電力工程15-第15章-電氣設(shè)備的選擇課件

1、 第四篇 電力工程設(shè)計(jì)與管理 Part 4 Power Engineering Design and Management 電氣主接線 電力網(wǎng)絡(luò)接線的設(shè)計(jì) 電氣設(shè)備的選擇電力工程管理 第15章 電氣設(shè)備的選擇 風(fēng)江水電站位于湖南省西部，電站建成后將向株州市等地供電。電力系統(tǒng)接線如圖所示。電站將在相距70公里處的株州變電所接入系統(tǒng)，電站自用電率0.4%，當(dāng)?shù)刈罡邭鉁?1，最熱月平均氣溫28.5， 設(shè)計(jì)代建水電站的電氣主接線以及接入系統(tǒng) 電氣主接線的設(shè)計(jì)概述 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)及發(fā)電廠、變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)

2、濟(jì)性密切相關(guān)，并對(duì)電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響。因此，必須處理好各方面的關(guān)系，綜合分析有關(guān)影響因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線方案。 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、運(yùn)行靈活、維護(hù)方便等基本要求下，力爭(zhēng)節(jié)約投資，降低造價(jià)，并盡可能采用先進(jìn)技術(shù)，堅(jiān)持供電可靠、技術(shù)先進(jìn)、安全使用、經(jīng)濟(jì)美觀的原則。環(huán)保與美觀是目前電氣設(shè)計(jì)不得不考慮的因素!環(huán)保與美觀是目前電氣設(shè)計(jì)不得不考慮的因素! 電氣主接線的設(shè)計(jì)依據(jù) 電氣主接線的設(shè)計(jì)依據(jù)是設(shè)計(jì)任務(wù)書，主要包括以

3、下內(nèi)容： （1）發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用（2）發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)容量。3）負(fù)荷的性質(zhì)（4）電力系統(tǒng)備用容量的大小以及系統(tǒng)對(duì)電氣主接線提供的具體資料。 （5）環(huán)境條件，如當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度等，這些因素對(duì)主接線中電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。設(shè)計(jì)內(nèi)容系統(tǒng)接入設(shè)計(jì) 根據(jù)待建水電站在系統(tǒng)中的地位、作用、運(yùn)行方式和輸送功率、距離，選擇技術(shù)上滿足要求的水電站與系統(tǒng)連接輸電線路的回路數(shù)、電壓等級(jí)、導(dǎo)線規(guī)格。確定待建水電站技術(shù)上滿足要求的地方用戶供電方案：供電線路回路數(shù)、電壓等級(jí)、導(dǎo)線規(guī)格。設(shè)計(jì)水電廠接入點(diǎn)系 統(tǒng) 根據(jù)待建水電站電壓等級(jí)

4、、機(jī)組臺(tái)數(shù)、功率輸送情況，擬訂滿足供電可靠性和水電站各種運(yùn)行方式要求的主變壓器可選用方案（主變類型、臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)）。設(shè)計(jì)內(nèi)容主變選擇設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)水電廠接入點(diǎn)系 統(tǒng) 保留23個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又能滿足任務(wù)書要求的方案，通過對(duì)選用方案經(jīng)濟(jì)比較，選定綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最優(yōu)的水電站主變方案。根據(jù)所確定的主變方案和進(jìn)出線回路數(shù)，通過分析、論證，確定待建水電站各電壓等級(jí)的主接線型式。設(shè)計(jì)內(nèi)容主接線選擇設(shè)計(jì)綜合比較投資費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)系設(shè)計(jì)內(nèi)容高壓電氣設(shè)備選擇本課程要求掌握內(nèi)容根據(jù)待建水電站在系統(tǒng)中的地位、作用、運(yùn)行方式和輸送功率、距離，選擇技術(shù)上滿足要求的水電站與系統(tǒng)連接輸電線路的回路數(shù)、電壓等級(jí)、導(dǎo)線規(guī)格。確定

