5 电气设备选择
5.1电气设备选择原则
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。
为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选择与校验的一般条件有：按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电流等选择；按短路条件包括动稳定、热稳定校验；按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。
由于电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，所以具体选择方法也不完全相同，但它们的基本要求却是一致的。电器要能可靠的工作，必须按正常条件下进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。
5.2电气设备选择的一般条件 5.2.1按额定电压选择
电气设备的额定电压UN就是其铭牌上标出的线电压，另外还规定有允许最高工作电压Ualm。由于电力系统负荷的变化、调压及接线方式的改变而引起功率分布和网络阻抗变化等原因，往往使得电网某些部分的实际运行电压高于电网额定电压UNs，因此，所选电气设备的允许最高工作电压Ualm不得低于所在电网的最高运行电压Usm，即
Ualm≥Usm
对于电缆和一般电器，Ualm较UN高10%~15%,即
Ualm=（1.1~1.15）UN
而对于电网，由于电力系统采取各种调压措施，电网最高运行电压Usm通常不超过电网额定电压UNs的10%，即
Usm≤1.1UNs
可见，只要UN不低于UNs，就能满足电气设备可靠运行，所以一般选
UN≥UNs
5.2.2按额定电流选择
电器的额定电流IN是指在额定环境条件（环境温度、日照、海拔、安装条件等）下，电气设备的长期允许电流。
我国规定电气设备一般额定环境条件为：额定环境温度（又称计算温度或基准温度）θN,裸导体和电缆的θN为25℃，断路器、隔离开关、穿墙套管、电流互感器、电抗器等电器的θN为40℃；无日照；海拔高度不超过1200m。
当实际环境条件不同于额定环境条件时，电气设备的长期允许电流Ial应做修正。一般情况下，各类电气设备的Ial均需按实际环境温度修正。另外，计及日照的屋外管型导体、软导线的Ial上需按海拔修正；电力电缆的Ial尚需按有关敷设条件修正。
Ial不应该小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Imax，即
Ial ≥Imax
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由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的Imax为发电机、调相机或变压器的额定电流的1.05倍；若变压器有过负荷运行可能时，Imax应按过负荷确定；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Imax；母线分段电抗器的Imax应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的50%~80%；出线回路的Imax除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。
5.2.3选择设备的种类和型式
（1）应按电器的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电器进行种类和形式的选择。
（2）除上述海拔、当地实际环境温度的影响外，尚需考虑日照、风速、覆冰厚度、湿度地震烈度等环境条件影响。当超过一般电气设备的使用条件时，应向制造部门提出特殊订货要求，并采取相应措施。
本次设计需要选择的设备主要有断路器、隔离开关、母线及引线、电流、电压互感器、绝缘子和穿墙套管、熔断器等
5.3设备的选择 5.3.1断路器的选择
发电厂中，高压断路器是重要的电气设备之一，它具有完善的灭弧性能，正常运行时，用来接通和开断负荷电流，在某所电气主接线中，还担任改变主接线的运行方式的任务，故障时，断路器通常继电保护的配合使用，断开短路电流，切除故障线路，保证非故障线路的正常供电及系统的稳定性。
高压断路器应根据断路器安装地点，环境和使用技术条件等要求选择其种类及型式，由于真空断路器、SF6断路器比少油断路器，可靠性更好，维护工作量更少，灭弧性能更高，目前得到普遍推广，故35～220KV一般采用SF6断路器。真空断路器只适应于10KV电压等级，10KV采用真空断路器。
1、220KV侧断路器
1)额定电压选择: UN≥UNS=220kv 2）额定电流选择：Ial≥Imax
考虑到变压器在电压降低1%时其出力保持不变，所以相应回路的Imax=1.01IN 即：
Imax =1.013SN/1.732UN=636.15A IN= Imax/1.01=629.85A
根据《发电厂电气部分》附表2-18查得:
根据以上数据可以初步选择SW4-220型断路器,其参数如下:
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额定工额定电额定开作 流（A） 断电流 电压 （kA） （KV） 220 1000 额定动5s 热稳稳定电定电流流峰值 （KA） （KA） 21 固有分闸 时间（S） 0.06 合闸时间 （S） 0.25 重合闸无电流时间 （S） 0.3 18.4kA 55
