发电厂电气部分课设说明书

1、 课程设计报告专 业 新能源科学与工程 班 级 新能131 姓 名 易航 学 号 3130644021 指导教师 杨国清 2016年春季 2目录一、原始资料分析11.1设计原始资料11.2设计任务11.3设计资料分析1二、主接线设计32.1 主接线设计原则32.2 备选主接线方案42.3 技术经济指标对比52.4 拟定主接线6三、厂（站）用电设计73.1 厂用负荷分类及容量统计73.2 厂用电压等级设定83.3 厂用电主接线设计8四、 短路电流计算114.1 机组（或变压器）选型114.2 电路元件参数计算124.3 网络变换144.4 短路点选择144.5 短路电流计算154.6 计算成果汇

2、总28五、电气设备选型295.1 电气设备选型的技术要求295.2 高压断路器选型315.3 隔离开关选型345.4 互感器选型365.5 母线导体的选型41六、附录44附图1、电气主接线图44附图2、厂（站）用电主接线图44附表1、短路电流计算成果表44附表2、高压电气设备选型汇总表452一、原始资料分析1.1设计原始资料1、发电厂情况（1）、类型：火电厂（2）、发电厂容量与台数 MW，发电机电压15.75kV,。（3）、发电厂年利用小时数；（4）、发电厂所在地最高温度40，年平均温度20，气象条件一般，所在地海拔高度低于1000m。2、电力负荷情况（1）、发电机电压负荷：最大20MW，最小

3、10MW，。（2）、110kV电压负荷：最大50MW，最小15MW，。（3）、其余功率送入330kV系统，系统容量15000MVA。归算到330kV母线阻抗为0.02其中MVA。（4）、自用电8%。（5）、供电线路数目发电机电压，架空线路6回，每回输送容量5MW，。110kV架空线路2回，每回输送容量45MW，。330kV架空线路2回，与系统连接。1.2设计任务（1） 原始资料的分析；（2） 主接线的设计；（3） 厂用电的设计；（4） 短路电流的计算；（5） 电气设备的选型。1.3设计资料分析该电厂为中型电厂，其容量为MW，占电力系统容量的，不超过电力系统的检修备用容量8%15%，没有达到事故

4、备用容量10%的限额，这说明该电厂在电力系统中的作用不太重要。年利用小时数，小于电力系统发电机组的平均最大利用小时数，该电厂为火电厂，在电力系统中不承担基荷，从而该电厂的电气主接线可靠性要求不高。发电厂所在地最高温度40，年平均温度20，气象条件一般，所在地海拔高度低于1000m，环境条件要求并不高，因此计算时这些条件可以不予计算。 从负荷特点及电压等级可知，发电机出口15.75kV电压等级负荷不大，共有6回出线，应采用直馈线；110kV电压等级共有2回出线，承担了一部分的负荷，应采用内桥式接线；对于330kV，虽然只有2回出线，然而送出容量MW，可 见对于330kV的接线要求很高。二、主接线

5、设计2.1 主接线设计原则（1） 主接线的设计依据在选择电气主接线时，应以下列各点作为设计依据：发电厂、变电所在电力系统中的地位与作用；发电厂、变电所的分期与最终建设规模；负荷大小与重要性；系统备用容量大小；系统专业对电气主接线提供的具体资料。（2） 主接线设计的基本要求可靠性。可靠性要求主接线满足：断路器检修时，不宜影响对系统的供电；断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电；尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性；大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。灵活性。灵活性要求主接线满足：调度时，应可以灵活地投入和切除发电

6、机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求；检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电；扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。经济性。经济性要求主接线满足：投资省；占地面积小；电能损失少。（3） 电气主接线的设计原则电气主接线设计必须以设计任务书为依据，以国家相关的法规、规程为准则，结合工程的具体特点，全面地综合地加以分析，设计出可靠性高、运行方便灵活而又经济合理的最佳方案。具体设计中还应注意以下几个问题：发电机的容量和台数的考虑、应根据发电厂在系统中的地位和作用，优先选

7、用较大容量的发电机组，因为大机组（我国现为300MW及以上机组）的经济性好。如果附近负荷有供电的要求，一般可以在负荷中心建降压变电所解决。、为便于管理，火力发电厂内一个厂房的机组不宜超过6台。、发电厂最大机组的单机容量应不大于系统总容量的10%。、一个发电厂内发电机组的容量等级不宜过多，最好只有12种，同容量机组应尽量选用同一型式，以方便管理、运行和维护。电压等级及接入系统方式的考虑、大中型发电厂的电压等级不宜多于3级（发电机电压一级，升高电压一级或两级）。大型发电机组要直接升压接入系统主网（目前指330500kV超高压系统）；地区电厂接入110220kV系统。、一般发电厂与系统的连接应有两回

8、或两回以上线路，并接于不同的母线段上，不应因线路故障造成“窝电”现象。个别地方电厂以供给本地负荷为主，仅有少量剩余功率送入系统，也可以用一回线路与系统连接。、35kV及以上高压线路多采用架空线路，10kV线路可用架空线路，也可用电缆线路。保证负荷供电可靠性考虑、对于一级负荷必须有两个独立电源（即发生某种单一故障不会同时停电）供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。、对于二级负荷一般也要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷供电。、对于三级负荷一般只需要一个电源供电。其他方面的综合考虑要考虑的其他因素也很多，如主要设备的供货厂家、交通运输的影

9、响、环境、气象、地震、地质、地形及海拔高度等，都会影响电气主接线的设计，必须综合加以考虑。2.2 备选主接线方案主接线是发电厂电气设计的首要部分，它是由高压电器设备通过连接线组成的汇集和分配电能的电气主回路，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备的选择、配电装置、继电保护和控制方式的选定有较大影响。因此，发电厂的主接线应根据发电厂在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能

10、和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。（1）单母线接线优点是接线简单清晰，设备少、投资低，操作方便，便于扩建，也便于采用成套配电装置。另外，隔离开关仅仅用于检修，不作为操作电器，不易发生误操作。缺点是可靠性不高，不够灵活。断路器检修时该回路需停电，母线或母线隔离开关故障或检修时则需全部停电。（2）单母线分段接线优点是用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点是当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在母线检修期间内停

11、电。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨热。扩建时需向两个方向均衡扩建。（3）双母线接线优点是供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于试验，施工时可不必停电。缺点是使用设备较多，投资较大，配电装置较为复杂。同时在运行中需将隔离开关作为操作电器。如未严格按规定顺序操作，会造成严重事故。（4）双母线分段接线优点是可靠性与灵活性较高。缺点是增加了一台分段断路器和一台母联断路器，使用设备较多。（5）双母线带旁路母线接线优点是增加供电可靠性，运行操作方便，避免检修断路器时造成停电，不影响双母线的正常运行。缺点是多装了一台断路器，增加投资和占地面积，容易造成误操作。对于发电机侧，可以选用单母线分段、单母线带

12、旁路母线、双母线分段接线。对于110kV侧，可以选用单母线接线、内桥式接线。对于330kV侧，可以选用双母线分段接线、双母线带旁路母线接线。2.3 技术经济指标对比电气主接线的技术比较，主要是比较各方案的供电可靠性和运行灵活性。一般衡量主接线可靠性的一般考虑为：（1） 断路器检修时，能否不影响供电；（2） 线路、断路器甚至母线故障时以及母线检修时，停运的回路数和停运时间的长短，能否保证对重要用户的供电；（3） 发电厂或变电所全部停运的可能性。电气主接线的经济比较包括计算综合投资、计算年运行费用和方案综合比较。（1） 计算综合投资综合总投资包括变压器综合投资、配电装置综合投资、输电线路的综合投资

13、等。（2） 计算年运行费年运行费包括设备折旧费、维修费和电能损耗费等。（3） 方案综合比较综合比较方法有静态比较和动态比较两种。2.4 拟定主接线对于发电机侧，选用双母线分段接线。对于110kV侧，选用内桥式接线。对于330kV侧，选用双母线分段接线。电气主接线方案如下图所示。图1 电气主接线图三、厂（站）用电设计3.1 厂用负荷分类及容量统计厂用电负荷，根据其用电设备在生产中的作用和突然中断供电对人身和设备安全所造成的危害程度，可分为如下五类： （1）、一类厂用负荷凡是属于单元机组本身运行所必须的、短时停电会造成主辅设备损坏、危及人身安全主机停运或大量影响出力的厂用电负荷，如给水泵、凝结水泵