5、待建水電站技術(shù)上滿足要求的地方用戶供電方案：供電線路回路數(shù)、電壓等級(jí)、導(dǎo)線規(guī)格。（輸電線路規(guī)格確定）根據(jù)待建水電站電壓等級(jí)、機(jī)組臺(tái)數(shù)、功率輸送情況，擬訂滿足供電可靠性和水電站各種運(yùn)行方式要求的主變壓器可選用方案（主變類型、臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)）。保留23個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又能滿足任務(wù)書要求的方案，通過對(duì)選用方案經(jīng)濟(jì)比較，選定綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最優(yōu)的水電站主變方案。根據(jù)所確定的主變方案和進(jìn)出線回路數(shù)，通過分析、論證，確定待建水電站各電壓等級(jí)的主接線型式。設(shè)計(jì)待建水電站自用電接線，選用自用電變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)。手算所選短路點(diǎn)的三相短路電流，選擇水電站發(fā)電機(jī)低壓和高壓電氣設(shè)備：斷路器、隔離開關(guān)、母線、TA、T

6、V等。（設(shè)備選擇基本概念,TA、TV配置原則）1）選擇 材料型號(hào) ：LGJ、LGJJ、LGJQ 按輸送功率、輸送距離確定電壓等級(jí)（表15）按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面其中：j 為經(jīng)濟(jì)電流密度，根據(jù) 、導(dǎo)線材料查表或圖（圖152）可得；根據(jù)計(jì)算所得Sj，查表可得導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)截面。綜合考慮投資、年運(yùn)行費(fèi)和國(guó)家當(dāng)時(shí)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策而確定的電流密度，可使選擇的導(dǎo)體年計(jì)算費(fèi)用最小。輸電線路選擇2）校驗(yàn) 發(fā)熱校驗(yàn)正常運(yùn)行：一回線故障：電能少送部分不能超過系統(tǒng)容量的15 電暈校驗(yàn)（表155）則不需校驗(yàn) 電壓損耗校驗(yàn)正常運(yùn)行：一回線故障：校驗(yàn)不滿足要求： 1）增加回路數(shù)（小于220KV） 2）分裂導(dǎo)線（大于等于22

7、0KV）主變壓器的選擇發(fā)電廠主變壓器變電所變壓器發(fā)電廠、變電所主變壓器的選擇一、確定主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的原則 發(fā)電廠主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的原則 變電所主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的原則二、變壓器型式的選擇原則 相數(shù)的確定 繞組數(shù)的確定 調(diào)壓方式的確定 繞組接線組別的確定 冷卻方式的確定 發(fā)電廠主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的原則 200MW及以上發(fā)電機(jī)采用單元接線時(shí)， 變壓器容量按下列條件大者選擇 1.發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度來確定。 2.發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)輸出容量扣除廠用負(fù)荷 采用擴(kuò)大單元時(shí)，應(yīng)盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應(yīng)等于按上述條件算出的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)容量之和。具有發(fā)電機(jī)電壓母

8、線接線的主變壓器容量的確定 具有發(fā)電機(jī)電壓母線接線的主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的確定 （1）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上負(fù)荷最小時(shí)，能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)。 （2）當(dāng)接在發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)組停用時(shí)，主變壓器應(yīng)能從系統(tǒng)中倒送功率。 （3）根據(jù)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求（如水電站充分利用豐水季節(jié)的水能）而限制本廠輸出功率時(shí)，能供給發(fā)電機(jī)電壓母線的最大負(fù)荷。 （4）發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)連接的變壓器一般為兩臺(tái)。對(duì)小型發(fā)電廠，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器宜設(shè)置一臺(tái)。對(duì)裝設(shè)兩臺(tái)或以上主變壓器的發(fā)電廠，當(dāng)其中容量最大的一臺(tái)因故退出運(yùn)行時(shí)，其它主變壓器在允許正常過負(fù)荷范圍內(nèi)，應(yīng)能輸送母線剩余功率

9、的70%以上?；鹆Πl(fā)電廠110KV220KV330KV500KV一次降壓變電站35KV二次電壓變電站10KV10KV工廠變壓器臺(tái)220V住宅380V/220V 電力系統(tǒng)示意圖 變電所主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的原則 （1）主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。 （2）有類及負(fù)荷的變電所宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對(duì)重要變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足類及負(fù)荷的供電；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的7080%。 （3）對(duì)城

