发电厂、变电站主接线与设备选择：第46章 电气设备选择(2011-8)

1、第46章 电气设备选择,重点 选择的一般条件共性 选择的特殊条件个性,46.1 电气设备选择的一般条件,按正常工作条件选择额定电压与额定电流并按当地环境条件校核 按短路条件校验热稳定与动稳定,46.1.1 按正常工作条件选择电器（1,75,46.1.1 按正常工作条件选择电器（2,额定电流,76,46.1.1 按正常工作条件选择电器（3,按当地环境条件校核 环境条件如气温、风速、污秽等级、海拔高度、地震强烈程度等 当环境条件不同于额定环境条件时,对电器的额定电压和额定电流修正，引入修正系数。例如： 当电器使用在环境温度高于40(但不高于60)时，环境温度每增高1，建议按减少额定电流1.8%进行

2、修正；当使用在环境温度低于40时，环境温度每降低1，建议按增加额定电流0.5%进行修正，但其最大电流不得超过额定电流的20%。 超过使用条件，采取相应措施,77,46.1.2 按短路情况校验（1,热稳定校验,78,46.1.2 按短路情况校验（2,动稳定校验,79,46.1.2 按短路情况校验（3,80,46.1.2 按短路情况校验（4,短路电流计算条件,81,46.1.2 按短路情况校验（5,82,图46-1,83,46.1.2 按短路情况校验（6,短路计算时间（短路持续时间,84,46.1.2 按短路情况校验（7,85,46.2 母线、电缆（绝缘子、套管）选择,对具体设备的选择应掌握 选择

3、内容（选择项目或选择步骤） 不同设备选择的区别和特点 母线选择项目共6项 1.母线类型 2.截面选择 3.电晕电压校验 4.热稳定校验 5.硬母线动稳定校验 6.硬母线共振校验,86,46.2.1 母线的选择（1,87,46.2.1 母线的选择（2,88,46.2.1 母线的选择（3,2）按经济电流密度选 选择对象：年负荷利用小时数大，电流大，长度大于20米的导体， 但汇流母线除外。 经济截面： 一般，经济截面较大，为节约投资，允许选择小于经济截面的标准截面。此时，还必须按第1）条校核。 电晕电压校验 条件：110kV及以上裸导体，按晴天不发生全面电晕 要求 选软导线型号和管形导体外径大于或等

4、于如下：110kV，LGJ-70或20；220kV，LGJ-300或30就可不校验电晕电压这一条,89,46.2.1 母线的选择（4,热稳定校验,90,46.2.1 母线的选择（5,91,46.2.1 母线的选择（6,92,46.2.1 母线的选择（7,硬母线的动稳定校验 硬母线固定方式是用支柱绝缘子支撑。要校验硬母线弯曲应力和绝缘子根部切力小于材料的允许应力。公式推导应用材料力学知识。以矩形导体计算为例。 1）单条矩形导体构成的母线应力计算 三相水平布置，B相所受最大电动力 最大弯距公式1： （多跨距） 最大弯距公式2： （跨距等于2） 最大相间应力,93,46.2.1 母线的选择（8,母线

5、满足动稳定的要求： 据此，可算出最大允许跨距 一般取跨距为配电装置间隔的宽度。 2）多条矩形导体构成的母线应力计算 相间电动力计算同单条，但多条的截面系数W与单条的不一样。 除相间电动力以外，还有同相条间电动力。 每相由2条组成条间作用力： 每相由3条组成： 上述算式由基本公式 f为单位长度上所受到的力 并考虑电流在各条中的分配和条间实际距离得出。a:母线间距,94,46.2.1 母线的选择（9,条间最大弯距公式： 条间应力： 要求： 在实际计算时， 要求出临界跨距 后才能确定。所以一般根据条间允许应力求得最大允许衬垫跨距： 要求 小于等于 则满足动稳定。 设计中也可先定 再根据满足动稳定条件

6、要求 小于等于 。 导体共振校验 根据导体自振频率避开共振频率条件要求： 小于等于 。 导体自振频率计算公式,95,为了减少条间作用力， 条间通常加衬垫(螺栓,46.2.2 电力电缆的选择,电力电缆选择项目： 1）电缆芯线材料及型号； 2）额定电压； 3）截面选择； 4）允许电压降校验；5）热稳定校验 共5项。 与母线选择的相同与区别： 截面选择和热稳定校验两者相同； 另3项不同。 额定电压选择要求 大于 电压降落算式： 要求,96,U、L：线路的工作电压和长度,46.3 高压断路器与隔离开关的选择（1,46.3.1高压断路器的选择： 高压断路器选择项目：1）高压断路器种类的选择；2）额定电压

