīng)濟電流密度導線截面， Sj=Imax/J(mm2)J— 導線的經(jīng)濟電流密度。 [鍵入文字 ] 中原工學院 [鍵入文字 ] 18 已知： Ug=110kv 總，容量 S=2X100MVA， Igmax=(55/+35/)/110√ 3==584A 由 Tmax=（ 17X3800+16X3500） /（ 17+16） =3654h 查表得 J=， Sj= Igmax/J=584/=，考慮以后發(fā)展，允許選用稍大于經(jīng)濟截面的導線，因此 110KV 母線選用為： LGJQ700，查表知 IY=1500A（ +700C）。 110KV 母線的校驗： KQ=〔（ 7028） /（ 7025）〕 1/2= （ KQ：溫度修正系數(shù)，華北地區(qū)，年度最高月平均最高氣溫為 +300C） IYKQ==1455＞ Imax=：應滿足 S＞ I00tk1/2/C ，鋁取 5T 由前面計算可知： I00==5020A， tk= s=160mm2＞ 2） 35KV 母線的選擇： 采用經(jīng)濟電流密度選擇導線截面， Sj=Imax/J(mm2) 已知： Ug=35kv Igmax=()/35√ 3==1120A 由 Tmax=3800h，查表得 J=，因此， Sj= Igmax/J=1120/=1018mm2 因此， 35KV 母線選用為： LGJQ500X2，查表知 IY=950X2=1900A 35KV 母線的校驗： KQ= IYKQ==1843＞ Imax=：應滿足 S＞ I00tk1/2/C 由前可知： I00=7560A， tk= s=500X4=2020mm2＞ 3） 10KV 母線的選擇： 已知： Ug=10kv Igmax=()/10J3==2496A 由 Fmax=3500h 查表得 J= 因此， Sj= Igmax/J=2496/=2971mm2 10KV 母線選用為： LMY125X10X3 條，查表知 IY=3725A（ +700C） 10KV 母線的校驗： a. IYKQ==＞ Imax=：應滿足 S＞ I00tk1/2/C 由前可知： I00=29260A， tk= s=2500mm2＞ ：最大機械應力： gmax= X103X L2/aw(N/cm) 本設計中 w= ,其中 b為母線厚度（ cm）， h為母線寬度。 L=140cm， a=40cm， w== [鍵入文字 ] 中原工學院 [鍵入文字 ] 19 最大機械應力： Sm1x= X103X L2/aw(N/cm) =179。 40 =(N/cm) 查表知：鋁質(zhì)硬母線 SY=6860(N/cm) SY=Smax 滿足要求 表 5－ 1 各電壓等級母線選擇 電壓等級 母線型號 110kV LGJQ700 35kV LGJQ500X2 10kV LMY125X10X3 斷路器的選擇 斷路器作為切斷和接通正常情況下高壓電路中的空載電流和負荷電流，還可以在系統(tǒng)發(fā)生故障事與保護裝置及自動裝置相配合，迅速切斷故障電源，防止事故擴大，保證系統(tǒng)的安全運行。 在 選 擇斷路器時 ， 應滿足以下基本要求： ，不但能長期通過負荷電流，即使通過短路電流，也應該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。 。 。 ，并要求結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、安裝維護方便。 在確定斷路器 參 數(shù)時，應滿足： 。 。 。 斷流能力，一般可按斷路器的額定開斷電流 ekdI 大于或等于斷路器觸頭剛分開時實際開斷的短路電流周期分量有效值 zkI 來選擇，即 ekdI ≥ zkI 。 chi 應不大于斷路器的電動穩(wěn)定電流（峰值） dwi ，即 chi ≤ dwi 。 dQ 應不大于為路器在 Ts 時間的允許熱效應，即 dQ ≤ tIr2 。 [鍵入文字 ] 中原工學院 [鍵入文字 ] 20 同時， 考慮到擬建變電站的可靠性、經(jīng)濟性、方便運行維護和實現(xiàn)變電站的無人值班化目標。在 110kV 側(cè)采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強、絕緣性能強、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠。少油斷路器由于其油量少、體積小、防爆性能好、耗用鋼 材少、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長，動作快，燃弧時間短、與開斷電源大小無關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復速度快，開斷近區(qū)故障性能好，價格便宜等特點。