【文章內(nèi)容簡介】 ——沖擊系數(shù)。 電流分布系數(shù)及轉(zhuǎn)移電抗用單位電流法可以比較方便地求得開式網(wǎng)絡(luò)各支路的電流分布系數(shù)和轉(zhuǎn)移抗。(a)的網(wǎng)絡(luò),令,在短路點加電動勢,(a)(b)等值網(wǎng)絡(luò)。在此網(wǎng)絡(luò)中可使為單位電流，則有，根據(jù)電流分布系數(shù)的定義，各支路的電流分布系數(shù)為(a) 網(wǎng)絡(luò)圖 (b)等值網(wǎng)絡(luò) 用單位電流法求電流分布系數(shù)從而得各支路的轉(zhuǎn)移電抗為式中 為短路回路總等值電抗。第5章 電氣設(shè)備和導(dǎo)體的選擇 電氣設(shè)備選擇的一般原則盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，有時會高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓。通常，～，而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運行電壓波動。因此，在選擇電氣設(shè)備時，一般可按電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即≥ () 電氣設(shè)備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允許電流。應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流，即≥ ()由于發(fā)電機和變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，；若變壓器有可能過負(fù)荷運行時，應(yīng)按過負(fù)荷確定(～2倍變壓器額定電流)。 (1) 海拔高度的影響當(dāng)?shù)貐^(qū)海拔超過制造廠家的規(guī)定值時，由于大氣壓力、空氣密度和溫度相應(yīng)減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降。一般非高原型的電氣設(shè)備使用環(huán)境的海拔高度不超過1000m，當(dāng)海拔在1000～3500m范圍內(nèi)，若海拔比制造廠家規(guī)定值每升高100m，則電氣設(shè)備允許最高工作電壓要下降1%。(2) 溫度的影響電氣設(shè)備的額定電流是指在基準(zhǔn)環(huán)境溫度下，允許長期通過的是最大工作電流。我國生產(chǎn)的電氣設(shè)備一般使用的額定環(huán)境溫度，如周圍環(huán)境溫度高于（但 ≤）時，其允許電流一般可按每增高，%，但其最大電流不得超過額定電流的20%。 按短路狀態(tài)校驗 短路電流通過電器時，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許值，即滿足熱穩(wěn)定的條件≥ ()式中 ——短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)，；、——電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)電流和時間，kA、s。其中 () () ()式中 ——短路的計算時間，s——繼電保護動作時間，；——斷路器的全開斷時間，s；——斷路器固有分閘時間，；——斷路器開斷時電弧持續(xù)時間，～；可見，所以進行短路的熱穩(wěn)定校驗時，一般取均會滿足要求。 電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應(yīng)的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為≥或≥ ()下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：(1) 用熔斷器保護的電氣設(shè)備，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，固可不驗算熱穩(wěn)定。(2) 采用有限流電阻的熔斷器保護的設(shè)備，可不校驗動穩(wěn)定。(3) 裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電氣設(shè)備可不校驗動、熱穩(wěn)定。 500kV高壓設(shè)備的選擇 高壓斷路器的選擇本次采用的3/2接線，兩組母線通過4串?dāng)嗦菲飨噙B，而進出線不設(shè)斷路器，所以高壓側(cè)共需12臺斷路器。斷路器的選擇應(yīng)在各種合理的運行方式下，按流過斷路器的長期工作電流和短路電流最大的一臺進行選擇。 高壓斷路器根據(jù)滅弧介質(zhì)不同，可分為少油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器和六氟化硫SF6斷路器四種。其中SF6斷路器有斷口耐壓高、滅弧能力強、開斷性能好、無噪聲和干擾、制作精度高和密封性能好、體積和面積小等特點，而且維護工作量小、檢修周期長和壽命長，目前SF6斷路器已被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)。所以為滿足可靠性的要求，本設(shè)計選用戶外瓷柱式SF6斷路器。 ≥，≥ （）式中 、——分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，kV； 、——分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流，A。 