3)校验热稳定，取后备保护为3S，固有分闸时间0.06s，燃弧时间取0.05s tk=3+0.06+0.05=3.11
由于tk>1s,不计非周期效应。短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp，即:
QK=I”23tk=17.11317.1133.11=910.46(KA)2S
Qr=21235= 2205(KA)2S 即Qr > QK 满足要求
校验动稳定：Ish=1.9√2317.11=45.97KA 由以上数据比较可知SW14-220/1000型断路器够满足要求。 2、6KV侧断路器 1）额定电压：UN≥UNS=10kv 2）额定电流：Ial=KIN≥Imax K:是温度修正系数 Imax =1.013SN/1.7323UN= 1.013240/(1.73236)= 23.33KA 实际上最多用到的只有：Imax=1.01320/(630.8531.732)=2.29KA 根据以上数据可以初步选择SN10-10Ⅲ断路器，其参数为： 额定工额定电额定关动稳定4s 热额定开合闸时固有分燃弧时作 流（A） 合电流 电流 稳定电断电流 间 闸 间（S） 电压 （kA） （KA） 流（KA） （S） 时间（KV） （KA） （S） 10 3）检验热稳定取后备保护为3S Tk=3+0.06+0.05=3.11S Qk=I”2*tk=17.11317.1133.11=910.46(KA)2S Qr=40234 =6400(KA)2S 即Qr > Qk 满足要求 检验动稳定： Ish= 1.9√2317.11=45.97KA 14 3000 125 130 40 40 ≤0.20 ≤0.06 0.05 5.3.2隔离开关的选择 隔离开关，配制在主接线上时，保证了线路及设备检修形成明显的断口，与带电部分隔离，由于隔离开关没有灭弧装置及开断能力低，所以操作隔离开关时，必须遵循倒闸操作顺序。 隔离开关的配置： 1）断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时形成明显的断口，与电源侧隔离； 2）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地； 3）接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关，为了保证电器和母线的检修安全，每段母线上宜装设1—2组接地刀闸或接地器。60KV及以上断路器两侧的隔离开关和线路的隔离开关，宜装设接地刀闸。应尽量选用一侧或两侧带接地刀闸的隔离开关； 4）按在变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关； 5）当馈电线的用户侧设有电源时，断路器通往用户的那一侧，可以不装设隔离开关，但如费用不大，为了防止雷电产生的过电压，也可以装设。 1、 220KV侧隔离开关选择： 1）根据UN≥UNS，则UN≥220KV 2）根据Ial=KIN≥Imax， 式中K为温度修正系数，由前面计算结果K=1.01，按《发电厂电气部分》中表6-1可求出Imax=1.05倍的变压器额定电流，Imax=605.86A 根据以上数据，可以初步选择户外GW4-220（D）型隔离开关，其参数如下： 额定电压：220KV 额定电流：630A 动稳定电流：50KA 4s热稳定电流：20KA 3）热稳定校检和动稳定校验都满足要求，由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路电流的校验。 由上述计算表明，选择GW4-220（D）型隔离开关能满足要求，列出下表： 设备 项目 UN≥UNS Ial≥Imax GW4-220（D） 产品数据 220KV 630A 计算数据 220KV 605.86A 2、 15.75KV隔离开关选择 1）根据UN≥UNS，则UN≥15.75KV； 2）根据Ial=KIN≥Imax，Imax=1.01PN／1.732UNcosφ =1.013200000／1.732315.7530.85 =8711.7A 15 3）根据以上数据，可以初步选择户内GN10-20型隔离开关，其参数如下： 额定工作 额定电流（A） 动稳定电流 4s 热稳定电流电压 （A） （KA） （KV） 20 9100 224 74 其热稳定和动稳定都满足要求。 由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路电流的校验。 由上述计算表明，选择GN10-20型隔离开关能满足要求，列出下表： 设备 项目 UN≥UNS Ial≥Imax GN10－20 产品数据 20KV 9100A 计算数据 15.75KV 8711.7A 3、 6KV隔离开关选择 1）根据UN≥UNS，则UN≥6KV； 2）根据Ial=KIN≥Imax，Imax=1.01SN／1.732UNcosφ =1.01320000/1.7323630.85 =2286.83A 3） 根据以上数据，初步选定GN22-10（D）型隔离开关，参数为： 额定工作 额定电流（A） 动稳定电流 2s 热稳定电流电压 （A） （KA） （KV） 10 3150 125 50 其热稳定和动稳定都满足要求。 由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路电流的校验。 由上述计算表明，选择GN22-10（D）型隔离开关能满足要求，列出下表： 设备 项目 UN≥UNS Ial≥Imax GN22－10（D） 产品数据 10KV 3150A 计算数据 6KV 2286.83A 16