14、、循环水泵、吸风机、送风机等都属于一类负荷。通常，这类负荷都设有两套或多套相同的设备，分别接到两个独立电源的母线上，并设有备用电源。当工作电源失去时，备用电源就立即自动投入。（2）、二类厂用负荷允许短时（如几s至几min）停电，恢复供电后不致造成生产紊乱的负荷，如工业水泵、疏水泵、灰浆泵、输煤系统机械等属于二类负荷。此类负荷一般属于公用性质负荷，不需要24h连续运行，而是间断性运行，一般它们也有备用电源，常用手动切换。（3）、三类厂用负荷凡较长时间停电不致直接影响生产，仅造成生产上不方便的负荷，如修理间、试验室、油处理室等负荷属三类负荷。此类负荷通常由一个电源供电，在大型电厂中，也常用两路电源

15、供电。（4）、事故保安负荷在大容量电厂中，由于自动化程度较高，要求在事故停机过程中及停机后的一段时间内保证供电，否则可能引起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷，称为事故保安负荷。通常事故保安负荷是由蓄电池组、柴油发电机等作为其备用电源的。（5）、不间断供电负荷不间断供电负荷必须保证连续供电（发生事故后电源自动切换时间不大于5ms），并且要求电压与频率非常稳定。因此有时被称为0I类负荷。不间断供电电源（UPS）一般采用以直流蓄电池组为后备的整流逆变装置，采用静态开关进行自动切换。由厂用电率，可以求得厂用计算负荷3.2 厂用电压等级设定发电厂厂用电压等级不能太多，一般分为高压和低

16、压两级。低压级为0.4kV（380/220kV），高压级可在3、6、10kV中选用一种。超大容量机组（如600MW）则可选用两级高压。根据运行实践经验，大致可按下列情况考虑：（1） 高压采用3kV。火电厂当发电机容量在60MW及以下时，发电机电压为10.5kV时，100kW以上的电动机用3kV，100kW以下的电动机用380V。（2）高压采用6kV。火电厂发电机容量在100300MW时，200kW以上的电动机用6kV，200kW以下的电动机用380V。（3）高压采用3kV和10kV两级。火电厂发电机容量为300MW以上，例如600MW时，200kW以下的电动机用380V，2001800kW的电

17、动机用3kV，超过1800kW的电动机用10kV。（4）不设高压等级。水电厂厂用机械少，电动机容量也不大，通常只设380/220V一种厂用电电压（如果坝区有大型机械，如闸门启闭机、船闸或升船机等，则需要专设坝区变压器，以6kV或10kV供电）。3.3 厂用电主接线设计（1）厂用电源的引接方式厂用工作电源的引接厂用工作电源对可靠性要求很高，工作电源的引接方式与电气主接线有密切联系。当主接线具有发电机电压母线时，厂用高压工作电源从机压母线上引接；当发电机、变压器采用单元接线时，厂用高压工作电源从主变压器的低压侧引接；当主接线为扩大单元时，厂用高压工作电源从发电机出口直接接入低压厂用变压器。厂用低压

18、工作电源，一般从厂用高压母线段上引接；当无高压厂用母线段时，从发电机电压母线上或从发电机出口直接接入低压厂用变压器以取得380/220V低压工作电源。厂用备用电源的引接当事故情况下厂用负荷失去了工作电源时，即会自动切换到备用电源上继续运行。因此，要求厂用备用电源具有独立性，并有足够的容量。最好与系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能用系统获得厂用电源。有以下几种方式：、从发电机电压母线的不同分段上引接厂用备用电压器。、从与电力系统联系紧密的升高电压母线上引接厂用高压备用变压器，如有两极与系统联系的升高电压，尽量选用较低一级以节省投资。、从联络两级升高电压的联络变压器的第三绕组引接厂用备用电压器。、

19、从外部电网中引接专用线路（经济性差极少采用）。（2） 中性点接地方式确定中性点接地方式的一般原则、单相接地故障对连续供电的影响最小，厂用设备能够继续运行较长时间。、单相接地故障时，健全相的过电压倍数较低，不致破坏厂用电系统绝缘水平，发展为相间短路。对于低压厂用电系统，并能减少因熔断器一相熔断造成的电动机两相运行的几率。、发生单相接地故障时，能将故障电流对电动机、电缆等的危害限制在最低限度，同时有利于实现灵敏而有选择性的接地保护。、尽量减少厂用设备相互间的影响。如照明、检修网络单相短路时对动力回路的影响和电动机起动时电压波动对照明的影响等。、接地设备易于订货，接地保护简单，投资少。高压厂用电系统