高壓斷路器的額定開斷電流，不應(yīng)小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量。但當(dāng)斷路器的較系統(tǒng)短路電流大很多時，可簡化計算，即≥ ()由于僅計入了20%的非周期分量，一般中、慢速斷路器，開斷時間較長(≥)，短路電流非周期分量衰減較多，能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。但對SF6斷路器，()，為高速斷路器，其開斷電流的最短時間應(yīng)為主保護動作時間(～）與固有分閘時間之和，()。當(dāng)在電源附近短路時，短路電流的非周期分量可能超過周期分量的20%，需要用短路全電流進行校驗。但如果在500KV側(cè)，由于離電源的電氣距離較遠(yuǎn)，同樣非周期分量衰減較多，固可不計非周期熱分量效應(yīng)。 為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時的安全，斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流的最大沖擊值，即≥ ()校驗式為≥、≥ ()斷路器的額定短路關(guān)合電流等于其額定動穩(wěn)定電流峰值。 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)與斷路器配套使用，對3/2接線，進出線不設(shè)隔離開關(guān)。但在500KV系統(tǒng)中，電壓互感器與電網(wǎng)之間需裝設(shè)隔離開關(guān)。隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定校驗的項目相同。但由于隔離開關(guān)不用來接通和切除短路電流，故無需進行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗。隔離開關(guān)型式的選擇。按安裝地點不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式各三柱式。型式對配電裝置的布置和占地面積有很大影響，由于組合電器結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，有利于配電裝置的布置。而GW7系列戶外、三柱式隔離開關(guān)便于發(fā)展成組合電器，所以可選用此形式的隔離開關(guān)。 電流互感器的選擇 按用途分測量用和保護用(B)兩種，而保護用電流互感器又可分為穩(wěn)態(tài)保護用(P)和暫時態(tài)保護用(TP)兩種；按安裝地點可分為戶內(nèi)式和戶外式。在強電系統(tǒng)中，二次額定電流選用5A。一次回路額定電壓和電流應(yīng)滿足≥、≥ ()為確保所供儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近。為了保證測量儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器的準(zhǔn)確級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級。；而穩(wěn)態(tài)保護用電流互感器的準(zhǔn)確級常用的有5P和10P，暫態(tài)保護用電流互感器的準(zhǔn)確級分別有TPX、TPY、TPZ三個級別。(1) 熱穩(wěn)定考驗，一般以時允許通過的穩(wěn)定電流或一次額定電流的倍數(shù)來校驗，即≥或≥ ()(2)動穩(wěn)定校驗包括內(nèi)部動穩(wěn)定和外部動穩(wěn)定校驗，這里只進行內(nèi)部動穩(wěn)的校驗，通常以額定動穩(wěn)定電流或動穩(wěn)定電流倍數(shù)表示，即≥或≥ () 電壓互感器的選擇對500KV采用的3/2接線，應(yīng)在每條母線上裝設(shè)一組單相電壓互感器，每回出線上裝設(shè)一組三相電壓互感器；由于500kV配電裝置中，通常配有雙套主保護，并考慮到后備保護、自動裝置和測量的要求，電壓互感器應(yīng)具有三個二次繞組，即兩個主二次繞組和一個輔助二次繞組；另外500kV系統(tǒng)廣泛采用電容式電壓互感器。(1) 為保證測量的準(zhǔn)確性，電壓互感器一次額定電壓應(yīng)在所安裝電網(wǎng)額定電壓的90%～110%之間。如果用相電壓，則為電網(wǎng)額定電壓的1/，即或/ ()(2) 二次額定電壓。對單相電壓互感器，一次繞組接于電網(wǎng)線電壓時，二次繞組額定電壓為100V；一次繞組接于電網(wǎng)相電壓時，二次繞組額定電壓為100/V；在電網(wǎng)中性點直接接地系統(tǒng)中，互感器開口三角形輔助繞組額定電壓為100V。根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇互感器接線方式，盡可能將負(fù)荷均勻分布在各相上，然后按各相負(fù)荷大小，按照所接儀表的準(zhǔn)確級和容量，選擇互感器的準(zhǔn)確級和額定容量。 并聯(lián)電抗器的選擇 單機容量為600MW的發(fā)電廠中，通常在高壓母線上并聯(lián)電抗器，以補償高壓輸電網(wǎng)的電容和吸收其無功功率，解決500kV母線電壓偏高問題，并能提高線路的功率因數(shù)，降低超高壓輸電線路的電能損耗和有利于自動重合閘。并聯(lián)電抗器是超高壓電網(wǎng)中普遍采用的重要電氣設(shè)備。