第四章 导体和电气设备的选择
正确选择电气设备是电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时,应根据工程实际情况,在保证安全、可靠的前提下,积极而稳妥地采用新技术,并注意节省投资,选择合适的电气设备。
尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样,具体选择方法也不完全相同,但对它们的基本要求确是一致的。电气设备要可靠地工作,必须按正常工作条件进行选择,并按短路状态来校验动、热稳定性。
本设计,电气设备的选择包括:短路器和隔离开关的选择,电流、电压互感器的选择、避雷器的选择,导线的选择。
5.1 电气设备选择的一般原则:
1、应满足正常运行、检修、断路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展的需要 2、应按当地环境条件校验 3、应力求技术先进与经济合理 4、选择导体时应尽量减少品种
5、扩建工程应尽量使新老电气设备型号一致
6、选用新产品,均应具有可靠的实验数据,并经正式鉴定合格 5.2 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、过电流的情况下保持正常运行。同时,所选择导线和电气设备应按短路条件下进行动、热稳定校验。各种高压设备的一般技术条件如下表:
序电器名称 额定 电 压 断路器 隔离开关 组合电器 负荷开关 熔断器 PT CT 电抗器 消弧线圈 避雷器 封闭电器 穿墙套管 绝缘子 额定 额定 机械 额定开热稳定 动稳定 绝缘水平 号 电 流 容 量 荷 载 断电流 KV √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ A √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ KVA N √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ A √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 第一节 断路器和隔离开关的选择
断路器的选择,除满足各项技术条件和环境条件外,还应考虑到要便于安装调试和运行维护,并经济技术方面都比较后才能确定。根据目前我国断路器的生产情况,电压等级在10KV~220KV的电网一般选用少油断路器,而当少油断路器不能满足要求时,可以选用SF6断路器。
断路器选择的具体技术条件如下: 1)额定电压校验:
2)
3)开断电流(或开断容量):
其中:Idt——断路器开断时间t秒时的断路电流周期分量 Ikd——断路器的额定开断电流 Sdt——断路器t秒开断时的容量 Skt——断路器的额定开断容量
注:断路器的实际开短时间t,为继电保护动作时间与断路器固有分闸时间之和。 4)动稳定
其中,ich——三项短路电流冲击值. Imax——断路器极限通过电流峰值 5)热稳定
其中:I∞——稳态三项短路电流 tdz——短路电流发热等值时间 It——断路器t秒热稳定电流
同样,隔离开关的选择校验条件与断路器相同,并可以适当降低要求。
5.1.1 220kv侧断路器和隔离开关的选择
1、主变220kv侧
1)流过断路器的最大持续工作电流
2)
查《发电厂电气部分》,选用SW6-220/1200型少油断路器。其固有分闸时间为0.04S,设继电保护时间为2S,则tdz=2.04S>1S,具体参数如下:
极限通过电流为:
而隔离开关按额定电压和额定电流选择GW4-220D/1000-80型 其中,Un=220KV,In=1000A 极限通过电流峰值:热稳定电流:It=23.7KA 3)热稳定校验
下表列出断路器及隔离开关选择计算结果及相关技术参数进行比较
SW6-220/1200 220 496.01 2.305 3.504 5.878 Un In Ikd Imax Ies GW4-220D/1000-80 Un In Ikd Imax Ies Ug(KV) Ig.max(A) I”(A) Ich(A) 220 1200 21 55 55 899.64 220 1000 23.7 80 80 114.85 78.48 由表可知,所选断路器和隔离开关各项均满足要求。
2、220KV母联断路器及隔离开关的最大工作条件与变高220KV侧应满足相同的要求,故选用
相同设备。即选用SW6-220/120型少油断路器和GW4-220D/1000-80型隔离开关。 3、220KV出线
出线回路设备应按最大负荷进行考虑选择,而在本设计用220KV出线的最大负荷为: P250+50+100-24-32=144MW
所以流过断路器的工作电流最大时为系统全部出力通过一回220KV送入系统时:
查《发电厂电气部分》选用SW6-220/1200型断路器,其固有分闸时间为0.04S,设备保护时间为3S,则tdz=3+0.04=3.04s>1s,隔离开关选择GW4-220D/600-50型。
SW6-220/1200 Ug(KV) Ig.max(A) I”(A) Ich(A) Ish GW4-220D/1000-80 Un In Ikd Imax Ies 220 396.81 2.305 3.504 5.878 78.48 Un In Ikd Imax Ies 220 1200 21 55 55 899.64 220 600 15.8 50 50 758.90 从表中可知,SW6-220/1200与GW4-220D/600-50均满足要求。 5.1.2 110KV侧断路器和隔离开关的选择 (一)主变110kv侧
1、流过断路器的最大持续工作电流
2、
查《发电厂电气部分》选择OFPT(B)—110/1600型SF6断路器,其固有分闸时间为tkd=0.0
3S,设继保时间为 tkd=3S,则= 3+0.03=3.03,具体参数如下:
=40KA
Un=110KV,In=1600A,额定开断容量为 极限热稳定通过电流:Imax=100KA
隔离开关按额定电压和额定电流校验,选择:GW4-110D/1600型,其参数为: