第六章設(shè)備選擇6.1設(shè)備選擇的一般原則：應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)；應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致；同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行；各種高壓電器的一般技術(shù)條件如下表6-1所示表6-1各種高壓電器的一般技術(shù)條件序號(hào)電器名稱額定電壓額定電流機(jī)械負(fù)荷額定開斷電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定絕緣水平1高壓斷路器VVVVVVV2隔離開關(guān)VVVVVV3電壓互感器VVVV4電流互感器VVVVVV5限流電抗器VVVVVV6避雷器VVV7絕緣子VVV6.2按正常工作條件選擇電氣設(shè)備額定電壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，有時(shí)會(huì)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低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。通常，規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的1.1?1.5倍，而電網(wǎng)運(yùn)行電壓的波動(dòng)范圍，一般不超過電網(wǎng)額定電壓的1.5倍。因此在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即UQUsn (6-1)額定電流電氣設(shè)備的額定電流是指在額定環(huán)境下，電氣設(shè)備的長期允許電流。應(yīng)不小于該回路的各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，即【N^max (6-2)環(huán)境條件選擇電氣設(shè)備時(shí)，還應(yīng)考慮其安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、污穢、海拔高度、地震烈度、覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣的基本使用條件時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的措施。6.3按短路狀態(tài)校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定校驗(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It2tAQk (6-3)其中：Qk為短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)；It、t分別為電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間。電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為ies二h或Ies習(xí)sh (6-4)式中：ish、Ish分別為短路沖擊電流幅值及其有效值；ies、Ies分別為電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值及其有效值。短路電流計(jì)算為使所選電氣設(shè)備具有足夠的可靠性、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，做驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按照容量和接線、短路類型、計(jì)算短路點(diǎn)的要求來確定。短路計(jì)算時(shí)間熱穩(wěn)定短路計(jì)算時(shí)間tk。該時(shí)間用于檢驗(yàn)電氣設(shè)備在短路狀態(tài)下熱穩(wěn)定，其繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr和相應(yīng)斷路器的全斷開時(shí)間tbr之和，即tk=tpr+tbr (4-5)繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr按我國電氣設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)定：驗(yàn)算電氣設(shè)備時(shí)宜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；驗(yàn)算裸導(dǎo)體宜采用主保護(hù)時(shí)間，如主保護(hù)有死區(qū)時(shí)則采用能對(duì)該死區(qū)起到作用的后被保護(hù)時(shí)間，并采用相應(yīng)出的短路電流；驗(yàn)算電纜時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)等直饋線應(yīng)取主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，其余按后備保護(hù)時(shí)間。式中，tpr保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，主要有主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和后背保護(hù)時(shí)間，當(dāng)為主動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間時(shí)一般去0.05s；當(dāng)為后備保護(hù)時(shí)間一般去2.5s；tbr斷路器全斷開時(shí)間如果缺乏斷路器分閘時(shí)間數(shù)據(jù)，對(duì)快速及中速動(dòng)作的斷路器，取tbr=0.1-0.5,對(duì)于低速動(dòng)

作的斷路器取tbr=0.2s。6.4高壓斷路器的選擇說明額定電壓斷路器的額定電壓，應(yīng)不小于所在電網(wǎng)的額定電壓，即TOC\o"1-5"\h\zUgWUn (4-6)額定電流斷路器的額定電流不小于回路的持續(xù)工作電流，即IgmaxWln (4-7)開斷電流Idt<Ikd或SdtWSkd (4-8)其中：Idt為斷路器實(shí)際開斷時(shí)間t秒的斷路電流周期分量Sdt為斷路器t秒的開端容量Ikd為斷路器的額定開斷電流Skd為斷路器的額定開斷容量動(dòng)穩(wěn)定(4-9)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)是指在沖擊電流作用下，斷路器的載流部分產(chǎn)生的點(diǎn)動(dòng)力是否能導(dǎo)致斷路器損壞。(4-9)'ch'max式中：imax為斷路器極限通過電流峰值i：為三相短路沖擊電流(4-10)熱穩(wěn)定(4-10)L2tdz^It2tI為穩(wěn)態(tài)三相短路電流tdz為斷路電流發(fā)熱等值時(shí)間It為斷路器t秒熱穩(wěn)定電流6.5隔離開關(guān)的選擇說明額定電壓隔離開關(guān)的額定電壓，應(yīng)不小于所在電網(wǎng)的額定電壓，即UgWUn額定電流隔離開關(guān)的額定電流不小于回路的持續(xù)工作電流，即IgmaxWIn動(dòng)穩(wěn)定ich^imax式中：imax為斷路器極限通過電流峰值Ich為三相短路沖擊電流熱穩(wěn)定I^2tdz^It2Ix為穩(wěn)態(tài)三相短路電流tdz為斷路電流發(fā)熱等值時(shí)間It為斷路器t秒熱穩(wěn)定電流6.6母線選擇說明導(dǎo)體一般由銅、鋁合金制成。硬導(dǎo)體截面通常用矩形、槽型和管型?？紤]到集膚效應(yīng)，矩形導(dǎo)體一般用于35kV以下，管型導(dǎo)體一般用于大電流的母線或要求電暈電壓高的110kV配電裝置中。所以在本設(shè)計(jì)中采用管型導(dǎo)體做母線。6.7電流互感器選擇說明6.7.1電流互感器的配置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(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器單元的發(fā)電機(jī)出口、橋形接線的跨條上等，也應(yīng)裝設(shè)電流互感器。其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置要求。測量儀表、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置一般均由單獨(dú)的電流互感器供電或接于不同的二次繞組，因?yàn)槠錅?zhǔn)確度級(jí)要求不同，同時(shí)為了防止儀表開路時(shí)引起保護(hù)的不正確動(dòng)作。110kV及以上大接地短路電流系統(tǒng)的各個(gè)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(gè)回路，據(jù)具體的要求按兩相和三相配置。保護(hù)用電流互感器的配置應(yīng)盡量消除保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)。例如，若有兩組電流互感器或同一組互感器有幾個(gè)二次繞組，應(yīng)使他們之間的部分處于交叉保護(hù)范圍之中。為了防止支持式電流互感器的套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在線路斷路器的出側(cè)或變壓器斷路器的變壓器側(cè)。為減輕發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)的危害，用于自動(dòng)勵(lì)磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在定子繞組的出線側(cè)。這樣，當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障使其出口短路器跳閘后，便沒有故障電流(來自系統(tǒng))流經(jīng)互感器，自勵(lì)電流不致增加，發(fā)電機(jī)電勢不致過大，從而減小故障電流，若互感器布置在中性點(diǎn)側(cè)，則不能達(dá)到上述目的。選擇電流互感器時(shí)，首先要根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)、用途等具體條件確定互感器的結(jié)構(gòu)類型準(zhǔn)確等級(jí)、額定電流比虹;其次要根據(jù)互感器的額定容量和二次負(fù)荷，計(jì)算二次回路連接導(dǎo)線的截面積；最后校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。6-20kV屋內(nèi)配電裝置和高壓開關(guān)柜，一般用LA、LDZ、LFZ型；發(fā)電機(jī)回路和2000A以上回路一般用LMZ、LAJ、LBJ型等；35kV及以上配電裝置一般用油浸瓷箱式結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，常采用LCW系列，在有條件時(shí)，如回路中有變壓器套管、穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資和占地。選擇母線式低電流互感器時(shí)應(yīng)校核其窗口允許穿過的母線尺寸。當(dāng)繼電保護(hù)有特殊要求時(shí)，應(yīng)采用專用的電流互感器。6.7.2技術(shù)條件一次回路電壓UgWUn (4-17)一次回路電流IgmaxWln (4-18)準(zhǔn)確級(jí)：需要根據(jù)接入的測量儀表、繼電器和自動(dòng)裝置等設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求確定。二次負(fù)荷：S2：S2WSn電壓互感器的額定容量Sn，常用額定負(fù)荷阻抗Zn的形式給出，并用歐姆表示。則S2由外接阻抗Z2表示。Z2=r1+r2+r3(n) (4-19)其中：r1為接入電路的儀表串聯(lián)線圈總電阻(Q)r2為接觸電阻，一般去0.1Qr3為連接導(dǎo)線的電阻(Q)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定】chWTIlnKdwKdw為電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，他等于電流互感器極限通過電流峰值idw與一次繞組額定電流【ln峰值之比，即(4-20)Kd=Lw(4-20)W2Iln外部動(dòng)穩(wěn)定有三種情況，分情況具體分析熱穩(wěn)定校驗(yàn)：(4-21)匚2tdwW(IlnKt)(4-21)Kt為電流互感器的1秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)6.8電壓互感器選擇說明6.8.1電壓互感器的配置母線：一般各段工作母線及備用母線上個(gè)裝一組電壓互感器，必要時(shí)旁路母線也裝一組電壓互感器；橋形接線中的兩端各裝一組電壓互感器。用于供電給母線、主變壓器和出現(xiàn)的測量儀表、保護(hù)、同步設(shè)備、絕緣監(jiān)察裝置（6-35kV系統(tǒng)）等。（2） 6-220kV母線在三相上裝設(shè)：其中，6-20kV母線的電壓互感器，一般為電磁型三相五柱式；35-220kV母線的電壓互感器，一般由三臺(tái)單相三繞組電壓互感器構(gòu)成，35kV為電磁式，110-220kV為電容式或電磁式（為避免鐵磁諧振，以電容式為主）。（3） 主變壓器回路：主變壓器回路中，一般低壓側(cè)裝一組電壓互感器，供發(fā)電廠與系統(tǒng)在低壓側(cè)同步用，并供電給主變壓器的測量儀表和保護(hù)。當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)在高壓側(cè)同步，或利用6-10kV備用母線同步時(shí)，這組互感器可不裝設(shè)。（4） 線路：當(dāng)對(duì)端有電源時(shí)，在出線側(cè)上裝設(shè)一組電壓互感器，供監(jiān)視線路有無電壓、進(jìn)行同步和設(shè)置重合閘用。其中，35-220kV線路在一相上裝設(shè)；330-500kV線路在三相上裝設(shè)。電壓互感器的選擇：根據(jù)安裝地點(diǎn)和用途，確定其結(jié)構(gòu)類型、接線方式和準(zhǔn)確級(jí);確定額定電壓比；計(jì)算電壓互感器的二次負(fù)荷，使其不超過相應(yīng)準(zhǔn)確度和額定容量。電壓互感型式的選擇：電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，在6?35kV屋內(nèi)配電裝置中一般采用油浸式或澆注式電壓互感器。110?220kV配電裝置中一般采用半級(jí)式電磁式電壓互感器。220kV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確級(jí)滿足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。6.8.2技術(shù)條件（1） 一次電壓：U1/1.1Un>U1>0.9Un（2） 二次電壓：按使用情況確定。（3） 準(zhǔn)確等級(jí)：需要根據(jù)接入的測量儀表、繼電器盒自動(dòng)裝置等設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確級(jí)的要求確定。（4） 二次負(fù)荷：S2：S2WSn6.9主要電設(shè)備選擇結(jié)果主要電氣設(shè)備型號(hào)選擇如表6-2所示項(xiàng)目220kV母