20、的中性点接地方式、中性点不接地方式，用于火力发电机组的高压厂用电系统，今后仍可在接地电容电流小于10A的高压厂用电系统中采用。、中性点经高电阻接地方式，用于高压厂用电系统接地电容电流小于10A，但为了降低间歇性电弧接地的过电压水平和便于寻找接地故障点的情况。、中性点经消弧线圈接地方式，用于大机组高压厂用电系统接地电容电流大于10A时。低压厂用电系统的中性点接地方式、中性点经高电阻接地方式，火力发电厂的低压厂用电系统一般均可采用。、中性点直接接地方式，用于火力发电厂低压厂用电系统，特别是原有低压厂用电系统采用中性点直接接地的扩建厂和主厂房外供给、类负荷的辅助车间。（3） 厂用母线分段火力发电机组

21、的高、低压厂用电系统均采用单母线。在本次设计中采用中性点经高电阻接地方式，而且火力发电厂的低压厂用电系统一般均可采用此种方式。图2 厂用电主接线图4、 短路电流计算4.1 机组（或变压器）选型（1） 发电机的选择表1 发电机型号及规格规格 型号SQF-100-2（北重）QFQS-200-2（北重）台数31额定容量（MW）100200额定电压（kV）10.515.75额定电流（A）67408625转速（r/min）30003000功率因数0.850.85效率（%）98.498.64同步电抗（%）15.7714.43（2）变压器的选择具有发电机电压母线接线的主变压器：连接在发电机电压母线与系统之间

22、的主变压器容量，应按下列条件计算、当发电机电压母线上负荷最小时，能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统，但不考虑稀有的最小负荷情况。、当发电机电压母线上最大一台发电机组停用时，能由系统供给发电机电压的最大负荷。在电厂分期建设过程中，在事故断开最大一台发电机组的情况下，通过变压器向系统取得电能时，可考虑变压器的允许过负荷和限制非重要负荷。、根据系统经济运行的要求，而限制本厂输出功率时，能供给发电机电压的最大负荷。、按上述条件计算时，应考虑负荷曲线的变化和逐年负荷的发展。特别应注意发电厂初期运行，当发电机电压母线负荷不大时，能将发电机电压母线上的剩余容量送入系统。、发电机电压母线与系统连

23、接的变压器一般为两台。对主要向发电机电压供电的地方电厂，而系统电源仅作为备用，则允许只装设一台主变压器作为发电厂与系统间的联络。对小型发电厂，接在发电机电压母线上的主变压器宜设置一台。对装设两台变压器的发电厂，当其中一台主变压器退出运行时，另一台变压器应能承担70%的容量。单元接线的主变压器：发电机与主变压器为单元连接时，主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择、按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度。、按发电机的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷。当采用扩大单元接线时，应采用分裂绕组变压器，其容量应等于按上述或算出的两台机组容量之和。连接两种升高电压母线的联络变压器：、

24、满足两种电压网络在各种不同运行方式下，网络间的有功功率和无功功率的交换。、其容量一般不小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来有足本侧负荷的要求，同时也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将其剩余容量送入另一系统。、为了布置和引接线的方便，联络变压器一般装设一台，最多不超过两台。、联络变压器一般采用自耦变压器。在按上述原则选择容量时，要注意低压侧接有大量无功设备的情况，必须全面考虑有功功率和无功功率的交换，以免限别自耦变压器容量的充分利用。 型号规格台数211额定容量（kVA）240000150000150000额定电压（kV）高压中压121/

25、低压10.515.7513.8阻抗电压（%）高-中10.5/高-低24.514.615.1中-低12.5/本厂所用主变压器为双绕组变压器和三绕组变压器，三绕组变压器为星型，三角型接线。 表2 变压器型号与规格4.2 电路元件参数计算令MVA，。要求得每个电路元件的参数，即短路电抗，有如下方法：对于系统S，有；对于发电机G，有；对于变压器T，有。对于发电机，。对于发电机，。对于发电机，。对于发电机，。对于系统S，。对于变压器，。 。 。对于变压器，。 。 。对于变压器，。对于变压器，。4.3 网络变换对于电气主接线，它的原始网络图如下图所示。 图3 电气主接线原始网络经过等效变换，它的等效电路图

26、如下图所示。 图4 电气主接线等效电路图4.4 短路点选择短路点所取如下图所示。图5 短路点所取情况4.5 短路电流计算（1） 取下图中点为短路点，可得短路电流冲击系数=1.90。 图6 短路点1等效图经过一次化简，等效电路图如下图所示。 图7 短路点1化简1次再次化简，等效电路图如下图所示。 图8 短路点1化简2次最终可得等效电路图如图所示。 图9 短路点1化简最终结果计算电抗：对于：=13.61，视为无穷大电源系统。对于：=0.4334。对于：=1.1563。对于：=1.5680。当时，。对于：=5.79kA。对于：=2.62kA。对于：=0.51kA。对于：=0.73kA。短路电流总量=

