4×300MW发电厂第二期工程电气部分初步设计
压断路器的额定开断电流Inbr,不应小于实际开断瞬间的短路电周期分量Ipt,即
Inbr?Ipt。当断路器的Inbr较系统短路电流大很多时，为了简化计算，出可以用次暂态电流I\进行选择，即Inbr?I\。
一般断路器开断单相短路的能力比开断三相短路要大，国外研究结果表明，约大15%，但国内尚无正式数据，如单相短路电流大于三相短路电流时，暂以单相短路为选择条件。我国生产的高压断路器，由于开断时间较长(?0.1s)，短路电流非周期分量幅值20%的要求。对于使用快速保护和高速断路器者，其开断时间小于0.1s，当在电源附近短路时，短路电流的非周期分量可能超过周期分量的20%，因此需要进行验算。短路电流IK为:
2?(2I??e IK=Iptwb?trTa)2 (5.4)
式中：Ipt-------开断瞬间短路电流周期分量有效值，当开断时间小于0.1s时，Ipt?I\(A) tbr--------开断计算时间(S)
Ta--------非周期分量衰减时间常数Ta=
x?r?(rd)
其中x?，r?------电源至短路点的等效总电抗和总电阻。
如计算结果非周期分量超过20%以上时，订货时应向制造部门提出要求。装有自动重合闸装置的断路器，当操作循环符合厂家规定时，其额定开断电流不变。 4、短路关合电流的选择
在断路器合闸之前，若线路上已存在故障，则在断路器合闸过程中，动、静触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过(预击穿)，更容易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏。且断路器在关合短路电流时，不可避免地在接通后又自动跳闸，此时还要求能够切断短路电流，因此，额定关合电流是断路器重要参数之一。为了保证断路器在关全短路时的安全，断路器的额定关合电流iNC1不应小于短路电流最大冲击值ish,即：iNC1?ish
5.热稳定校验 It2t?Qk (5.5) 6.动稳定校验 ies?ish (5.6)
5.3隔离开关的选择
隔离开关种类和型式的选择
隔离开关的型式较多，按安装地点不同，可分为屋内式和屋外式，按绝缘支柱数目又可分为单柱式、双柱式和三柱式。它对配电装置的布置和占地面积有很大影响，选型时应根据配电装置特点和使用要求以及技术经济条件来确定。
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沈阳工程学院毕业设计
1.额定电压选择 UN?UNS (5.7) 2.额定电流选择 IN?IMAX (5.8) 3.热稳定校验 it2t?Qk (5.9) 4.动稳定校验 ies?ish (5.10)
5.4电流互感器的选择
5.4.1一次回路额定电压和电流的选择
电流互感器一次回路额定电压和电流应满足：
UN1?UNS，IN1?IMAX (5.11)
式中UN1、IN!为电流互感器一次额定电压和电流
为了确保所供仪表的准确度，互感器的一次侧额定电流应尽可能与最大工作电流接近。
5.4.2二次额定电流的选择
电流互感器的二次额定电流有5A和1A两种，般弱电系统用1A,强电系统用5A。当配电装置(例如超高压)距离控制室较远时，为能使电流互感器能多带二次负荷或减小电缆截面，提高准确级，应尽量采用1A。
5.4.3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)选择其型式。选用母线型时应注意校核窗口尺寸。
5.4.4电流互感器准确级和额定容量的选择
为了保证测量仪表的准确度，互感器的准确级不得不低于所供测量仪表的准确级。当所供仪表要求不同准确级时，应按相应最高级别来确定电流互感器的准确级。
为了保证互感器的准确级，互感器二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的额定容量SN2，即
2 SN2?SN2?IN2Z21 (5.12)
5.4.5热稳定和动稳定校验
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电流互感器的热稳定校验只对本身带有一次回路导体的电流互感器进行。电流互感器
热稳定能力常以1S允许通过的热稳定电流It或一次侧的额定电流IN1的倍数Kt来表示，故热稳定应按下式校验
it2t?QK或(KtIN1)2?QK(t=1) (5.13)
电流互感器内部动稳定能力常以允许通过的动稳定电流ies或一次额定电流最大值(2IN1)的倍数Kes―动稳定电流倍数表示，故内部动稳定可用下式校验ies?ish或2IN1Kes?ish.由于邻相之间电流的相互作用，使电流互感器绝缘瓷帽上受到外力的作用，因此，对于瓷绝缘型电流互感器校验套管的机械强度。瓷套管的作用力可由一般电动力公式计算，故外部动稳定应满足
