【文章內(nèi)容簡介】 (9)短路容量為： (MVA)有以上的計(jì)算我們可以得到各個(gè)短路點(diǎn)的額定電流，沖擊電流，： 各母線短路計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)的編 號基準(zhǔn)電壓(kV）基準(zhǔn)電流(kA）額定電流（kA）短路電流有名值短路電流沖擊值 短路功率SK（MVA）公式電廠系統(tǒng)小計(jì)2301154 變電所電氣設(shè)備的選擇在各級電壓等級的變電所中，使用著各種電氣設(shè)備，諸如變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、調(diào)相機(jī)等，這些設(shè)備的任務(wù)時(shí)保證變電所安全、可靠的供電，因?yàn)檫x擇電氣設(shè)備時(shí)，必須考慮電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行和故障狀態(tài)下的工作情況。所謂電氣設(shè)備選擇，則是根據(jù)各種電氣設(shè)備在系統(tǒng)中所處的地位和完成的任務(wù)來確定它的型式和參數(shù)。電氣設(shè)備選擇的總原則是在保證安全、可靠工作的前提下，適當(dāng)?shù)亓粲性６?，力求在?jīng)濟(jì)上進(jìn)行節(jié)約。 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不同，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)備要能可靠的工作，必須按照正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來效驗(yàn)熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備1. 額定電壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓和負(fù)荷的變化，有時(shí)會高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。通常，～，而電氣設(shè)備所在的電網(wǎng)運(yùn)行電壓波動。因此，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即2. 額定電流電氣設(shè)備的額定電流是指在額定溫度下，電氣設(shè)備的長期允許電流。通常應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，即由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的應(yīng)為發(fā)電機(jī)；若變壓器可能過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，應(yīng)按過負(fù)荷確定(～2倍變壓器額定電流)。按《交流高壓電器的長期工作時(shí)的發(fā)熱》的規(guī)定，斷路器、隔離開關(guān)、電抗器等電器設(shè)備在環(huán)境最高溫度為+40℃時(shí)，允許按額定電流持續(xù)工作。當(dāng)安裝地點(diǎn)的環(huán)境溫度高于+40℃而低于+60℃時(shí)，每增高1℃，%；當(dāng)?shù)陀?40℃時(shí)，每降低1℃，%，但總的增加值不得超過額定電流的20%。 按短路狀態(tài)進(jìn)行校驗(yàn)當(dāng)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過短路電流時(shí)，會同時(shí)產(chǎn)生電動力和發(fā)熱兩種效應(yīng)，一方面使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體受到很大的電動力作用，同時(shí)又使它們的溫度急劇升高，這可能使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的絕緣受到損壞。為此，在進(jìn)行電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇時(shí)，必須對短路電流電動力和發(fā)熱計(jì)算，以驗(yàn)算動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。1. 短路熱穩(wěn)定效驗(yàn)短路電流通過電氣設(shè)備時(shí)，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。滿足熱穩(wěn)定的條件為 式中 短路電流的熱效應(yīng)；設(shè)備給定的ts內(nèi)允許的熱穩(wěn)定電流有效值。2. 電動力穩(wěn)定效驗(yàn)電動力穩(wěn)定效驗(yàn)是電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為 式中 短路沖擊電流的幅值； 設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值。3. 短路電流計(jì)算的條件為使所選電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定。⑴ 容量和接線。按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（工程建成后5～10年）；其接線應(yīng)采取可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時(shí)并列的接線方式。⑵ 短路種類。一般按三相短路驗(yàn)算，若其他種類短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗(yàn)算。⑶ 計(jì)算短路點(diǎn)。選擇通過電器設(shè)備的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路點(diǎn)。