10、市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。 對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可考慮裝設(shè)3臺(tái)主變壓器。對(duì)不重要的較低電壓等級(jí)的變電所，可以只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。變壓器的臺(tái)數(shù)一般在24臺(tái)之間。滿足最大負(fù)荷的60%-70%滿足重要負(fù)荷變 壓 器 的 型 號(hào) 變壓器相數(shù)的確定 電力變壓器按相數(shù)可分為單相變壓器和三相變壓器兩類，三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比較，價(jià)格低、占地面積小，而且運(yùn)行損耗減少1215。因此，在330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器。但是，隨著電壓的提高，容量的增大，變壓器的外形尺寸及重量均會(huì)增大，可能會(huì)出現(xiàn)由制造廠

11、到發(fā)電廠（或變電所）的運(yùn)輸困難：如隧洞的高度、橋梁的承載能力不足等。若受到限制時(shí)，則宜選用兩臺(tái)小容量的三相變壓器取代一臺(tái)大容量的三相變壓器，或者選用單相變壓器組。 變壓器繞組數(shù)的確定 變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。當(dāng)發(fā)電廠只升高一級(jí)電壓時(shí)或35kV及以下電壓的變電所，可選用雙繞組普通式變壓器。當(dāng)發(fā)電廠有兩級(jí)升高電壓時(shí)，常使用三繞組變壓器或兩臺(tái)雙繞組變壓器。最大機(jī)組容量為125MW以下，每個(gè)繞組的通過容量要達(dá)到該變壓器額定容量的15%以上。 容量大于200MW及以上機(jī)組，一般采用雙繞組變壓器，2個(gè)電壓等級(jí)采用聯(lián)絡(luò)變壓器連接。 變壓器調(diào)壓方式的確定

12、通過切換變壓器的分接頭開關(guān)，改變變壓器高壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電壓切換，稱為無勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在22.5以內(nèi)；另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。 發(fā)電廠在以下情況時(shí)，宜選用有載調(diào)壓變壓器： （1）當(dāng)潮流方向不固定，且要求變壓器副邊電壓維持在一定水平時(shí)； （2）具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，要求母線電壓恒定時(shí)； （3）發(fā)電機(jī)經(jīng)常在低功率因數(shù)下運(yùn)行時(shí)。 變電所在以下情況時(shí)，宜選用有載調(diào)壓變壓器： （1）地方變電所、工廠、企業(yè)的自用變電所經(jīng)常出現(xiàn)日負(fù)荷變化幅度很大的情況時(shí)，又要求滿足電能質(zhì)量往往需要裝設(shè)有載

13、調(diào)壓變壓器； （2）330kV及以上變電站，為了維持中、低壓電壓水平需要裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器； （3）110kV及以下的無人值班變電站，為了滿足遙調(diào)的需要應(yīng)裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器。 變壓器調(diào)壓方式的確定 變壓器繞組接線組別的確定 我國(guó)110kV及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“YN”聯(lián)接；35kV采用“Y”聯(lián)接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地；35kV以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“D”聯(lián)接。因此，普通雙繞組一般選用YN，d11接線；三繞組變壓器一般接成YN，y，d11或YN，yn，d11等形式。 變壓器冷卻方式的選擇 變壓器的冷卻方式主要有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷

14、卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、水內(nèi)冷變壓器、SF6充氣式變壓器等。設(shè)計(jì)內(nèi)容高壓電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備在運(yùn)行中的兩種工作狀態(tài)第一，正常工作狀態(tài)指運(yùn)行參數(shù)都不超過額定值，電氣設(shè)備能夠長(zhǎng)期而經(jīng)濟(jì)地工作的狀態(tài)。第二，短路時(shí)工作狀態(tài)指電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，電氣設(shè)備要流過很大的短路電流。選擇的設(shè)備應(yīng)該滿足何種條件？如何選擇？電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)的一般條件為了保障高壓電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，高壓電氣設(shè)備選擇總原則：按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇；按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)；按環(huán)境工作條件如溫度、濕度、海拔等選擇。第一，第二，第三， 額定電壓 高壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，

15、最高運(yùn)行電壓一般不超過1.1UNs 。（電網(wǎng)的額定電壓） 一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓可達(dá)1.11.15UN(電氣設(shè)備的額定電壓)。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UNs的條件選擇，即 UN UNs 額定電流電氣設(shè)備的額定電流N是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許通過電流。 N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max，即N max 。 按環(huán)境工作條件校驗(yàn)在選擇電氣設(shè)備時(shí)，還應(yīng)考慮電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件，當(dāng)氣溫、溫度、海拔高度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。 當(dāng)周圍環(huán)境溫度0和電氣設(shè)備額定環(huán)境