27、5.79+2.62+0.51+0.73=9.65kA。冲击短路电流=25.93kA。当时，。对于：=5.79kA。对于：=2.30kA。对于：=0.50kA。对于：=0.61kA。短路电流总量=5.79+2.30+0.50+0.61=9.20kA。冲击短路电流=24.72kA。当时，。对于：=5.79kA。对于：=2.24kA。对于：=0.50kA。对于：=0.61kA。短路电流总量=5.79+2.24+0.50+0.61=9.14kA。冲击短路电流=24.56kA。（2） 取下图中点为短路点，可得短路电流冲击系数=1.85。 图10 短路点2等效图经过一次化简，等效电路图如下图所示。 图11

28、 短路点2化简1次再次化简，等效电路图如下图所示。 图12 短路点2化简2次再次化简，等效电路图如下图所示。 图13 短路点2化简3次再次化简，等效电路图如下图所示。 图14 短路点2化简4次最终可得等效电路图如图所示。图15 短路点2化简最终结果计算电抗：对于：=3。对于：=0.3038。对于：=0.2550。对于：=0.3458。当时，。对于：=8.92kA。对于：=1.25kA。对于：=0.75kA。对于：=1.08kA。短路电流总量=8.92+1.25+0.75+1.08=12.00kA。冲击短路电流=31.40kA。当时，。对于：=8.66kA。对于：=0.83kA。对于：=0.43

29、kA。对于：=0.77kA。短路电流总量=8.66+0.83+0.43+0.77=10.69kA。冲击短路电流=27.97kA。当时，。对于：=8.66kA。对于：=0.82kA。对于：=0.42kA。对于：=0.79kA。短路电流总量=8.66+0.82+0.42+0.79=10.69kA。冲击短路电流=27.97kA。（3） 取下图中点为短路点，可得短路电流冲击系数=1.80。 16 短路点3等效图经过一次化简，等效电路图如下图所示。 图17 短路点3化简1次再次化简，等效电路图如下图所示。 图18 短路点3化简2次再次化简，等效电路图如下图所示。 图19 短路点3化简3次再次化简，等效电

30、路图如下图所示。 图20 短路点3化简4次最终可得等效电路图如图所示。 图21 短路点3化简最终结果计算电抗：对于S：=163.07，可视为无穷大电源系统。对于：=0.1577。对于：=0.1577。对于：=13.8599。可视为无穷大电源系统。对于：=18.7952。可视为无穷大电源系统。当时，。对于：=3.37kA。对于：=24.93kA。对于：=24.93kA。对于：=0.26kA。对于：=0.39kA。短路电流总量=3.37+24.93+24.93+0.26+0.39=53.88kA。冲击短路电流=137.16kA。当时，。对于：=3.37kA。对于：=10.04kA。对于：=10.0

31、4kA。对于：=0.26kA。对于：=0.39kA。短路电流总量=3.37+10.04+10.04+0.26+0.39=24.10kA。冲击短路电流=61.35kA。当时，。对于：=3.37kA。对于：=9.09kA。对于：=9.09kA。对于：=0.26kA。对于：=0.39kA。短路电流总量=3.37+9.09+9.09+0.26+0.39=22.20kA。冲击短路电流=56.51kA。4.6 计算成果汇总短路点电流时间常数短路电流(kA)冲击电流(kA)短路电流(kA)冲击电流(kA)短路电流(kA)冲击电流(kA)短路点1(110kV)9.6525.939.2024.729.1424.

32、56短路点2(330kV)12.0031.4010.6927.9710.6927.97短路点3(15.75kV)53.88137.1624.1061.3522.2056.51 表3 短路电流计算汇总五、电气设备选型5.1 电气设备选型的技术要求（1）一般原则。应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；应按当地环境条件校核；应力求技术先进和经济合理；与整个工程的建设标准应协调一致；同类设备应尽量减少品种；选用的新产品均具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。（2）技术条件。选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压

33、、过电流的情况下保持正常运行。长期工作条件：、电压：选用的电气允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压，即。、电流：选用的电器额定电流不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流，即。由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化程度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。、机械载荷：所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。短路稳定条件：、校验的一般原则：电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短