先考慮分別在電氣設(shè)備前后短路時(shí)的短路電流，同時(shí)要強(qiáng)調(diào)的是流過所要校驗(yàn)設(shè)備內(nèi)部的短路電流，而非流到短路點(diǎn)的總電流。 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器是電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)電器。高壓斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運(yùn)行，起控制作用，當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運(yùn)行，起保護(hù)作用。（1）型式。除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)的方便。一般6～35KV選用真空斷路器，35～500kV選用SF6斷路器。（2）額定電壓的選擇為。（3）額定電流的選擇為（4）額定開斷電流的檢驗(yàn)為式中 斷路器實(shí)際開斷時(shí)間ts的短路電流周期分量。實(shí)際開斷時(shí)間tK，為繼電保護(hù)主保護(hù)動作時(shí)間與斷路器固有分閘時(shí)間之后。（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足（6）動穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)電器。高壓斷路器的功能是：正常運(yùn)行倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備和線路接入電網(wǎng)或退出運(yùn)行，起控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運(yùn)行，起保護(hù)作用。高壓斷路器是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備，其最大特點(diǎn)就是能斷開電器中負(fù)荷電流和短路電流。高壓斷路器的選擇除了應(yīng)滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)的方便。一般6～35KV選用真空斷路器，35～500KV選用斷路器。 220kV側(cè)斷路器的選擇（1） 額定電壓選擇： （2） 額定電流選擇： 為最大負(fù)荷之和：220KV母線的最大持續(xù)工作電流為：所以=490（A）（3） 按開斷電流選擇： = （kA） （kA）（4） 動穩(wěn)定電流按大于短路沖擊電流選擇： = （kA） （kA）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW6－220型SF6斷路器其參數(shù)如下：額定電壓220kV，最高工作電壓245kV，額定電流3150A，額定開斷電流40kA，短路關(guān)合電流55kA，動穩(wěn)定電流峰值55kA，4S熱穩(wěn)定電流40kA，。（5） 校驗(yàn)熱穩(wěn)定（用等值時(shí)間法），取后備保護(hù)為5S，則：= + 5 = （S） 因?yàn)?，故不考慮非周期分量，查周期分量等值時(shí)間曲線，查得= =（－5）+ = （S）（kA2S）（熱效應(yīng)Qd）（kA2S）（允許最大熱效應(yīng)）即滿足要求；(kA)40(kA)滿足要求。（6） 檢驗(yàn)動穩(wěn)定： = (kA) 55(kA) 滿足要求故選擇戶外LW6－220型SF6斷路器能滿足要求，： 戶外LW6－220型SF6斷路器數(shù)據(jù) 設(shè)備項(xiàng)目LW6－220產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)252kV253kV3150A55kA40kA55kA 110kV側(cè)斷路器的選擇考慮到兩臺主變壓器及它們之間存在一定的交換功率可得：（1） 額定電壓： = 110 = （kV）；（2） 額定電流： ；（3） 按開斷電流選擇：= （kA） ；（4） 短路關(guān)合電流：ieg≥ish （kA）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇SFW－110/2000型少油斷路器，其參數(shù)為：最高工作電壓126kV，額定電流2000A，短路開斷電流80kA，，，；（5） 檢驗(yàn)熱穩(wěn)定取后備保護(hù)為5S= + 5 = （S） 因?yàn)?，故不考慮非周期分量，查周期分量等值時(shí)間表，查得= =（－5）+ = （S）（kA2S）（kA2S）即滿足要求。由以上計(jì)算表明選擇SFW－110/2000路器能滿足要求，: SFW110－110/2000少油斷路器數(shù)據(jù)設(shè)備項(xiàng)目SFW－110/2000產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)126kV2000A429A80kA 10kV側(cè)斷路器的選擇由于10kV側(cè)裝設(shè)了電抗器，則可以選擇10kV戶內(nèi)真空斷路器（1） 額定電壓： （2） 額定電流： （3） 按開斷電流選擇： = （kA） （4） 按短路開斷電流選擇： = =（kA） 即：(KA)（5） 按短路容量選擇：S = = = （MVA）即：。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇戶內(nèi)ZMD11－12/2500－40A型真空斷路器，其參數(shù)如下：額定電壓10kV，額定電流2500A，額定開斷電流40kA，額定斷流容量727MVA，極限通過電流峰值80kA。（6） 校驗(yàn)熱穩(wěn)定，取后備保護(hù)為1S= + 1 = （S） 因1，故不計(jì)非周期分量，查周期分量等值時(shí)間曲線得= 40（kA2S）（kA2S） 滿足要求（7） 檢驗(yàn)動穩(wěn)定： = 80 滿足要求。