16、溫度不等時(shí)，其長(zhǎng)期允許工作電流應(yīng)乘以修正系數(shù)K，即公式中的N一般為25。海拔對(duì)絕緣的影響內(nèi)絕緣。電力設(shè)備內(nèi)部的絕緣。包括固體介質(zhì)、液體介質(zhì)或氣體介質(zhì)的絕緣以及由不同介質(zhì)構(gòu)成的組合絕緣。外部大氣條件對(duì)內(nèi)絕緣基本沒有影響。但材料的老化、高溫、連續(xù)加熱以及受潮等因素對(duì)內(nèi)絕緣的絕緣強(qiáng)度有不利的影響。內(nèi)絕緣若發(fā)生擊穿，一般說來，它的絕緣強(qiáng)度是不能自行恢復(fù)的。外絕緣。在直接與大氣相接觸的條件下工作的電工設(shè)備的各種不同形式的絕緣。包括空氣間隙和電力設(shè)備固體絕緣的外露表面。外絕緣在放電停止后，其絕緣強(qiáng)度通常能迅速地完全恢復(fù)并與重復(fù)放電的次數(shù)無關(guān)。外絕緣的絕緣強(qiáng)度與外部大氣條件密切相關(guān)。電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)條件為

17、了保障高壓電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，高壓電氣設(shè)備選擇總原則：按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇；按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)；按環(huán)境工作條件如溫度、濕度、海拔等選擇。第一，第二，第三，為什么需要進(jìn)行校驗(yàn)？短路電流引起發(fā)熱發(fā)熱對(duì)電氣設(shè)備造成以下幾種不良影響。（1）機(jī)械強(qiáng)度下降。（2）接觸電阻增加。（3）絕緣性能下降。 電氣設(shè)備流過短路電流時(shí)的危害 載流部分可能因?yàn)殡妱?dòng)力而振動(dòng)，或 者因電動(dòng)力所產(chǎn)生的應(yīng)力大于其材料 允許應(yīng)力而變形，甚至使絕緣部件或 載流部件損壞。 電氣設(shè)備的電磁繞組，受到巨大的電 動(dòng)力作用，可能使繞組變形或損壞。 巨大的電動(dòng)力可能使開關(guān)電器的觸頭 瞬間解除接觸壓力，

18、甚至發(fā)生斥開現(xiàn) 象，導(dǎo)致設(shè)備故障。第一,第二,第三,短路電流計(jì)算原則？最大運(yùn)行方式，可能出現(xiàn)的最嚴(yán)重的短路電流。 短路條件校驗(yàn)短路電流計(jì)算條件 （1）接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（最大運(yùn)行方式），但不考慮在切換過程中可能短時(shí)并列的接線方式(如切換廠用變壓器時(shí)的并列)。 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； 短路條件校驗(yàn)短路電流計(jì)算條件 （2）短路種類一般按三相短路驗(yàn)算，若其它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。 （3）短路計(jì)算時(shí)間： 在進(jìn)行短路電流熱效應(yīng)校驗(yàn)時(shí)，短路計(jì)算時(shí)間 等于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與相應(yīng)斷路器的全開斷時(shí)間： 短路條件校驗(yàn)短

19、路電流計(jì)算條件 （4）計(jì)算短路點(diǎn)選擇通過電器的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)。 短路條件校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 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。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為 或式中 im、M短路沖擊電流及最大有效值電流； ies 、es電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。 短路條件校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)（不至于被融化） 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 t 廠家給的電氣設(shè)備在時(shí)間t秒內(nèi)的熱穩(wěn)定電流。 t與t相對(duì)應(yīng)的時(shí)間。 Qk在計(jì)算時(shí)間內(nèi)短路電流的熱效應(yīng)。（1）用熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷 時(shí)間保證，故可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。（

20、2）采用限流熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)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(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：短路電流產(chǎn)生熱量計(jì)算由哪些因素決定？與動(dòng)穩(wěn)定短路電流計(jì)算的區(qū)別？計(jì)算時(shí)間的設(shè)定 開斷電器應(yīng)能在最嚴(yán)重的情況下開斷短路電流，考慮到主保護(hù)拒動(dòng)等原因，按最不利情況（考慮延時(shí)或后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間）當(dāng)保護(hù)為延時(shí)或后備時(shí)，需要加上相應(yīng)的時(shí)間計(jì)算時(shí)間內(nèi)短路電流的熱量計(jì)算短路電流是在變化的，可分為周期分量和非周期分量，短路電流熱效應(yīng)值Qk的計(jì)算 短路全電流中包含周期分量Ip和非周期分量Inp，其熱效應(yīng)Qk也由兩部分構(gòu)成：周期分量熱效應(yīng)計(jì)算需要三個(gè)時(shí)刻的電流值，可