超高壓并聯(lián)電抗器按結(jié)構(gòu)可分為油浸電抗器和干式空芯電抗器，且每種電抗器又分三相電抗器和由單相組成的三相電抗器。目前，超高壓系統(tǒng)并聯(lián)電抗器采用油浸式較多。并聯(lián)電抗器的額定電壓應(yīng)不低于裝置點電網(wǎng)的額定電壓，即 ()并聯(lián)電抗器的容量必須使系統(tǒng)同期并列點的工頻穩(wěn)態(tài)電位升高有所限制；當(dāng)母線電壓升高時，并聯(lián)電抗器應(yīng)使電壓降低；降低潛工電流，提高單相快速重合閘的成功率。 6KV高壓開關(guān)柜的選擇高壓開關(guān)柜主要用來接受和分配電能，同時亦對電路和設(shè)備起保護、控制和監(jiān)測的作用。開關(guān)柜由柜體和裝于柜內(nèi)的主開關(guān)(斷路器)、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線等一次元件及控制、測量、保護裝置等二次元件組成。 種類和型式的選擇高壓開關(guān)柜按主開關(guān)的安裝方式分固定式和移開式，由于固定式開關(guān)柜檢修、調(diào)試不方便，現(xiàn)已很少采用，而多采用移開式；按隔室結(jié)構(gòu)分鎧裝型、間隔型和箱型，其中鎧裝型具有單獨的隔板，且防護等及不低于IP2X，當(dāng)柜內(nèi)某一隔室發(fā)生短路故障時，可將故障限制在該隔室內(nèi)而不使故障擴大，因而可靠性比較高，應(yīng)用也較多；按開關(guān)柜的主母線系統(tǒng)分單母線、單母線帶旁路母線和雙母線。 主開關(guān)的選擇開關(guān)柜內(nèi)主開關(guān)可以是少油、真空、SF6斷路器和FC等，200MW以上機組為使主廠房無油化，少油斷路器已不采用，SF6斷路器裝在室內(nèi)需防SF6氣體泄露等措施，用得較少，目前用真空斷路器和FC回路較多。 額定電壓和額定電流的選擇高壓開關(guān)柜的額定電壓和額定電流應(yīng)滿足≥，≥ ()式中 ——開關(guān)柜裝置地點的電網(wǎng)額定電壓，kV；——開關(guān)柜裝置回路的最大持續(xù)工作電流，A。對6KV廠用配置的開關(guān)柜 ()式中 ——分裂變壓器一個分裂繞組的容量，MVA； ——分裂變壓器的分裂繞組額定電壓，kV。 防護等級的選擇開關(guān)柜由固定的柜體(金屬外殼)和真空斷路器手車組成，為防止人體接近其帶電部分和觸及其運動部分免受傷害，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定開關(guān)柜外殼的最低防護等級為IP2X，此外更高的防護等級還有IP3X、IP4X、IP5X。同時對于每個隔室應(yīng)有壓力釋放通道，以保護人身安全，防止故障擴大。開關(guān)柜短路開斷、關(guān)合電流實際就是斷路器的額定開斷、關(guān)合短路電流，選擇方法同斷路器一樣，即≥，≥ () 短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗校驗式為≥、≥ ()其中，短路的沖擊電流應(yīng)是6KV廠用母線短路時，流經(jīng)廠用高壓變壓器或備用/啟動變壓器短路沖擊電流的較大者。 裸導(dǎo)體的選擇 500KV母線的選擇500KV配電裝置中的導(dǎo)線選擇考慮電暈現(xiàn)象的影響，宜采用擴徑導(dǎo)線或鋁合金絞線組成的分裂導(dǎo)線，分裂間距可取200～400m。如采用空心擴軟導(dǎo)線組成的分裂導(dǎo)線，對雙分裂間距一般取400m。導(dǎo)體截面可按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟電流密度選擇。對年負(fù)荷利用小時數(shù)大(通常指5000h)，傳輸容量大，長度在20m以上的導(dǎo)體，如發(fā)電機、變壓器的連接導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇；而對500kV擴徑導(dǎo)線，由于經(jīng)濟電流密度選取的困難，可按長期允許電流來選擇，即≤ ()式中 ——導(dǎo)體所在回路中最大持續(xù)工作電流，A；——在額定環(huán)境溫度時導(dǎo)體允許電流，A；——與實際環(huán)境溫度和海拔有關(guān)的綜合校正系統(tǒng)。當(dāng)導(dǎo)體允許最高溫度為和不計日照時，K值可用下式計算 ()式中，、分別為導(dǎo)體長期發(fā)熱允許最高溫度和導(dǎo)體安裝地點實際環(huán)境溫度。 封閉母線的選擇對功率為200MW及以上的發(fā)電機引出線、廠用電源等分支線，為避免相間短路和減少導(dǎo)體對鄰近鋼構(gòu)的感應(yīng)發(fā)熱，宜采用全連式分相封閉母線；對廠用高壓變壓器高壓側(cè)不設(shè)斷路器，為提高廠用電系統(tǒng)的供電可靠性，由廠用高壓變壓器低壓側(cè)至廠用高壓配電裝置宜采用共箱封閉母線。如選定型產(chǎn)品，將提供有關(guān)的額定電壓、電流和動穩(wěn)定等參數(shù)，可按電氣設(shè)備選擇的一般原則進行選擇和校驗。如選用非定型封閉母線，應(yīng)進行導(dǎo)體和外殼發(fā)熱，應(yīng)力及絕緣子抗彎的計算，并進行共振校驗。為達(dá)到設(shè)計目的，這里只選定型產(chǎn)品。 電暈電壓校驗對110kV及以上裸導(dǎo)體（包括擴徑導(dǎo)線）需要按晴天不發(fā)生全面電暈條件校驗，即裸導(dǎo)體的臨界相電壓應(yīng)大于最高工作相電壓。對分裂導(dǎo)線，電暈