7、；3）电流选择；4）开断电流选择；5）短路关合电流的选择；6）热稳定校验；7）动稳定校验共7项。 与其他电气设备选择的区别： 因为高压断路器是开断电器，所以开断性能和关合性能十分重要。 开断电流选择： 有三种情况要考虑。 1）一般要求满足： 式中， 断路器额定开断电流， 开断瞬间短路电流周期分量 一般指三相短路电流 2)在电源附近的断路器（发电机回路），短路电流非周期分量衰减慢，开断瞬间还超过20%，则需计算短路全电流,97,46.3 高压断路器与隔离开关的选择（2,3）对中、慢速断路器，由于开断时间长，短路电流非周期分量衰减较多，少于20%，即 ，此时只需满足： 短路关合电流的选择： 要求断

8、路器能可靠地接通至短路电路，并能可靠地开断短路电流，即要求： 46.3.2 隔离开关的选择 隔离开关选择项目：1）型式选择；2）额定电压选择；3）额定电流选择；4）热稳定校验；5）动稳定校验共5项 与断路器选择的差别：不对开断电流和关合电流选择,98,46.4 电流互感器与电压互感器的选择（1,46.4.1电流互感器选择 电流互感器选择项目：1）一次额定电压和额定电流（最大工作电流尽量接近额定电流）选择；2）二次额定电流选择；3）种类和型式的选择；4）准确级和额定容量的选择；5）热稳定和动稳定校验共5项。 主要差别：准确级和额定容量的选择。 1）互感器的准确级不得低于测量仪表的准确级； 2）根

9、据准确级的概念，必须限制二次负荷不超过该准确级所规定的额定容量。 计算二次侧连接负荷,99,46.4 电流互感器与电压互感器的选择（2,连接导线的电阻可根据电流互感器接线图，由实际长度和接线系数最后确定。 要求： 实际设计时，可计算为满足电流互感器额定容量下，二次导线的允许最小截面： 式中 对单相接线，接线系数为2；对星形接线，为1；对不完全星形接线，为 。 采用铜芯控制电缆，另按照机械强度的要求大于1.5平方毫米。 对于电流互感器热稳定和动稳定能力，是用对额定电流的倍数来表示的,100,46.4 电流互感器与电压互感器的选择（3,46.4.2电压互感器选择 电压互感器选择项目：1）一次额定电

10、压选择（电网电压应在额定电压0.8-1.2倍范围内变化）；2）二次额定电压选择（对三相式100V，单相式100/ ；对剩余电压绕组100V和100/3V接于开口三角形的附加线圈，前者在中性点接地的系统，后者中性点不接地系统）；3）种类和型式的选择；4）准确级和额定容量的选择共4项。 主要差别：不必进行热稳定和动稳定的校验。 准确级和额定容量的选择： 1）互感器的准确级不得低于测量仪表的准确级； 2）根据准确级的概念，必须限制二次负荷不超过该准确级所规定的额定容量,101,46.4 电流互感器与电压互感器的选择（4,102,图44-17 电压互感器的接线方式,46.4 电流互感器与电压互感器的选

11、择（5,103,46.4 电流互感器与电压互感器的选择（6,根据二次负荷的接线要求确定电压互感器的接线方式； 将二次负荷均匀分布在各相上；按有功负荷和无功负荷分别加以统计（找出最大相）； 求得： 要求,104,46.5 限流电抗器的选择,限流电抗器选择项目：1）额定电压选择；2）额定电流选择：3）电抗百分数选择：4）热稳定校验；5）动稳定校验选择共5项。 46.5.1额定电压和额定电流的选择 要求： 对于分裂电抗器，每臂的最大工作电流一般按所接发电机额定电流的70%选择。（理由：电抗器几乎没有过负荷能力；所接发电机事故切断后，可能通过电抗器的电流为发电机额定电流50-80%） 用于变电所的分裂

12、电抗器一般也按主变压器额定电流的70%选择,105,46.5.2 电抗百分数的选择（1,普通电抗器的电抗百分数选择： 1）选择出线电抗器的电抗百分数 原则：将出线短路电流限制到等 于轻型断路器的额定开断电流， 所以，电源到短路点的总电抗为 所需电抗器电抗标幺值： 额定参数条件下的电抗百分值： 选一个百分电抗标准值,106,基准电压,46.5.2 电抗百分数的选择（2,2）正常运行时电压损失校验 原始式子为 3）母线残压校验 当线路电抗器后短路时 通过这三项反复的选择、校验，最后确定一个电抗值。如不满足，可加设快速保护，或加大电抗（满足限流的要求，牺牲正常运行时电压损失的指标,107,46.5.2 电抗百分数的选择（3,电抗有名值、电抗标幺值和电抗百分值间的关系： 电抗有名值 电抗标幺值 电抗百分值 不同额定电流的两个电抗百分值相同的电抗器，它们的限流效果是不同的。电抗器的限流效果用电抗有名值来比较。 额定电流大者，电抗有名值小,108,46.5.2 电抗百分数的选择（4,分裂电抗器电抗百分值的选择 根据限制短路电流到断路器额定开断电流的条件计算分裂电抗器的等值电抗百分值 然后，按照分裂电抗器电源连接的情况换算成单臂电抗器自感电抗百分值。（图45-13）3侧有电源，1侧或2侧短路： 1、2侧有电源，3侧短路,109,46.5.2 电抗百分数的选择（5,再校