【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 進(jìn)行設(shè)備校驗(yàn)時(shí)規(guī)定設(shè)備的溫度必須小于允許的數(shù)值即 公式(5—3)（為短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)；為電氣設(shè)備運(yùn)行允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流；t為電氣設(shè)備運(yùn)行允許通過(guò)的熱穩(wěn)定時(shí)間)動(dòng)穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足的條件為： 或者 公式(5—4)(、分別為短路沖擊電流幅值和有效值）（、分別為電氣設(shè)備允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值和有效值） 斷路器的選擇 高壓斷路器是變電站的主要設(shè)備之一，高壓斷路器選擇的合適與否，直接影響變電所在正常狀態(tài)下的運(yùn)行，同時(shí)也影響變電站在故障狀態(tài)下能否可靠的切除故障部分。斷路器的選擇內(nèi)容比較多，在接下來(lái)的斷路器選擇校驗(yàn)中一一列舉出來(lái)。斷路器是一件功能比較強(qiáng)大的設(shè)備。在正常運(yùn)行時(shí)或者故障時(shí)都可以發(fā)揮出它的作用。斷路器被認(rèn)為是接通和切斷電路的控制電器。短路選擇時(shí)需要注意的地方比較多，并且不同電壓等級(jí)適用的斷路器類型也不盡相同。接下來(lái)就對(duì)斷路器的選擇進(jìn)行具體的分析。 斷路器選擇內(nèi)容斷路器滅弧能力較強(qiáng)，并且種類眾多有油斷路器、斷路器等。斷路器型式的選擇需要依據(jù)安裝地點(diǎn)的環(huán)境特點(diǎn)、工作條件等。前幾十年，我國(guó)實(shí)際運(yùn)行的變電站中主要使用油斷路器，但由于使用油斷路器雖然占地面積少、廉價(jià)，但其運(yùn)行時(shí)的開(kāi)斷性能差并且發(fā)生的故障比較多，近年來(lái)，油斷路器漸漸被斷路器以及真空斷路器所取代。氣體雖然是一種有毒的氣體，但是它有著非常高的絕緣性能，只要在該設(shè)備運(yùn)行期間合理保護(hù)，它的性價(jià)比還是非常高的。在我國(guó)現(xiàn)有的220kV及以上變電站中得到廣泛應(yīng)用。而真空斷路器利用真空作為絕緣和滅弧介質(zhì)。在高真空的條件下電弧很容易熄滅，短路時(shí)間就變短，從而使設(shè)備受到短路電流的沖擊就小了。此外，這種類型的斷路器還具有十分多的優(yōu)點(diǎn)。真空斷路器在35kV及以下的配電裝置中已獲得非常廣泛的使用。但真空斷路器在切斷短路電流及分合電動(dòng)機(jī)負(fù)荷時(shí)會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，因此需要氧化鋅避雷器等過(guò)電壓保護(hù)。接下來(lái)對(duì)斷路器的選擇進(jìn)行具體介紹。額定電壓和額定電流的選擇斷路器的額定電壓、額定電流的選擇需要滿足： 、 公式(5—5)（、分別為斷路器的額定電壓和電網(wǎng)電壓；、分別為斷路器的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流）開(kāi)斷電流選擇斷路器出來(lái)滿足正常工作條件以外，還應(yīng)保證在故障時(shí)能有效切除故障部分，可靠地切斷最大短路電流。一般情況下，用額定開(kāi)斷電流來(lái)表示斷路器開(kāi)斷短路電流的能力。在給定電網(wǎng)電壓的條件下，高壓斷路器的開(kāi)斷電流應(yīng)該大于流過(guò)斷路器的短路電流的有效值，即 公式(5—6)（指斷路器的額定開(kāi)斷電流、指短路電流的有效值） 短路關(guān)合電流的選擇如果在斷路器合閘時(shí)線路上已經(jīng)有一些問(wèn)題，那么此時(shí)關(guān)合短路電流就更加困難，為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器額定關(guān)合電流應(yīng)大于短路電流最大沖擊值，即 公式(5—7)（指斷路器額定關(guān)合電流、指短路電流最大沖擊值）短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器的熱穩(wěn)定是由制造廠給出的斷路器熱穩(wěn)定時(shí)間t內(nèi)的熱穩(wěn)定電流表示。也就是要滿足在給定時(shí)間內(nèi)，熱穩(wěn)定電流通過(guò)斷路器時(shí)，其各部分的發(fā)熱溫度不會(huì)超過(guò)最大短時(shí)發(fā)熱溫度。