第四章 电气设备选择
4.1短路电流计算
在电力系统中短路种类主要有三相短路、两相短路、单相短路和两相接短路。短路发生的主要原因是电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏，运行人员不遵守操作规程发生的误操作以及鸟兽跨越在裸露导体上等。其中三相短路电力系统最严重的短路故障。然而其分析很难变化大，为了简化分析，假设成一个无限大容量系统来做分析。在计算短路电流的是采用标幺制表示，更简化了计算。做短路电流计算是为了正确地选择和校验各种电气设备、计算和整定保护短路的继电保护装置等。
该厂电源进线采用一回架空线，型号为LJ_70，线路长度为5km的线路供电根据表A-15，LJ-70导线，选择线间几何均距为1m，则其电抗值为0.46Ω／km。 则计算短路电流如下：
1，绘制短路电流计算系统图，按变压器保护整定计算的需要，设K1,K2：
Smax K1 S T1 5km T2 K2 ?300MVA S11-1000/10 Uk%?5% Smin?200MVA 图4-1短路电流计算系统图
2,确定基准值 取3
Sd?100MVA,Ud1?10.5kv,Ud2?0.4kv
，
绘
制
短
路
计
算
等
效
电
路
如
下
：
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K1 K2 图4-2短路电流计算等效图
a,电力系统 S：
系统最大运行方式下：
X1??Sd100??0.33SOC300 Sd100??0.5SOC200
系统最小运行方式下：
X11??X2?X0l1?b,架空线路1WL：
?Sd100?0.46?5??2.12210.5Ud1
c,变压器1T和2T:
X3?X4?**UkSd??5100SN
①在最小运行方式下一台变压器运行时
Id1?Sd100??5.5kA3Ud13?10.5 K1点：
*
XK1?X1?X2?0.5?2.1?2.6IK1(3)**?
Id15.5??2.12kA*2.5XK1
Id2?
Sd100??144.34KA3Ud23?0.4
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K2点：
****X?X?X?X?0.5?2.1?5?7.6 k2123
(3)Ik2
?Id2144.34??19.02kA*XK27.6
②在最小运行方式下两台变压器运行时 K1点：
XK1?X1?X2?0.5?2.1?2.6IK1
(3)***?Id15.5??2.12kA*2.5XK1
K2点：
*****X?X?X?X//X?0.5?2.1?2.5?5.1 K21234
(3)IK2?
Id2144.34??28.36kA*XK5.12
③在最大运行方式下一台变压器运行时 K1点：
XK1?X1?X2?0.5?2.1?2.6IK1(3)***?
K2点：
*Id15.5??2.12kA*2.5XK1
XK2?X1?X2?X3?0.33?2.1?5?7.43(3)IK2?***
④在最大运行方式下两台变压器运行时 K1点：
***XK1?X1?X2?0.33?2.1?2.43(3)IK1?Id2144.34??19.44KA*7.43XK2
5.5?2.262.43
K2点：
18
*****XK2?X1?X2?X3//X4?0.33?2.1?2.5?4.93(3)IK2?
Id2144.34??29.33kA*XK4.932
ish,k2?2.55?Ik2?2.55?29.33?74.8KA 则可列短路计算表如下： SMAX1 SMAX2 SMIN1 SMIN2 K1 2.12 2.26 2.12 2.12 K2 19.44 29.33 19.02 28.36 4.2电气设备选择
供配电系统中的电气设备是在一定的电压、电流、频率和工作环境条件下工作的，电气设备的选择除了满足在正常时能安全可靠运行，并适应所处的位置、环境温度，以及防尘、防火、防腐、防爆等要求，还应满足在短路故障时不至于损坏的条件，开关电器必须具有足够的断流能力。 电气设备的选择应遵循以下4个原则：
（1） 按工作要求和环境条件选择电气设备的型号
（2） 按正常工作条件选择电气设备的额定电压和额定电流
① 按工作电压选择电气设备的额定电压。电气设备的额定电压UN应不 低于其所在线路的额定电压，即 UN > UWN （4—1）
② 按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。电气设备的额定电流应不 小于实际通过它的最大负荷电流Imax（或计算电流Ic）。 （3）按短路电流条件校验电气设备的动稳定性和热稳定性 （4）开关电器断流能力校验 高压开关电器的选择
高压开关电器分为高压断路器、高压熔断器、高压隔离开关和高压负荷开关。高压断路器、高压隔离开关和高压负荷开关的具体选择原则如下： ① 根据使用环境和安装条件来选择设备的型号； ② 在正常条件下，选择设备的额定电压和额定电流；
③ 短路校验： 动稳定校验：电气设备的极限通过电流应不小于设备安装的最大冲击短路电流
热稳定校验；电气设备允许的短时发热应不小于设备安装的最大短路发热。 ④ 开关电器断流能力校验。
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1、高压断路器选择
高压断路器是一种专用于断开或接通电路的开关设备，具有完善的灭弧装置。因此，高压断路器不仅能在正常时通断负荷电流，而且能在出现短路故障时在保护装置作用下切断短路电流,已知一次侧安装处的最大短路电流为2.26KA，短路
电流为
ish?2.55?2.26?5.76kA，设备容量为
SK2?Sd100??38.5MVA*XK2.62,继电保
SN?79.43A3?10。因为有两
IN?护动作时间为1.5S。10KV进线侧的线路额定电流为：
台变压器，故流经每一台变压器的额定电流为39.76A，由于采用的是独立的全厂变电所，
故应采用少油户内型断路器，查表A—4，可知选择SN10-10I/630少油户内型断路器 表4—3 高压断路器校验表 序号 项目 1 2 3 4 5 SN10-10I/630 数据 10KV 630A 16KA 40KA 要求 > > > > 装设地点电气条件 项目 数据 10KV 39.76A 2.26KA 5.76KA 合格 合格 合格 合格 合格 结论 UN IN IOC UW,NIC (3)IK IMAX I?t 2t(3)ish 2I??tmin 162?4?1024KA2S > 8.17KA2S 2、高压隔离开关选择
查表A—5，综合上述各电气条件选择GN68-10T/200型高压隔离开关
表4—4高压隔离开关校验表
序号 项目 1 2 3 4 SN10-10I/630 数据 10KV 200A 25.5KA 要求 > > > > 装设地点电气条件 项目 数据 10KV 39.76A 5.76KA 合格 合格 合格 合格 结论 UN IN IMAX It2?t UW,NIC (3)ish 500KA2S 2I??tmin 8.17KA2S
3、高压熔断器的选择
该厂高压侧的熔断器是用来保护电压互感器的，故应选择RN2型专用熔断器来做电压互感器的短路保护，其熔体额定电流为0.5A，查表A—6—2，应选择
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