34、路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验。用熔断器保护的电器可不验算热稳定。、短路的热稳定校验通常制造厂直接给出设备的热稳定电流（有效值）及允许持续时间。热稳定条件为。式中为所在回路的短电流热效应（），为设备允许承受的热效应（）。校验短路热稳定所用的计算时间按下式计算：，式中为继电保护装置后备保护动作时间（s），为断路器的全分闸时间。、短路的动稳定校验通常制造厂直接给出定型设备允许的动稳定峰值电流，动稳定条件为。式中为所在回路的冲击短路电流（kA），为设备允许的动稳定电流（峰值）（kA）。绝缘水平：在工作电

35、压和过电压的作用下，电器的内。外绝缘应保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准取值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。（3）环境条件。温度：普通高压电器在环境最高温度为+40时，允许按额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40（但不高于+60）时，每增高1，建议额定电流减少1.8%；当低于+40时，每降低1，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。日照：如果制造部门未能提出产品在日照下额定载流量下降的数据，在设计中可暂按电器额定电流的80%选择设备。在进行试验

36、计算时，日照温度取0.1W/，风速取。风速：一般高压电器可在风速不大于35m/s的环境下使用。选择电器时所用的最大风速，可取离地10m高、30年一遇的10min平均最大风速。考虑到500kV电器体积比较大，而且重要，宜采用离地10m高，50年一遇10min平均最大风速。冰雪：在积雪的覆冰严重的地区，应采取措施防止冰串引起瓷件绝缘对地闪络。隔离开关的破冰厚度一般为10mm，在重冰区（如云贵高原，山东河南部分地区，湘中、粤北重冰地带以及东北部分地区），所选隔离开关的破冰厚度，应大于安装场所的最大破冰厚度。湿度：选择电器的湿度，应采用当地相对湿度最高月份的平均相对湿度（相对湿度在一定温度下，空气中的

37、实际水汽压强值与饱和水汽压强值之比；最高月份的平均相对湿度该月中日最大相对湿度值的月平均值）。对湿度较高的场所（如岸边水泵房等），应采用该处实际相对湿度。当无资料时，可取比当地湿度最高月份平均值高5%的相对湿度。一般高压电器可使用在+20，相对湿度为90%的环境中（电流互感器为85%）。污秽：污秽地区内各种污物对电气设备的危害，取决于污秽物质的导电性、吸水性、附着力、数量、比重及距物源的距离和气象条件。在工程设计中，应根据污秽情况选用下列措施：、增大电瓷外绝缘的有效泄漏比距或选用有利于防污的电瓷造型。、采用屋内配电装置。海拔：对安装在海拔高度超过1000m地区的电器外绝缘一般应予加强，在海拔3

38、000m以下地区，220kV及以下配电装置也可选用性能优良的避雷器来保护一般电器的外绝缘。地震：选择电器时，应根据当地的地震烈度选用能够满足地震要求的产品。一般电器产品可以耐受地震烈度为8度的地震力。根据有关规程的规定，地震基本烈度为7度及以下地区的电器可不采取防震措施。（4）环境保护电磁保护：频率大于10kHz的无线电干扰主要来自电器的电流、电压突变和电晕放电它会损害或破坏电磁信号的正常接受及电器、电子设备的正常运行。因此，电器及金具在最高工作相电压下，晴天的夜晚不应出现可见电晕，110kV及以上电器户外晴天无线电干扰电压不应大于2500V。对于110kV以下的电器一般可不校验无线电干扰电压

39、。噪音：为了减少噪音对工作场所和附近居民区的影响，所选高压电器在运行中或操作时产生的噪音，在距电器2m处不应大于下列水平：、连续性噪音水平：85dB。、非连续性噪音水平：屋内90dB；屋外110dB。5.2 高压断路器选型（1） 型式：除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑安装调试和运行维护的方便。一般635kV选用户内式少油断路器、真空断路器或断路器，110330kV选用户外式少油断路器或断路器。（2）额定电压的选择为所选断路器的额定电压应大于或等于安装处电网的额定电压，即。（3）额定电流的选择为所选断路器的额定电流应大于或等于所在回路的最大长期工作电流，即。式中。（4）额定开断电流的检验

40、条件为。式中为刚分电流（断路器触头刚分瞬间的短路全电流有效值）。考虑到断路器的安全，周期电流的数值通常取其短路初瞬的有效值，这样校核条件变为。（5） 热稳定校验应满足。式中。（6）动稳定校验应满足。高压断路器的选择：（1）15.75kV：选择户内少油式断路器。规格如下表：表4 高压断路器型号与规格1型号额定电压（kV）额定电流（A）额定开断电流（kA）热稳定电流动稳定电流峰值（kA）大小（kA）时间（s）SN5-20G/120002012000871204300校验：型式：为户内式少油断路器，符合一般标准。额定电压：额定电压为20kV，大于安装处电网额定电压15.75kV，符合标准。额定电流：