因此，斷路器名牌上規(guī)定的短時(shí)允許發(fā)熱量應(yīng)該大于短路時(shí)間內(nèi)發(fā)出的熱量，即高壓斷路器的極限通過(guò)允許電流，若大于三相短路時(shí)通過(guò)斷路器的沖擊電流，動(dòng)穩(wěn)定就滿足要求，即在油斷路器、斷路器等個(gè)類型的斷路器中性能最好的是真空斷路器，其次是六氟化硫斷路器，但由于目前沒(méi)有220kV電壓等級(jí)的斷路器。因此，在220kV側(cè)斷路器選用六氟化硫斷路器，在10kV側(cè)選用真空斷路器，這樣更加經(jīng)濟(jì)。 隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)也是變電站常用的電氣設(shè)備之一。在變電站設(shè)計(jì)中使用的數(shù)量比較多。隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合電流的能力是非常低的。一般情況下該類開(kāi)關(guān)只在設(shè)備停止運(yùn)行退出工作時(shí)切斷不帶電的線路，從而保證與帶電部分分開(kāi)，起著隔離電壓的作用。在倒閘操作時(shí)，斷路器先彈開(kāi)使線路斷電，之后隔離開(kāi)關(guān)再斷開(kāi)使之與帶電部分隔離，從而完成任務(wù)。并且隔離開(kāi)關(guān)還具有一定的分合小電流的能力。 隔離開(kāi)關(guān)選擇內(nèi)容隔離開(kāi)關(guān)也需要按照不同的依據(jù)來(lái)選擇校驗(yàn)，包括電壓、型式等的選擇。在變電站中，隔離開(kāi)關(guān)在很多地方都需要進(jìn)行配置。比如在各種接線的斷路器兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開(kāi)關(guān)，作為斷路器檢修時(shí)隔離電源；還有在出線側(cè)也有必要安裝一些隔離開(kāi)關(guān)，當(dāng)線路外側(cè)停電的時(shí)候可以用來(lái)隔離電源等 熔斷器的選擇高壓熔斷器的選擇條件包括額定電壓、額定電流、裝置種類、構(gòu)造型式、開(kāi)斷電流。 熔斷器選擇內(nèi)容（1）按額定電壓選擇對(duì)于熔斷器額定電壓的選擇，應(yīng)該保證熔斷器的額定電壓大于或者等于電網(wǎng)的額定電壓。選擇熔斷器的額定電壓時(shí)，不能太高也不能太低，如果選擇的電壓太高或者太低都會(huì)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行帶來(lái)不利的影響。若用于與熔斷器額定電壓相等的電網(wǎng)中，那么就沒(méi)有這種危險(xiǎn)。（2）按額定電流選擇①熔管額定電流選擇：為了保證熔斷器殼不致?lián)p壞，高壓熔斷器的熔管額定電流應(yīng)大于或者等于熔體的額定電流。②熔體額定電流選擇：熔體的額定電流應(yīng)該根據(jù)電力變壓器回路最大工作電流選擇：k—可靠系數(shù)(，一組電力電容器時(shí)k )。 具體計(jì)算（1）所用變側(cè)熔斷器:所用變?nèi)萘繛?15kVA， 公式(5—8)所用熔斷器電流應(yīng)該大于熔斷器的額定電流故選擇RN1 ，10kV ，30A ，開(kāi)斷容量為200MVA表51 所選熔斷器的具體參數(shù)型號(hào)額定電壓(kV)額定電流（A）最大開(kāi)斷容量（MVA）最大切除電流（有效值）（kA）最小切斷電流或過(guò)電壓倍數(shù)RN21030200（2）電壓互感器側(cè)熔斷器：由于電壓互感器二次側(cè)電流很小，故選擇RN2 10kV 表52 所選熔斷器的具體參數(shù)型號(hào)額定電壓(kV)額定電流（A）最大開(kāi)斷容量（MVA）最大切除電流（有效值）（kA）最小切斷電流或過(guò)電壓倍數(shù)RN21050100050～（A） 互感器的選擇 互感器是變換電壓、電流的電氣設(shè)備，它的功能有很多，主要是進(jìn)行一次以及二次之間的聯(lián)系。主要分為電壓互感器和電流互感器兩種?；ジ衅鞯拿恳粋€(gè)二次繞組必須有一個(gè)可靠的接地，防止繞組間絕緣損壞而使二次部分長(zhǎng)期存在高電壓。互感器在變電站中起著很多作用，如進(jìn)行電氣部分隔離、將一次回路的大信號(hào)轉(zhuǎn)換為二次回路的小數(shù)值以便于儀表的測(cè)量以及測(cè)量零序信號(hào)等。 電流互感器的選擇（1）種類和型式的選擇 電流互感器的種類與其他電氣設(shè)備相似，都有屋內(nèi)、屋外之分；并且根據(jù)它的安裝的位置、方式等的不同還可分為穿墻式、支柱式等。按一次繞組匝數(shù)可分為單匝式和多匝式，但一次電流較小時(shí)優(yōu)先采用一次繞組多匝式，220kV及以上電壓等級(jí)，二次額定電流應(yīng)該盡量采用1A。 （2）額定電壓、額定電流的選擇 對(duì)于電流互感器的電流電壓校驗(yàn)的具體方法跟斷路器設(shè)備的選擇是類似的，都是要保證額定電壓大于或者等于安裝處電壓，電流也一樣。（3）準(zhǔn)確級(jí)和額定容量的選擇 為了保證過(guò)程的準(zhǔn)確性，一般情況都是要保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)大于或者等于測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確級(jí)。對(duì)于測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合，；對(duì)于比較重要回路中的互感器，；對(duì)于較小的用電負(fù)荷。（4）熱穩(wěn)定以及動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn) 電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流或一次額定電流的倍數(shù)來(lái)表示，即或。 該設(shè)備在動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)方面所應(yīng)該考慮的就比較多了，首先在單相間不考慮相間的相互作用影響，所以只需要考慮外部電動(dòng)力的影響，而對(duì)于不同相之間，還需要考慮相與相之間的相互作用力的影響。當(dāng)繞組的匝數(shù)比較多的情況下主要考慮內(nèi)部電動(dòng)力產(chǎn)生的影響，當(dāng)出線單匝繞組的情況就主要考慮外部電動(dòng)力。內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 或 公式(5—9)為電流互感器動(dòng)穩(wěn)定電流，為電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù))外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： （N） 公式(5—10) 為電流互感器的允許力，L為絕緣子跨距，a為相間距離。 電壓互感器的選擇 在電氣設(shè)備中，電壓互感器是一種具有轉(zhuǎn)換能力的設(shè)備，它可以通過(guò)一二次繞組將信號(hào)小型化，使測(cè)量?jī)x表和繼電器等裝置變得更小、更加準(zhǔn)確。這種設(shè)備也有幾種不同的類型，比如電容式結(jié)構(gòu)、電磁式結(jié)構(gòu)等。 （1）種類和型式的選擇 在此次變電站設(shè)計(jì)的過(guò)程中，由于110kV或者220kV配電裝置都是比較大的電壓等級(jí)，所以要求也比較高，因此，這兩側(cè)采用電容式結(jié)構(gòu)的互感器。該類電氣設(shè)備型式多樣，更是有多種不同絕緣方式的型式，SF6氣體絕緣型是經(jīng)常使用的，其余的在此就不一一列舉出來(lái)。 （2）電壓互感器的配置在具體工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，電壓互感器的使用也算是很頻繁的，因此對(duì)于電壓互感器的配置方面，值得我們?nèi)ニ伎?、去研究。首先，在母線上經(jīng)常需要裝設(shè)該設(shè)備，主要是用于檢測(cè)。對(duì)于線路部分，在本次設(shè)計(jì)中220kV側(cè)的出線部分都加裝了單相的電壓互感器設(shè)備，因?yàn)樵诔鼍€側(cè)使用單相設(shè)備來(lái)檢同期已經(jīng)可以滿足要求，同時(shí)又考慮一次投資所以配備單相的電壓互感器。在實(shí)際運(yùn)行中變壓器低壓側(cè)也需要安裝一組電壓互感器，主要是為了滿足同期以及繼電保護(hù)的要求。 （3）額定電壓的選擇 電壓互感器的一次側(cè)繞組額定電壓的確定也有一些依據(jù)，首先應(yīng)該考慮高壓側(cè)接線的方式，然后確定電壓等級(jí)等。電壓互感器二次繞組額定電壓通常是100V，但也隨著接線方式的不一樣改變，二次側(cè)的信號(hào)主要供給測(cè)量?jī)x表以及一些保護(hù)設(shè)備使用。接線方式是三相式的電壓互感器，二次繞組電壓是V；單相式設(shè)備單獨(dú)使用的時(shí)候，二次繞組電壓是100V；35kV及以下中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)時(shí)電壓互感器電壓是100/3V。 本次設(shè)計(jì)的屋外配電裝置采用的型式是分相中型。隔離開(kāi)關(guān)分相布置在母線正下方的布置方式就是分相中型。采用該類型的設(shè)計(jì)，具有接線簡(jiǎn)單、占地等優(yōu)點(diǎn)。主保護(hù)時(shí)間迅速，而后備保護(hù)切除故障所花的時(shí)間較多，使短路電流發(fā)熱多，而高壓部分因?yàn)殡妷旱燃?jí)高所以一般采用主保護(hù)時(shí)間計(jì)算短路電流時(shí)間，而用后備保護(hù)時(shí)間來(lái)校驗(yàn)。