【文章內(nèi)容簡介】 對稱短路電流（ t=0s） 短路類型 k1 點（ kA） k2點（ kA） k3 點（ kA） G3(G4) G1(G2) 單相短路 0 0 兩相短路 兩相短路接地 4 電氣設(shè)備的選擇 發(fā)電廠主要電氣設(shè)備 在發(fā)電廠和變電所中，根據(jù)電能生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和分配等各環(huán)節(jié) 的需要，配置了各種電氣設(shè)備。通常將它們分為電氣一次設(shè)備和電氣二次設(shè)備。直接參與生產(chǎn)、變換、傳輸、分配和消耗電能的設(shè)備稱為電氣一次設(shè)備。主要有生產(chǎn)和變換電能的設(shè)備、開關(guān)電器、限流電器、載流導體、補償設(shè)備、儀用互感器、防御過電壓設(shè)備、絕緣子、接地裝置。 對一次設(shè)備進行監(jiān)視、測量、控制、調(diào)節(jié)、保護等的設(shè)備稱為電氣二次設(shè)備。主要有測量表計、絕緣監(jiān)察裝置、繼電保護及其自動裝置、控制和信號裝置、直流電源設(shè)備、高頻阻波器。 為了保證各電器元件在運行中的可靠性及安全性，在選擇它們時的基本條件是相同的，這些設(shè)備的任務(wù) 是保證發(fā)電廠安全、可靠的供電，即按正常工作條件選擇，按短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，并且在此前提下，適當?shù)亓粲性６?，力求在?jīng)濟上華北水利水電畢業(yè)設(shè)計 18 進行節(jié)約。 斷路器的選擇 高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護設(shè)備，高壓斷路器的功能是接通和斷開正常工作電流、過負荷電流和故障電流，它是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備。 斷路器的種類很多。按其采用的滅弧介質(zhì)及滅弧原理分有油斷路器，六氟化硫（ SF6）斷路器，真空斷路器，以及空氣斷路器。按安裝地點分為戶內(nèi)式和戶外式。其應(yīng)用最為廣泛的是六氟化硫（ SF6）斷路器。它是 以優(yōu)良性能的 SF6 氣體作為滅弧介質(zhì)的斷路器，這種斷路器具有開斷能力強、全開斷時間短，斷口開距小，體積小、質(zhì)量較輕，維護工作量小，噪聲低，壽命長等優(yōu)點 。一般 35kV 及以下的戶內(nèi)配電裝置中現(xiàn)在都采用少油斷路器。 斷路器的選擇內(nèi)容包括：（ 1）選擇型式；（ 2）選擇額定電壓；（ 3）選擇額定電流；（ 4）額定開斷電流校驗；（ 5）校驗動穩(wěn)定；（ 6）校驗熱穩(wěn)定。 其斷路器的選擇如下表所示： 表 41 220kV側(cè)、變壓器回路斷路器的選擇結(jié)果 型號 額定 電壓(kV) 額定 電流(A) 額定開斷電流(kA) 動穩(wěn)定電流(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA) 固有分閘時間(s) LW－ 220I 220 1600 40 100 40(3s) 表 42 110kV側(cè)、變壓器回路斷路器的選擇結(jié)果 型號 額定 電壓(kV) 額定 電流(A) 額定開斷電流(kA) 動穩(wěn)定電流(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA) 固有分閘時間(s) OFPI－ 110 110 1250 80 (3s) 表 43 發(fā)電機出口斷路器的選擇結(jié)果 華北水利水電畢業(yè)設(shè)計 19 型號 額定 電壓(kV) 額定 電流(A) 額定開斷電流(kA) 動穩(wěn)定電流(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA) 固有分閘時間(s) SN5－ 20G 20 6000 105 300 120(5s) 斷路器的全型號表示的含義 :S─少油式、 D─多油式、 Z─真空式、 G─改進式、 L─ SF6式、 N─戶內(nèi)式、 W─戶外式 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)俗稱刀閘，它主要是隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修其結(jié)構(gòu)特點斷開后有明顯可見的斷開間隙，而且斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的， 能充分保障人身和設(shè)備的安全。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能用來接通和斷開負荷電流和短路電流帶，一般只能在電路斷開的情況下才能操作。 