泰山220kV降压变电所电气部分设计
(2)按短路条件校验： 1)短路热稳定校验：
短路电流热稳定校验是要求所选的导体和电器当短路电流通过时，所能达到
的最高温度不应超过导体和电器的短时发热最高允许温度，即：
Qu≤Qr；I2∞tdz≤Ir2tr (4.5) 2)短路动稳定校验：
动稳定是指导体和电器承受短路电流机械应力的能力。满足动稳定的条件
为：
Ish≤Ies (4.6) 3)短路电流的计算条件： 为使所选择导体具有足够的可靠性，经济性和合理性，并在一定时期内适应
系统发展的需要，对导体和电器进行校验的短路电流应满足下列条件：
①计算时按本工程设计规划的容量计算，并考虑电力系统远景发展规划。所
用接线方式，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应仅按切换过程中可能并列运行的接线方式；
②机组容量较大，短路的种类可按三相短路考虑； ③短路计算点应选择在正常接线方式下，通过导体和电器的短路电流为最大
的地点。
④短路计算时间，校验电器的热稳定和开断能力时，还必须合理地确定短路计算时间，验算热稳定的计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断路器的全开
断时间tab之和，既
tk=tpr+tab (4.7) tab=tin+ta (4.8)
式中 tab：断路器全开断时间；
tpr：后备保护动作时间； tin：断路器固有分闸时间；
ta：断路器燃弧时间，对少油断路器为0.04-0.06s,对SF6和压缩空气断路
器为0.02-0.04s。
4.3母线的选择
屋外配电装置中的母线，应根据下列条件选择和校验： (1)母线材料、截面形状和布置方式的选择 1)因为铝的成本低，而普遍使用铝母线。
2)常用的母线截面形状有矩形、槽形和管形。其中矩形截面优点是散热面积大，便于固定和连接，但电流集肤效应强烈，常用于容量为50MW及以下的发电机
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或容量为60MW及以下的降压变压器10.5kV侧的引出线及配电装置；槽形截面母线具有机械强度好、截流量大，集肤效应小的特点。当回路正常工作电流在4—8KA时，一般选用槽形母线；管形截面机械强度高、集肤效应小的特点，且电晕放电电压高，管内可通风或通水冷却，从而使截流量大增，所以，管形母线可用于8KA以上的大电流母线和110kV及以上的配电装置母线。
3).母线的散热条件和机械强度与母线的布置方式有关。其布置方式可分为支持式和悬挂式。支持式使用是和母线工作电压的支持绝缘子把母线固定在钢架或墙板等建筑物上。采用水平布置方式。
(2)母线截面尺寸的选择
其允许电流Ie应等于或大于流过导体的最大持续工作电流，即：
Ie≥KIgmax (K---修正系数) (4.9) 1)导体经济截面S为：
S=Igmax/J (4.10)
Igmax---正常时最大持续工作电流（A） J---经济电流密度（A/m） 2)电晕电压校验：
电晕临界电压UIj应大于最高工作电压Ugmax，即：
UIj>Ugmax (4.11)
i. 热稳定校验： 裸导体进行热稳定校验。 ii. 动稳定校验：
三相短路的最大电动力为：当三相母线水平布置且相间距离为a cm时的电动力。
4.4高压断路器的选择
在各种电压等级中变电所的设计中，断路器是最为重要的电气设备。在电力系统运行中，对断路器的要求是比较高的，不但要求其在正常工作条件下有足够的接通和开断负荷电流的能力，而且要求其在短路的条件下，对短路电流 有足够的遮断能力。
高压断路器的选择条件：
(1)额定电压选择: UN≥UNs (4.12) (2)额定电流选择 IN≥Igmax (4.12) (3)开断电流选择 INbr≥Ipt (4.13) (4)短路关合电流的选择 iNcl≥ish (4.14) (5)热稳定校验 I2rtr≥I2∞tdz (4.15)
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(6)动稳定校验 ies≥ish (4.16) (7)断路器种类和型式的选择 运行维护特点 运行经验丰油量少，油主要用作灭弧介质，富，易于维对地绝缘主要依靠固体介质，少油开断电流大，对35kV以下可采用并护；噪声低；结构简单制造方便；可配用电式断联回路以提高额定电流；35kV以上油量少；易磁操作机构、液压操作机构或路器 为积木式结构；全开断时间短 劣化，需配弹簧操作机构；积木式结构，备一套油处可制成各种电压等级产品 理装置 噪声较大；维修周期结构较复杂，工艺和材料要求长，无火灾压缩高；以压缩空气作为灭弧介质额定电流和开断能力都可以做得较危险，需要空气以及弧隙绝缘介质；操作机构大，适于开断大容量电路；动作快、一套压缩空断路和断路器合为一体；体积和重开断时间短 