毕业设计二
6-4高压断路器的选择
一、高压断路器的用途
高压断路器是高压电器中最重要的部分，是电力系统一次设备中控制和保护的关键电器，受它控制和保护的电路，无论在空载、负载或短路故障状态都应可靠地动作。高压断路器在电网中起两方面的作用：一是控制作用，即根据电网运行的需要，将部分电气设备或线路投入、退出运行；二是保护作用，即在电气设备或电力线路发生故障时，继电保护自动装置发出跳闸信号，起动断路器，将故障部分设备或线路从电网中无故障部分的正常运行。
二、对高压断路器的基本要求
（1）工作可靠。
断路器应能在规定的条件下长期可靠地工作，并能在正
常和故障情况下准确无误地完成关和开断电路的指令，其拒动或误动都将造成严重的后果。
（2）具有足够的开段能力。断路器的开断能力是指能够安全切断最大短路电流的能力，它主要决定于断路器的灭弧性能，并保证具有足够的热稳定和动稳定。开断能力的不足可能发生触头跳开后电弧长时续燃，导致断路器本身爆炸飞弧，引起事故扩大的严重后果。
（3）动作快速。在电路发生故障时，快速地切除故障电路，不仅能缩短电力网的故障时间和减轻巨大短路电流对电气设备的损害，而且能增加电力系统的稳定性，提高整个系统的供电可靠性。
（4）具有自动重合闸性能。输电线路的短路故障大多数是临时性的，为了提高电力系统运行的稳定性和供电可靠性，线路保护多采用自动重合闸方式，既在发生短路故障时，继电保护动作使断路器跳闸，切断故障点的短路电流，经很短时间后断路器又自动重合闸，恢复正常供电。若故障仍然存在，则断路器必须立即跳闸，再次切段短路电流，这要求断路器在第一次大电流灭弧后很快恢复灭弧能力，完成后续次的灭弧。
（五）结构简单，经济合理。在满足安全、可靠的同时，还应考虑到经济性，故要求断路器的结构力求简单、尺寸小、重量轻、价格合理。
26
毕业设计二
三、型式选择
本次在选择高压断路器，考虑了产品的系列化，既尽可能采用同一型号断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。
四、断路器选择的条件
1、最高工作电压 通常指断路器应能承受在电网中可能出现的最高电压，此电压一般可超过电网规定电压范围为10%—15%，可以用下面的关系式来表示： Ugmax≥Ue
式中： Ugmax—所选断路器的最高工作电压 Ue— 电网最高运行电压
2、电流：Igmax（最大持续工作电流）≤ In；
由于高压开断器没有连续过载的能力，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，及取最大持续工作电流Igmax.。 3、开断电流（开断容量）： Idt ≤ Idk(或Sdt ≤ Sdk)
式中：Idt — 断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量； Idk — 断路器t秒的开断容量； Sdt — 断路器的额定开断电流； Sdk — 断路器额定开断容量。 4、动稳定 ich ≤ idw
式中：ich — 三相短路电流冲击值 idw — 断路器极限通过电流峰值。 5、热稳定
I∞2tdz ≤ It2t
式中：I∞ — 稳态三相短路电流；
tdz — 短路电流发热等值时间（又称假想时间）； It — 断路器t秒热稳定电流。 五、本变电所断路器的选择
27
毕业设计二
35KV断路器的选择
选择DW13—35型的户外少油断路器 其技术参数为：表6—1 额定电压 最高工作电压 额定电流 额定开断电流 动稳定电流（峰值） 热稳定电流（4s有效值） 校验：
1）所选断路器最高工作电压 Ugmax=40.5KV＞Ue，实际上电网运行电压因调压或负荷的波动而变动。电网最高运行电压不得大于电网额定电压的10%，即Ugmax=38.5KV。当断路器选择正确，此值不会超过断路器的最高工作电压，因此，断路器在电网运行电压下运行是安全可靠的。
2）最大工作电流 Igmax=Se/3×UN=8151.76/3×35=134.63A，所选断路器额定电流IN=1250A，Igmax＜IN，满足要求。
3）开断电流Idt=16.04KA，所选断路器额定开断电流Ikd=20KA，Idt＜Ikd，满足要求。
4） 动稳定 冲击电流ich=40.9KA，所选断路器动稳定电流idw=50KA，ich＜idw，满足要求。
5）热稳定 设断路器跳闸时间为0.1s，过流保护动作时间为2s，则短路电流作用时间t=0.1+2=2.1s＞1s，可以不计非周期分量值时间曲线得tdz=2.8s 所以
35KV 40.5KV 1250A 20KA 50KA 20KV I?2tdz=16.042×2.8=720.4
It2t=202×2.1=840 I?2tdz＜It2t，满足要求。
表6—2 35KV断路器的选择结果
28
毕业设计二
10KV断路器的选择
选择ZN—10/1250型户外高压真空断路器 其技术参数为：表6—5 额定电压 最高工作电压 额定电流 额定开断电流 动稳定电流（峰值） 热稳定电流（2s有效值） 校验：
1）所选断路器最高工作电压 Ugmax=11.5KV＞Ue，实际上电网运行电压因调压或负荷的波动而变动。电网最高运行电压不得大于电网额定电压的10%，即Ugmax=11KV。当断路器选择正确，此值不会超过断路器的最高工作电压，因此，断路器在电网运行电压下运行是安全可靠的。
29
UN（KV） Igmax（A） 计算数据 ich（KA） 35 134.63 40.9 720.4 16.04 35 1250 50 840 20 I?2tdz（kA2s） DW13—35 Idt（KA） UN（KV） IN（A） 技术数据 Idw（KA） It2t（kA2s） Ikd（KA） 10KV 11.5KV 1250A 31.5KA 80KA 31.5KV 毕业设计二
2）最大工作电流 Igmax=Se/3×UN=1100÷0.85/3×10=74.80A，所选断路器额定电流IN=1250A，Igmax＜IN，满足要求。
3）开断电流Idt=16.57KA，所选断路器额定开断电流Ikd=31.5KA，Idt＜Ikd，满足要求。
4） 动稳定 冲击电流ich=42.25KA，所选断路器动稳定电流idw=80KA，ich＜idw，满足要求。
5）热稳定 设断路器跳闸时间为0.1s，过流保护动作时间为2s，则短路电流作用时间t=0.1+2=2.1s＞1s，可以不计非周期分量值时间曲线得tdz=2.8s 所以
I?2tdz=16.572×2.8=768.78
It2t=202×2.1=840 I?2tdz＜It2t，满足要求。
表6—6 10KV断路器的选择结果
技术数据 ZN—10/1250 计算数据 UN（KV） Igmax（A） ich（KA） 10 134.63 42.25 768.78 16.57 10 1250 80 2083.725 31.5 I?2tdz（kA2s） Idt（KA） UN（KV） IN（A） Idw（KA） It2t（kA2s） Ikd（KA）
6-5 隔离开关的选择
30