故選擇戶內(nèi)ZMD11－12/2500－40A型真空斷路器能滿足要求，： 戶內(nèi)ZMD1112/250040A型真空斷路器數(shù)據(jù) 設(shè)備項(xiàng)目ZMD11－12/2500－40A產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)10kV10kV2500A663A80kA 727MVA 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)：配制在主接線上時(shí)，保證了線路或設(shè)備檢修時(shí)形成明顯的斷口，與帶電部分隔離，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關(guān)時(shí)，必須遵守倒閘操作順序。送電：首先合上母線隔離開關(guān)，其次合上線路側(cè)隔離開關(guān)，最后合上斷路器，停電則與上述相反。隔離開關(guān)的配置：（1） 斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)形成明顯的斷口，與電源側(cè)隔離；（2） 中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；（3） 接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母上宜裝設(shè)1—2組接地刀閘或接地器。63kV及以上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路的隔離開關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘。應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘的隔離開關(guān)；（4） 按在變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)；（5） 當(dāng)饋電線的用戶側(cè)設(shè)有電源時(shí)，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離開關(guān)，但如果費(fèi)用不大，為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓，也可以裝設(shè)。 220kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇（1） 額定電壓選擇： （2） 額定電流選擇： 為最大負(fù)荷之和：220KV母線的最大持續(xù)工作電流為：所以=（A）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以初步選擇戶外GW4－220/2000型隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：額定電壓220kV，最高工作電壓252kV，額定電流2000A，動穩(wěn)定電流40kA，熱穩(wěn)定電流4S為32kA，并帶按地刀閘。③ 校驗(yàn)熱穩(wěn)定： = + 5 = （S）跟斷路器一樣： = = = （）= 3224 = 4096（）　滿足要求④ 校驗(yàn)動穩(wěn)定：icj≤idw icj = （kA） idw = 40kA） 即：＞ 滿足要求由上述計(jì)算表明，選擇GW4－220/2000型隔離開關(guān)能滿足要求，由計(jì)算可列出GW4－： GW4－220/2000型隔離開關(guān)數(shù)據(jù) 設(shè)備項(xiàng)目 GW4－220/2000產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)252kV253kV2000A40kA 110kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇（1） 額定電壓： = 110 = （kV）；（2） 額定電流： 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶外GW5－110G/1250型隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：額定電壓110kV，最高工作電壓126kV，額定電流1250A，動穩(wěn)定電流80kA。③ 檢驗(yàn)熱穩(wěn)定：與110kV側(cè)斷路器相同 = = =（）＝4＝3969（kA2S）即：滿足要求④ 檢驗(yàn)動穩(wěn)定：= （kA） = 80（kA）即：＞ 滿足要求由于上述計(jì)算選擇GW5－110G/1250型戶外隔離開關(guān)能滿足要求，： GW5－110G/1250型戶外隔離開關(guān)數(shù)據(jù) 設(shè)備項(xiàng)目GW5－110G/1250產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)126kV125kV1250A429A80kA 10kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇（1） 額定電壓： （2） 額定電流： 由上述計(jì)算數(shù)據(jù)可以初步選擇GN22Q型隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：額定電壓10kV，額定電流2000A，動穩(wěn)態(tài)電流40KA，5S熱穩(wěn)態(tài)電流36kA。③ 校驗(yàn)熱穩(wěn)定電流，同10kV斷路器一樣，= （S）= = （） = 3625 = 6480（） 即：滿足要求。 ④ 校驗(yàn)動穩(wěn)定電流：＜ = （kA） = 40（kA）即：＜滿足要求故選擇型戶內(nèi)隔離開關(guān)能滿足要求，： GN22Q型戶內(nèi)隔離開關(guān)數(shù)據(jù) 設(shè)備項(xiàng)目GN22Q產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)10kV10kV2000A663A40kA 母線型號選擇及校驗(yàn)根據(jù)矩形、槽形和管形母線的使用范圍、母線的截面形狀，應(yīng)該保證集膚效應(yīng)系數(shù)盡可能低、散熱良好、機(jī)械強(qiáng)度高、安裝簡便和連接方便以及變電所的周圍環(huán)境和實(shí)際情況母線的選擇。 220KV母線的選擇（一）母線型號選擇一般情況下采