41、发电机回路的最大长期工作电流为=4.528（kA），额定电流为12kA大于最大长期工作电流，符合标准。开断能力：短路电流有效值为53.88kA，小于断路器额定开断电流87kA，符合标准。校验热稳定：所在回路的短电流热效应为3068.00，小于断路器允许承受的热效应57600，符合标准。校验动稳定：所在回路的冲击短路电流=137.16kA，小于动稳定电流峰值=300kA，符合标准。（2）110kV：选择户外式少油断路器，规格如下表：表5 高压断路器型号与规格2型号额定电压（kV）额定电流（A）额定开断电流（kA）热稳定电流动稳定电流峰值（kA）大小（kA）时间（s）SW2-110 （W）1101

42、6002525463校验：型式：为户外式少油断路器，符合一般标准。额定电压：额定电压为110kV，等于安装处电网额定电压110kV，符合标准。额定电流：发电机回路的最大长期工作电流为=1.556（kA），额定电流为1.6kA大于最大长期工作电流，符合标准。开断能力：短路电流有效值为9.65kA，小于断路器额定开断电流25kA，符合标准。校验热稳定：所在回路的短电流热效应为341.02，小于断路器允许承受的热效应2500，符合标准。校验动稳定：所在回路的冲击短路电流=25.93kA，小于动稳定电流峰值=63kA，符合标准。（3）330kV：选择户外式少油断路器，规格如下表：表6 高压断路器型号与

43、规格3型号额定电压（kV）额定电流（A）额定开断电流（kA）热稳定电流动稳定电流峰值（kA）大小（kA）时间（s）SW6-330 330200031.531.5480校验：型式：为户外式少油断路器，符合一般标准。额定电压：额定电压为330kV，等于安装处电网额定电压330kV，符合标准。额定电流：发电机回路的最大长期工作电流为=0.324（kA），额定电流为2kA大于最大长期工作电流，符合标准。开断能力：短路电流有效值为12.00kA，小于断路器额定开断电流31.5kA，符合标准。校验热稳定：所在回路的短电流热效应为467.01，小于断路器允许承受的热效应3969，符合标准。校验动稳定：所在回

44、路的冲击短路电流=31.40kA，小于动稳定电流峰值=80kA，符合标准。5.3 隔离开关选型高压隔离开关是在无载情况下断开或接通高压线路的输电设备，以及对被检修的高压母线、断路器等电气设备与带电的高压线路进行电气隔离的设备。高压隔离开关的工作特点是在有电压、无负荷电流的情况下分、合路线。它的主要功能是保障高压电器设备在检修时的安全，但是不能用于切断、投入负荷电流或开断短路电流，仅允许用于不产生强大电弧的一些操作，其功能总的来说有以下几个：隔离电压、倒闸操作、分合小电流。隔离开关和断路器相比，额定电压、电流及短路动、热稳定校验的方法相同。但因为隔离开关不用来接通（切除）短路电流，所以不用来进行

45、开断电流的校验。高压隔离开关使用条件：（1）海拔高度不大于1000m为普通型，海拔高度大于1000m为高原型。（2）地震裂度不超过8度（3）环境温度不高于+40，户内产品环境温度不低于-10，户外产品环境温度不低于-30。（4）户内产品空气相对湿度在25时，其日平均值不大于95，月平均值不大于90%（有些产品要求空气相对湿度不大于85%）。（5）户外产品的覆冰厚度分为5mm和10mm。（6）户内产品周围空气不受腐蚀性或可燃气体、水蒸汽等显著污秽的污染，无经常性的剧烈振动。户外产品的使用环境为普通型用于级污秽区、防污型用于级（中污型）、级（重污型）污秽区。隔离开关的选择：（1）15.75kV：选

46、择户内型高压隔离开关。规格如下表：表7 高压隔离开关型号与规格1型号额定电压（kV）额定电流（A）动稳定电流峰值（kA）热稳定电流大小（kA）时间（s）GN10-20T2050002241055校验：型式：为户内式高压隔离开关，符合一般标准。额定电压：额定电压为20kV，大于安装处电网额定电压15.75kV，符合标准。额定电流：发电机回路的最大长期工作电流为=4.528（kA），额定电流为5kA大于最大长期工作电流，符合标准。校验热稳定：所在回路的短电流热效应为3068.00，小于断路器允许承受的热效应55125，符合标准。校验动稳定：所在回路的冲击短路电流=137.16kA，小于动稳定电流峰