21、以通過查運(yùn)算曲線獲得。Qk的計(jì)算非周期分量Qnp計(jì)算式中Ta為非周期分量時(shí)間常數(shù)值 計(jì)算時(shí)間大于1秒時(shí)，忽略非周期分量熱效應(yīng)影響T為非周期分量等效時(shí)間 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)條件為了保障高壓電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，高壓電氣設(shè)備選擇總原則：按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇；按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定（短路電流的最大峰值或有效值）、熱穩(wěn)定（一段時(shí)間內(nèi)短路電流產(chǎn)生的熱量）校驗(yàn)；按環(huán)境工作條件如溫度、濕度、海拔等選擇。第一，第二，第三，電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)項(xiàng)目表設(shè)備名稱額定電壓額定電流開斷能力短路電流校驗(yàn)環(huán)境條件其它動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器操作性能負(fù)荷開關(guān)操作性能隔離開關(guān)操作性能熔斷器上、下級(jí)間配合電流互

22、感器電壓互感器二次負(fù)荷、準(zhǔn)確等級(jí)支柱絕緣字二次負(fù)荷、準(zhǔn)確等級(jí)穿墻套管母線電纜注：表中“”為選擇項(xiàng)目，“”為校驗(yàn)項(xiàng)目。 高壓斷路器選擇一般635kV選用真空斷路器，35500kV選用六氟化硫斷路器。 高壓斷路器選擇額定電壓與電流選擇 高壓斷路器選擇額定開斷電流 在額定電壓下，斷路器能保證正常開斷的最大短路電流稱為額定開斷電流Nbr。在高壓斷路器中其值不應(yīng)小于實(shí)際開斷瞬間短路電流周期分量k ，即 一般： 高壓斷路器選擇短路關(guān)合電流 在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，動(dòng)、靜觸頭間在未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過（預(yù)擊穿），更容易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞。 斷路器在

23、關(guān)合短路電流時(shí)，不可避免地在接通后又自動(dòng)跳閘，此時(shí)還要求能夠切斷短路電流，因此，額定關(guān)合電流是斷路器的重要參數(shù)之一。為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器的額定關(guān)合電流iNcl不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值ich ， 即接下來，還需要進(jìn)行熱穩(wěn)定，動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)！ 高壓隔離開關(guān)的選擇：不需要進(jìn)行開斷電流和開 合電流的選擇 隔離開關(guān)選擇及校驗(yàn)條件除額定電壓、電流、動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)外，還應(yīng)看其種類和形式的選擇，其型式應(yīng)根據(jù)配電裝置特點(diǎn)和要求及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件來確定。使用場(chǎng)合特 點(diǎn)參 考 型 號(hào)屋內(nèi)屋內(nèi)配電裝置成套高壓開關(guān)柜三級(jí)， 10kV以下GN2，GN6，GN8，GN19發(fā)電機(jī)回路，大電流回路單極，大電流300

24、013000AGN10三級(jí)，15kV，200600AGN11三級(jí)，10kV，大電流20003000AGN18，GN22，GN2單極，插入式結(jié)構(gòu)，帶封閉罩20 kV，大電流1000013000AGN14屋外220kV及以下各型配電裝置雙柱式，220kV及以下GW4高型，硬母線布置V型，35110kVGW5硬母線布置單柱式，220500 kVGW620kV及以上中型配電裝置三柱式，220500 kVGW7 例 試選擇容量為25MW， 的發(fā)電機(jī)出口斷路器及回路的隔離開關(guān)。 已知發(fā)電機(jī)出口短路時(shí)，系統(tǒng)側(cè)電抗 （基準(zhǔn)容量 ），系統(tǒng)等值機(jī)容量為400MVA 。發(fā)電機(jī)主保護(hù)時(shí)間 ，后備保護(hù)時(shí)間 ，配電裝置內(nèi)