Fal?20.5?1.73?10?7ishla(N) (5.14)
式中: Fal―作用于电流互感器瓷帽端部的允许力。
l―电流互感器出线端至最近一个母线支柱绝缘子之间的跨距。 系数0.5表示互感器瓷套端部承受该跨电动力的一半。
5.5电压互感器的选择
5.5.1一次回路电压的选择
为了确保电压互感器的安全和在规定的准确等级下运行，电压互感器一次绕组所接电网电压UNS应在(0.8～1.2) UN1范围内变动，即应满足下列条件：
0.8 UN1 5.5.2二次回路电压的选择 电压互感器的二次侧额定电压应满足保护和测量使用标准仪表的要求。 5.5.3种类和型式的选择 220kV及以上配电装置，当容量和准确度等级要求时，一般采用电容式电压互感器 5.5.4容量和准确级选择 首先根据仪表和继电器接线要求选择电压互感器的接线方式，并尽可能将负荷均匀分布在各相上，然后计算各相负荷大小，按照所接仪表的准确级和容量选择互感器的准确级和额定容量。 5.5.5电压互感器的配置 -- 17 -- 沈阳工程学院毕业设计 （1）电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不能失压，同期点的两侧都能提取到电压。 （2）6—220KV电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器。 （3）当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。 （4）发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置需要。 （5）500KV电压互感器按下述原则配置：对双母线接线，宜在每回出线和每组母线的三相上装设电压互感器。对一台半断路器接线，应在每回出线的三相上装设电压互感器；在主变压器进线和每组母线上，应根据继电保护装置，自动装置和测量仪表的要求，在一相或三相上装设电压互感器。 5.6裸导体的选择 裸导体一般按下列各项选择和校验： (1)导体材料、类型和敷设方式 (2)导体截面 (3)电晕 (4)热稳定 (5)动稳定 (6)共振频率 5.6.1导体材料、类型和敷设方式 常用导体材料有铜、铝和铝合金。因为铜价格高，因此只用在持续工作电流大且出线位置特别狭窄或对铝有严重腐蚀而对铜腐蚀较轻的场所。因为铝价廉，一般采用或铝合金材料作为导体材料。 常用的硬导体截面有矩形、槽形和管形。矩形导体散热条件较好，便于固定和连接，但集肤效应较大。为避免集肤效应系数过大，单条矩形截面最大不超过1250mm 。当工作电流超过最大截面单条导体允许截流量时，可将2～4条矩形导体并列使用，4条并列一般避免。矩形导体一般只用于35KV及以下，电流在4000A及以下的配电装置中。槽形导体机械强度好，载流量大，集肤效应系数小，用于4000～8000A的配电装置中。管形导体集肤效应系数小、机械强度高、管内可以通水或通风，因此，可用于8000A以上的大电流母线。此外，圆管表面光滑，电晕放电电压高，可用在110KV及以上的配电装置中。 矩形导体三相水平布置，导体竖放散热好，载流量大，机械强度差，导体平放与之相反。配电装置多采用三相垂直布置，导体坚放，综合二者优点。常用软导线有钢芯铝绞线。组合导线、分裂导线和扩径导线，后者多用于330KV及以上配电装置。 -- 18 -- 4×300MW发电厂第二期工程电气部分初步设计 5.6.2导体截面选择 导体截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。 (1)按导体长期发热允许电流选择： Imax?KIa1 (5.16) 式中：Imax――导体所在回路中最大持续工作电流。 Ia1――在额定环境温度?0??25?C时导体允许电流。 K――修正系数，当导体允许最高温度为＋70oC和不计日照时： K??al?? (5.17) ?al??0其中：?al――导体长期发热允许最高温度。 ?0、?――导体额定环境温度和安装地点实际环境温度。 (2)当年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在20m以上的导体，按经济电流密度选择。 S?Imax 式中：Imax――正常工作时的最大持续工作电流。 J――最大利用小时数Tmax，对应的经济电流密度。 5.6.3电晕电压校验 裸导体的临界电压Ucr应大于最高工作电压Umax即Ucr?Umax。 5.6.4热稳定校验 计及集肤效应系数Ks的影响，得由热稳定决定的导体最小截面为: J (5.18) Smin?QKKS (5.19) Af?AiAf?Ai 式中： C――热稳定系数C?所选截面应大于等于Smin。 5.6.5硬导体的动稳定校验 矩形导体应力计算包括单条矩形和多条矩形两种 -- 19 --