本次設(shè)計(jì)中在220kV側(cè)以及110kV采用的電流互感器三相配置，每相有6個(gè)。因?yàn)樗碾妷旱燃?jí)較高，所以每相都布置，在每相上都有兩個(gè)用于保護(hù)母線、兩個(gè)用于保護(hù)線路另外兩個(gè)用于測(cè)量以及計(jì)量。在10kV側(cè)，出線側(cè)采用兩相電流互感器布置，每相三個(gè)。在10kV側(cè) 每相分別用于測(cè)量、計(jì)量、保護(hù)。而220kV側(cè)出線側(cè)的電壓互感器采用三個(gè)單相組合的型式。主要是因?yàn)?20kV側(cè)準(zhǔn)同期測(cè)量采用單相電壓互感器就可以滿足要求。 母線的選擇 母線的選擇校驗(yàn)（1）導(dǎo)體選型我們?cè)谶x擇母線時(shí)需要考慮的因素非常多，因此在選擇校驗(yàn)的過(guò)程中應(yīng)該充分考慮到各種因素的影響，并加以分析最后合理選擇母線型號(hào)。目前常見(jiàn)的母線截面有矩形、槽型以及管型。矩形導(dǎo)體有菱角從而會(huì)降低導(dǎo)體的電暈臨界電壓，這是它非常不利的一種條件，一般用于35kV及以下電壓等級(jí)的配電裝置中；管型導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度高、集膚效應(yīng)系數(shù)低，適用于110kV及以上電壓等級(jí)的配電裝置中。（2）導(dǎo)體截面積的選擇導(dǎo)體截面積的選擇有兩種方式，計(jì)算過(guò)程都略微復(fù)雜。第一種是通過(guò)掌握年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)從而進(jìn)行比較來(lái)判定是否可以利用經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。第二種方法就是通過(guò)了解導(dǎo)體在正常運(yùn)行的情況下可以通過(guò)的最大長(zhǎng)期工作電流，并利用這個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)的方法，即 公式(5—11)（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)在選擇導(dǎo)體的時(shí)候，我們需要對(duì)它進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，此時(shí)我們需要考慮到短路時(shí)決定的導(dǎo)體最小截面，即 公式(5—12)其中C為熱穩(wěn)定系數(shù)。（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)發(fā)生短路時(shí)，短路沖擊電流流過(guò)電氣設(shè)備的時(shí)候，會(huì)在設(shè)備間產(chǎn)生相互的作用力，而這種作用力可能會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)生形變。因此對(duì)導(dǎo)體應(yīng)該按彎曲度進(jìn)行應(yīng)力的計(jì)算。在任何情況下都要保證導(dǎo)體材料的允許應(yīng)力要大于或者等于導(dǎo)體所受到的作用力。（5）電暈電壓校驗(yàn)110kV及以上電壓等級(jí)的導(dǎo)體需要按在晴天不發(fā)生電暈現(xiàn)象校驗(yàn)，也就是要保證電暈的臨界電壓要大于導(dǎo)體的最高工作電壓。 設(shè)備選擇計(jì)算體過(guò)程 220kV側(cè)設(shè)備選擇計(jì)算部分 斷路器選擇220kV進(jìn)線側(cè)斷路器選擇具體計(jì)算：額定電壓和額定電流選擇：斷路器安裝處的電網(wǎng)電壓220kV，電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流，即=,由于220kV側(cè)近似認(rèn)為是外接無(wú)窮大系統(tǒng)，在計(jì)算時(shí)可以不計(jì)非周期分量的影響，采用起始次暫態(tài)電流（）進(jìn)行校驗(yàn)，即所選斷路器開(kāi)斷電流要滿足。由=,所選斷路器關(guān)合電流要滿足。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路時(shí)間主要包括繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間、斷路器固有分閘時(shí)間、斷路器開(kāi)斷時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間三部分，即 =++= 公式(5—13) ：；后備保護(hù)為距