隔離開關(guān)按安裝地點分戶內(nèi)式和戶外式；按產(chǎn)品組裝極數(shù)可分為單級式和三極式；按每極絕緣子數(shù)目可分為單柱式、雙柱式、三柱式等。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，故無開斷電流技術(shù)數(shù)據(jù)。 隔離開關(guān)的用途有以下幾個方面： （ 1） 在檢修電氣設(shè)備時用來隔離電壓，使檢修的設(shè)備與帶電部分之間有明顯可見的斷口； （ 2） 在改變設(shè)備狀態(tài)（運行、備用、檢修）是用來配合斷路器協(xié)同完成倒閘操作； （ 3）用來分、合小電流，可用來分 、合電壓互感器、避雷器和空載母線，分、合勵磁電流不超過 2A 的空載變壓器，關(guān)合電容電流不超過 5A的空載線路； （ 4）隔離開關(guān)的接地開關(guān)電流可代替接地線，保證檢修安全。 隔離開關(guān)的選擇內(nèi)容包括：（ 1）選擇型式；（ 2）選擇額定電壓；（ 3）選擇額定電流；（ 4）校驗動穩(wěn)定；（ 5）校驗熱穩(wěn)定。 隔離開關(guān)的選擇如下表： 表 43 220kV側(cè)、變壓器回路隔離的選擇結(jié)果 華北水利水電畢業(yè)設(shè)計 20 型號 額定電壓(kV) 額定電流(A) 動穩(wěn)定電流(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA) GW4－ 220 220 630 100 40(3s) 表 44 110kV側(cè)、變壓器回路隔離的選擇結(jié)果 表 45 發(fā)電機出口回路隔離開 的選擇結(jié)果 表 46 110kV側(cè)主變中性點處隔離開關(guān)的選擇結(jié)果 隔離開關(guān)的型號表示的含義 ： W─戶外式、 N─戶內(nèi)式、 D─帶接地刀閘式、 G─改進式 型號 額定電壓(kV) 額定電流(A) 動穩(wěn)定電流(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA) GW4－ 110 110 630 50 20(4s) 型號 額定電壓(kV) 額定電流(A) 動穩(wěn)定電流(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA) GN23－ 20 20 5000 250 1000(3s) 型號 額定電壓(kV) 額定電流(A) 動穩(wěn)定電流(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA) GW13－ 110 110 630 55 16(4s) 華北水利水電畢業(yè)設(shè)計 21 母線的選擇 發(fā)電廠和變電所中各種電壓等級的配電裝置的主母線，發(fā)電機、變壓器與相應(yīng)配電裝置之間的連接導線，統(tǒng)稱為母線。其中主母線匯集和分配電能的作用。母線分為軟母線和硬母線兩大類。 母線的選 擇內(nèi)容包括：（ 1）確定母線的材料、截面形狀、布置方式；（ 2）選擇母線的截面積；（ 3）校驗?zāi)妇€的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定；（ 4）校驗其共振頻率；（ 5）對于 110kV及以上母線，還應(yīng)校驗?zāi)芊癜l(fā)生電暈。 其選擇情況如下表所示： 表 47 發(fā)電機出口母線選擇結(jié)果 互感器的選擇 互感器既是電力系統(tǒng)中一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，屬于特種變壓器?；ジ衅骺煞譃殡娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅鳌；ジ衅鞯淖饔萌缦拢? （ 1）電流互感器將大電流變成小電流（ 5A或 1A），供電給測量儀表和保護裝置的電流線圈，電壓互感器將交流高電壓變成低電壓（ 100V或 100V/ 3 ），供電給測量儀表和保護裝置的電壓線圈，使測量儀表和保護裝置標準化和小型化。 （ 2）使二次回路可采用低電壓、小電流控制電纜，實現(xiàn)遠方測量和控 制。 （ 3）使二次回路不受一次回路限制，接線靈活，維護、調(diào)試方便。 （ 4）使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證設(shè)備和人身安全。 導線截面積（ 2mm） 集膚效應(yīng)系數(shù)（ SK ） 導體截流量（ A） h(mm) b(mm) 母線為三相水平布置，材料為槽型鋁導體 3570 5650 150 65 華北水利水電畢業(yè)設(shè)計 22 電流互感器的選擇 電流互感器包括一次繞組，二次繞組及鐵芯，一次繞組匝數(shù)很少，二次繞組則匝數(shù)很多，一次繞組串聯(lián)接入被測量電路，流過的 電流是被測電路的負荷電流 ，與二次側(cè)電流無關(guān)，二次繞組與測量儀表和保護裝置的電流線圈串聯(lián)。