因而被廣泛用于 10～ 110kV 的電壓等級中。所以， 10kV 側(cè)采用真空斷路器。 在本設計中，由于 110KV 進線 :Imax==( ?3 110)=，主變 35KV 進線 : Imax==( ?3 x35)= ， 35KV 分段 : Imax==( ?3 35)=， 35KV 進線 :假定 100300A。主變 10KV 進線 : Imax==( ?3 10)= 10KV 出線 : 假定 Imax=1001000A 根據(jù)上述選擇條件和短路電流計算結(jié)果表初步選擇的短路器及其參數(shù)見表 52： 表 52斷路器及其參數(shù) 對所選斷路器進行校驗如下： (1)動穩(wěn)定校驗 :校驗公式 :ies≥ ich 110KV: ies=50KA＞ ich= 滿足動穩(wěn)定要求 35KV: ies=63KA＞ ich= 滿足動穩(wěn)定要求 10KV 進線分段 : ies=80KA＞ ich= 滿足動穩(wěn)定要求 10KV 出線 : ies=63KA＞ ich= 滿足動穩(wěn)定要求 (2)熱穩(wěn)定校驗 : a. 110kv 斷路器 設備保護動作時間 :tpr= 固有分閘時間 :tm= 滅弧時間 :ta= 開斷計算時間 :tk=tpr+ta+tm=++= 同期合量熱效應 : QP=I39。39。2tk== 由于 tk=＞ 1s(以下相同 ,不在重復 )因此 ,不考慮非周期分量熱效應 ,短路電流引起的[鍵入文字 ] 中原工學院 [鍵入文字 ] 21 熱效應 : QK= QP= KA2S It2t=202x4=1600 KA2S It2t= QK滿足熱穩(wěn)定要求 b. 35kv 斷路器 開斷時間 : tk= 短路電流引起的熱效應 QK= QP== KA2S It2t=252x4=2500 KA2S＞ QK滿足熱穩(wěn)定要求 c. 10KV 斷路器 開斷時間 : tk= 短路電流引起的熱效應 QK= QP==1327 KA2S 10KV 進線分段 :It2t==3969 KA2S＞ QK滿足熱穩(wěn)定要求 10KV 出線 It2t=252x4=2500 KA2S＞ QK滿足熱穩(wěn)定要求 計算參數(shù)與斷路器實際參數(shù)對照見表 53: 表 53 計算參數(shù)與斷路器實 際參數(shù)對照 由上表可知所有斷路器均滿足要求。 隔離開關(guān)的選擇 計算參數(shù) 斷路器實際參數(shù)110 K V 進線及橋U N s 110kvL w 25 126wU N 126 K VI m a x 3545A I N 2020AI 5. 35K A I nbr 20ie s 9. 022 K A ie s 50K Aic h 10. 545 K A I c l 50K AI 002tdz(QK) 2S It2t 160 0K A2S35K V 進出 線及分段U N s 35kvL w 8 35wU N 35K VI m a x 173 2. 1A I N 2500AI 5. 436 K A I nbr 25ie s 8. 208 K A ie s 63K Aic h 13. 862 K A I c l 63K AI 002tdz(QK) 2S It2t 250 0K A2S10K V 進出線U N s 10kvZ N28 10U N 10K VI m a x 303 1. 1A I N 350 0A 125 0AI 15. 676 K A I nbr （ 25KA ）ie s 39. 645 K A ie s 80 KA （ 63KA ）ic h 23. 47K A I c l 80 KA （ 63KA ）I 002tdz(QK) 1327KA2S It2t 396 9K A2S[鍵入文字 ] 中原工學院 [鍵入文字 ] 22 隔離開關(guān)是高壓開關(guān)設備的一種，它主要是用來隔離電源，進行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。 在 選擇隔離開關(guān)時 ， 應滿足以下基本要求： ，易于鑒別設備是否與電網(wǎng)隔開。 ，保證過電壓及相間閃絡的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。 、動穩(wěn)定性、機械強度和絕緣強度。 、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡 可能降低操作時的過電壓。 ，動作要可靠。 ，必須裝設連鎖機構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。 在確定 隔離開關(guān) 參數(shù) 時，應遵循以下原