气装置作为器 量比较小 气源；价格较高 运行维护特类别 结构特点 技术性能特点 点 噪声低，维护工作量结构简单，但工艺及密封要求额定电流和开断能力都可以做得较小；不检修SF6严格，对材料要求高；体积小、大；开断性能好，可适于各种工况开间隔期长；断路重量轻；有屋外敞开式及屋内断；SF6气体灭弧、绝缘性能好，故价格较高；器 落地罐式之别，更多用于GIS断口电压较高；断口开距小 运行稳定安封闭式组合电器 全可靠，寿命长 类别 结构特点 技术性能特点 本次设计的变电所为220/60变电所，有220kV和60kV两个电压等级，根据规程规定：在35kV-220kV电压等级的配电装置中，主要选用少油断路器、SF6断路器和空气断路器。
下面主要在结构特点，技术性能特点和运行维护特点三个方面对这三种断路器进行了比较。
高压断路器的操动机构，大多数是由制造厂配套供应，仅部分少油断路器有电磁式、弹簧式或液压式等几种形式的操作机构的可供选择。一般电磁式操动机构需配专用的直流合闸电源，但其结构简单可靠；弹簧式结构比较复杂，调整需求较高；液压操动机构加工精度要求较高，操动机构的形式，可根据安装调试方便和运行可靠性进行选择。
断路器安装使用场所选型参考如下表：
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配电装置 110～330kV 场所 特点 电压等级 可选用的主要型式 SF6断路器 空气断路器 少油式断路器 SW4-110～330 SW6-110～330 KW4-110～330 KW5-110～330 LW-110～330
4.5隔离开关的选择
隔离开关也是发电厂和变电所中常用的电器，他需与断路器配套使用，但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。
4.5.1隔离开关的主要用途：
(1)隔离电压 (2)倒闸操作 (3)分、合小电流
4.5.2隔离开关的选择
隔离开关的选择条件：
(1)按额定电压选择： UN≥UNs (4.17) (2)按额定电流选择： IN≥Imax (4.18) (3)按开断电流选择： INbr≥Ipt (4.19) (4)按短路关合电流选择： iNc1≥ish (4.20) (5)动稳定校验： ies≥ish (4.21)
隔离开关对配电装置的布置和占地面积有很大影响，选择隔离开关时应根据配电装置的布置特点和使用条件等因素进行综合技术比较后确定。220kV及以下屋外配电装置中常采用双柱式隔离开关。
4.6电流互感器的选择
互感器（包括电流互感器TA 和电压互感器TV）的一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确的反映电气设备的正常运行和故障情况。
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4.6.1互感器的作用：
(1)一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压（100V）和小电流（5A或1A），使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜和便于屏内安装。
(2)二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。
4.6.2确度等级和副边负荷选择
规定如下：
(1)装设在发电机、电力变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表及所有用于计算电费的电度表用电流互感器，其准确度等级为0.5级。
(2)供运行、监视、估算电能的电度表、功率表和电流表用电流互感器，其准确度等级为1。
(3)供指示被测数值是否存在或大致估计被监视数值的表计用的电流互感器，其准确度等级为3或10级。
4.6.3电流互感器应按下列技术条件选择：
(1)按一次额定电流和额定电压选择：
Ue≥Uew≥Igmax (4.22)
式中：Ue、Ie 为电流互感器的一次额定电压和额定电流
(2)二次额定电流的选择
电流互感器的二次额定电流有5A和1A两种，一般弱电系统用1A，强电系
统用5A。
(3)电流互感器种类和型式的选择
在选择互感器时，应根据安装地点（如屋内、屋外）和安装方式（如穿墙式、支持式、装入式等）选择其形式。 (4)电流互感器准确级和额定容量的选择
为了保证互感器的准确性，互感器二次侧所接负荷S2大于该准确级所规定的额定容量Sn2,Sn2≥S2 (4.23)
(5)热稳定和动稳定校验
It2≥Qk (4.24) ies≥ish (4.25)
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