25、最高室溫為+40。 例計(jì)算數(shù)據(jù)SN10-10III/2000型斷路器GN2-10/2000型隔離開關(guān)電流互感器的配置原則 （1）每條支路的電源側(cè)均裝設(shè)足夠數(shù)量的電流互感器，供該支路測(cè)量、保護(hù)使用。此原則同于開關(guān)電器的配置原則，因此有斷路器與電流互感器緊鄰布置。配置的電流互感器應(yīng)滿足下列要求：1）一般應(yīng)將保護(hù)與測(cè)量用的電流互感器分開；2）盡可能將電能計(jì)量?jī)x表互感器與一般測(cè)量用互感器分開，前者必須使用0.5級(jí)互感器，并應(yīng)使正常工作電流在電流互感器額定電流的2/3 左右；3）保護(hù)用互感器的安裝位置應(yīng)盡量擴(kuò)大保護(hù)范圍，盡量消除主保護(hù)的不保護(hù)區(qū)；4）大接地電流系統(tǒng)一般三相配置以反應(yīng)單相接地故障；小電流接

26、地系統(tǒng)發(fā)電機(jī)、變壓器支路也應(yīng)三相配置以便監(jiān)視不對(duì)稱程度，其余支路一般配置于A、C相。 （2）為了減輕內(nèi)部故障時(shí)發(fā)電機(jī)的損傷，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線側(cè)。為了便于分析和在發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測(cè)量?jī)x表的宜裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)。電流互感器的配置原則 （3）配備差動(dòng)保護(hù)的元件，應(yīng)在元件各端口配置電流互感器，當(dāng)各端口屬于同一電壓級(jí)時(shí)，互感器變比應(yīng)相同，接線方式相同。Y，d11接線組別變壓器的差動(dòng)保護(hù)互感器接線應(yīng)分別為三角形與星形，以實(shí)現(xiàn)兩側(cè)二次電流的相位校正同時(shí)低壓側(cè)變流比Kb與高壓側(cè)變流比Kh的關(guān)系為Kb=KhKT/ 3，其中KT為變壓器的變比（KT=高

27、壓/低壓）。 （4）為了防止支持式電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)。 電壓互感器的配置原則 電壓互感器配置原則是：應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求；保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不失壓、同期點(diǎn)兩側(cè)都能方便地取壓。通常如下配置： （1）母線。 6220kV電壓級(jí)的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁路母線則視回路出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的需要而確定。 （2）線路。當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路斷路器外側(cè)有無電壓，供同期和自動(dòng)重合閘使用，該側(cè)裝一臺(tái)單相電壓互感器。 （3）發(fā)電機(jī)。 一般在出口處裝兩組。一組（三只單相、雙繞組D，y接線）用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置。一組

28、供測(cè)量?jī)x表、同期和繼電保護(hù)使用，該組電壓互感器采用三相五柱式或三只單相接地專用互感器， Y，y，接成接線，輔助繞組接成開口三角形，供絕緣監(jiān)察用。 電壓互感器的配置原則 當(dāng)互感器負(fù)荷太大時(shí)，可增設(shè)一組不完全星形連接的互感器，專供測(cè)量?jī)x表使用。50MW及以上發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)常還設(shè)一單相電壓互感器，用于100%定子接地保護(hù)。 （4）變壓器 變壓器低壓側(cè)有時(shí)為了滿足同步或繼電保護(hù)的要求，設(shè)有一組電壓互感器。 （5）330500kV電壓級(jí)的電壓互感器配置：雙母線接線時(shí)，在每回出線和每組母線三相上裝設(shè)。一個(gè)半斷路器接線時(shí)，在每回出線三相上裝設(shè)，主變壓器進(jìn)線和每組母線上則根據(jù)繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求，在一相或三相上裝設(shè)。線路與母線的電壓互感器二次回路不切換。短路沖擊電流及最大有效值電流計(jì)算1.無窮大電源系統(tǒng)三相短路2.非無窮大電源系統(tǒng)三相短路無窮大電源供電系統(tǒng)的三相短路故障故障發(fā)生后電流中會(huì)出現(xiàn)哪些分量？何種情況短路電流最大？短路沖擊電流和最大有效值電流的出現(xiàn)時(shí)間？短路電流的最大值約在短路后的T/2（0.01S）時(shí)刻出現(xiàn)。 沖擊系數(shù)短路沖擊電流