正常工作時，電流互感器二次側(cè)接近于短路狀態(tài)。當電流互感器一次繞組有電流時，二次繞組不允許開路。當需要將在運行中的電流互感器二次回路的 儀表斷開是，必須先用導線或?qū)Ｓ枚搪愤B接片將二次繞組的端子短接。 電流互感器的配置原則為凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，在發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機 雙繞組變壓器單元的發(fā)電機出口、橋型接線的跨條上等也應(yīng)裝設(shè)電流互感器；測量儀表、繼電保護和自動裝置一般均由單獨的電流互感器供電或接于不同的二次繞組； 110kV 及以上大接地短路電流系統(tǒng)的各個回路，一般應(yīng)按三相配置， 35kV及以下小接地短路電流系統(tǒng)的各個回路，據(jù)具體要求按兩相或三相配置。 電流互感器的選擇內(nèi)容包括：（ 1）一次回路額定電壓和電流的選擇；（ 2）額 定二次電流的選擇；（ 3）種類和型式的選擇；（ 4）準確級選擇；（ 5）熱穩(wěn)定校驗；（ 6）動穩(wěn)定校驗。 電流互感器的選擇結(jié)果如下表所示： 表 48 220kV側(cè)、變壓器回路 電流互感器的選擇結(jié)果 型號 額定 電流比 級次組合 準確級次 1s熱穩(wěn)定倍數(shù) 動穩(wěn)定倍數(shù) LCLWD2－ 220 4300/5 D/D/D/ 60 60 表 49 110kV側(cè)、變壓器回路 電流互感器的選擇結(jié)果 型號 額定 電流比 級次組合 準確級次 1s熱穩(wěn)定倍數(shù) 動穩(wěn)定倍數(shù) LCWD－ 110 300/5 D1/D2 75 150 華北水利水電畢業(yè)設(shè)計 23 / 表 410 發(fā)電機出口回路及其中性點電流互感器的選擇結(jié)果 型號 額定 電流比 級次組合 準確級次 1s熱穩(wěn)定倍數(shù) 動穩(wěn)定倍數(shù) LMZB220 5000/5 LDCD10 1500/5 D/ D 表 411 220kV、 110kV側(cè)主變中性點處電流互感器的選擇結(jié)果 型號 額定 電流比 級次組合 準確級次 1s熱穩(wěn)定倍數(shù) 動穩(wěn)定倍數(shù) LCWD110 2200/5 D 75 150 LR110B 200/5 LCW60 300/5 電流互感器的型號的表示和含義： L─電 流互感器、 A─穿墻式、 C─瓷絕緣或瓷箱串級式、 D、 P─差動保護用、 W─戶外型或防污型、 J─加大容量、 B─保護用或防爆型、 F─復匝式、 M─母線型、 Z─澆注絕緣式 電壓互感器的選擇 電壓互感器（又稱 PT）是將高電壓變成低電壓的設(shè)備，分為電磁式電壓互感器和電容分壓式互感器兩種。電壓互感器的配置原則為工作母線和備用母線都應(yīng)裝一組三繞組電壓互感器，母線如分段應(yīng)在各分段上安裝一組三繞組電壓互感器。普通電能測量選用 。 3~35kV電壓互感器高壓側(cè)一般經(jīng)隔離開關(guān)和高壓熔斷器接入高壓電網(wǎng)，低壓側(cè)也應(yīng)裝低 壓熔斷器。 110kV 及以上的電壓互感器可直接經(jīng)由隔離開關(guān)接入電網(wǎng)，不裝高壓熔斷器。 380kV的電壓互感器可經(jīng)熔斷器直接接入電網(wǎng)，而不用隔離開關(guān)。 35kV以上無電源時不裝，有電源時，可裝一臺單相雙繞組或單相三繞組電壓互感華北水利水電畢業(yè)設(shè)計 24 器。 110kV及以上線路，為了節(jié)約投資和占地，載波通信和電壓測量可共用耦合電容，故一般選擇電容分壓式電壓互感器。 電壓互感器的選擇內(nèi)容包括：根據(jù)安裝地點和用途，確定電壓互感器的結(jié)構(gòu)類型、接線方式和準確級；確定額定電壓；計算電壓互感器的二次負荷，使其不超過相應(yīng)準確度的額定容量。 電壓互感器的選 擇結(jié)果如下表所示： 表 412 220kV側(cè) 電壓互感器的選擇結(jié)果 型號 額定 變比 額定容量（ ） 最大容量（ VA） YDR220 100/3100/3220220 150 2022 JSJW15 3100/3100/313800 120 960 JCC5220 100/3100/3220220 300 2022 表 413 110kV側(cè) 電壓互感器的選擇結(jié)果 型號 額定 變比 額定容量（ ） 最大容量（ VA） YDR110 100/3100/3110000 150 1200 JSJW15 3100/3100/313800 120 960 JCC6110 100/3100/3110000 300 2022 表 414 發(fā)電機出口回路及其中性點電壓互感器的選擇結(jié)果 華北水利水電畢業(yè)設(shè)計 25 型號 額定 變比 額定容量（ ） 最大容量（ VA） JSJW15 310