47、值=224kA，符合标准。（2）110kV：选择户外式少油断路器，规格如下表：表8 高压隔离开关型号与规格2型号额定电压（kV）额定电流（A）动稳定电流峰值（kA）热稳定电流大小（kA）时间（s）GW5-110 W110160010031.54校验：型式：为户外式高压隔离开关，符合一般标准。额定电压：额定电压为110kV，等于安装处电网额定电压110kV，符合标准。额定电流：发电机回路的最大长期工作电流为=1.556（kA），额定电流为1.6kA大于最大长期工作电流，符合标准。校验热稳定：所在回路的短电流热效应为341.02，小于断路器允许承受的热效应3969，符合标准。校验动稳定：所在回路的

48、冲击短路电流=25.93kA，小于动稳定电流峰值=100kA，符合标准。（3）330kV：选择户外式少油断路器，规格如下表：表9 高压隔离开关型号与规格3型号额定电压（kV）额定电流（A）动稳定电流峰值（kA）热稳定电流大小（kA）时间（s）GW6-330330200062403校验：型式：为户外式少油断路器，符合一般标准。额定电压：额定电压为330kV，等于安装处电网额定电压330kV，符合标准。额定电流：发电机回路的最大长期工作电流为=0.324（kA），额定电流为2kA大于最大长期工作电流，符合标准。校验热稳定：所在回路的短电流热效应为467.01，小于断路器允许承受的热效应4800，符

49、合标准。校验动稳定：所在回路的冲击短路电流=31.40kA，小于动稳定电流峰值=62kA，符合标准。5.4 互感器选型（1）电流互感器型式的选择根据安装的场所和使用条件，选择电流互感器的绝缘结构（浇注式、瓷绝緣式、油浸式等）、安装方式（户内、户外、装人式、穿墙式等）、结构型式（多匝式、单匝式、母线式等）、测量特性（测量用、保护用、具有测量暂态的特性等)。一般常用型式为：低压配电屏和配电装置中，采用LQ线圈式和LM母线式，620kV户内配电装置和高压开关柜中，常用LD单匝贯穿式或复匝贯穿式；发电机回路或2000A以上的回路，可采用LMC、LMZ、LAJ、LBJ型或LRD、LRZD型；35kV及其

50、以上的电流互感器多采用油浸式结构。在条件允许时，如回路中有变压器套管、穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，以节省占地和减小投资。按额定电压选择电流互感器的额定电压不小于装设电流互感器回路所在电网的额定电压。按额定电流选择电流互感器的一次额定电流不小于装设回路的最大持续工作电流。电流互感器的二次额定电流，可根据一次负荷的要求分别选择5A或1A等。为了保证测量仪表的最佳工作状态，并且在过负荷时使仪表有适当的指示，当TA用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大1/3左右。按准确度选择电流互感器的准确度级应符合其二次测量仪表、继电保护等的要求。用于电能计量的电流互感器，准确度级不应

51、低于0.5级。用于电保护的电流互感器，误差应在一定的限值之内，以保证过电流时的测量准确度的要求。根据电力系统要求切除短路故障和继电保护动作时间的快慢，对互感器保证误差的条件提出了不同的要求。在大多数情况下，继电保护动作时间相对来说比较长，对电流互感器规定稳态下的误差就能满足使用要求，这种互感器称为一般保护用电流互感器，适合于电压等级较低的电力网。如果系统要求继电保护实现快速保护时，应选用铁芯带有小气隙的暂态特性好的电流互感器，因为它能保证其暂态误差在规定的范围内。校验二次负荷的容量为保证电流互感器工作时的准确度符合要求，电流互感器的二次负荷不超过（某准确度下）允许的最大负荷。电流互感器的二次总负荷包括二次测量仪表、继电器电流线圈、二次电缆和接触电阻等部分的电阻。当电流互感器的二次负荷不平衡时，应按最大一相的二次负荷校验。校验二次负荷的公式：按容量校验。按阻抗校验。式中，为电流互感器二次的最大一相负荷（VA），为电流互感器的二次额定负荷（VA），为电流互感器二次的最大一相负荷（），为电流互感器的额定二次负荷()。计算电流互感器二次的