河北工程大学科信学院毕业设计说明书
5电气设备选型及校验
5.1高压设备的选择及校验 5.1.1一般要求和基本原则
⑴应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要； ⑵应按当地环境条件校核； ⑶应力求技术先进和经济合理； ⑷选择导体时应尽量减少品种；
⑸扩建工程应尽量使新老设备的型号一致；
⑹选用的新品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。 按正常工作条件选择导体和电气设备： ⑴电压：
所选电器和电缆允许最高工作电压UN不得低于回路所接电网的最高运行电压UNS即 UNS?UN
一般电缆和电器允许的最高工作电压，当额定电压在220KV及以下时为1.15UN，而实际电网运行的UNS一般不超过1.1UN。
⑵电流
导体和电器的额定电流是指在额定周围环境温度Q 0下，导体和电器的长期允许电流Ie应不小于该回路的最大持续工作电流Igmax。即
Igmax?Ie
由于变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的Igmax = 1.05 Ie（Ie为电器额定电流）。
Igmax?⑶按当地环境条件校核
1.05?SN 3UN当周围环境温度Q和导体额定环境温度Q 0不等时，其长期允许电流I可按下式修正
Ial??al???I
?al??0e?al—导体或电气设备长期发热允许温度
我国目前生产的电气设备的额定环境温度?0=40℃，裸导体的额定环境温度为+25℃。
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5.1.2 电气设备选择的技术条件
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。
1长期工作条件 ⑴电压
选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug，即 Umax?Ug ⑵电流
选用的电器额定电流Ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig，即Ie?Ig
由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以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。
⑶机械荷载
所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。 2短路稳定条件 ⑴校验的一般原则
① 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相严重时，应按严重情况校验。
② 用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。
⑵短路的热稳定条件
It2t?Qk
式中Qk—在计算时间ts秒内，短路电流的热效应（kA2*S）；
It—t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA）； t—设备允许通过的热稳定电流时间（s）。 ⑶短路的动稳定条件
ish?idf Ish?Idf
式中ish—短路冲击电流峰值（kA）； Ish—短路全电流有效值（kA）；
idf—电器允许的极限通过电流峰值（kA）；
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3绝缘水平
在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。
表５-１ 选择高压电器应校验的项目表 项目 断路器 负荷开关 隔离开关 熔断器 电抗器 电流互感器 电压互感器 支柱绝缘子 母线 消弧线圈 避雷器 电压 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 电流 ? ? ? ? ? ? ? ? 断流容量 ? ? ? 短路电流校验 动稳定 热稳定 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 表中?为应进行校验的项目
5.1.3电气设备选择的环境条件
按《交流高压电器在长期工作时的发热》（GB763-74）的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40?C时，允许按额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40?C（但不高于+60?C）时，每增高1?C，建议额定电流减少1.8%；当低于+40?C时，每降低1?C，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。普通高压电器一般可在环境最低温度为-30?C时正常运行。在高寒地区，应选择能适应环境温度为-40?C的高寒电器。在年最高温度超过40?C，而长期处于低湿度的干热地区，应选用型号带“TA”字样的干热带型产品。
综上，本次设计的变电所所在地区的电器设备可正常运行。 下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：
① 用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。 ② 采用有限流电阻的熔断器保护的设备可不校验动稳定；电缆有足够的强度，亦可不校动稳定。
③ 装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。
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5.2 断路器隔离开关的选择 5.2.1对高压断路器的基本要求
断路器能在负荷的情况下接通或断开电路，在系统发生短路故障时能迅速切断短路电流，保证无故障部分正常运行，起着保护作用，断路器具有专用灭弧装置。高压断路器按灭弧和绝缘介质情况可分为充油、充气、磁吹、真空等；按其油量可分为少油和多
⑴工作可靠。断路器应能在规定的运行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的完成关合和开断电路的指令，其拒动或误动都将造成严重的后果。
⑵具有足够的开断能力。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期的续燃，导致断路器本身爆炸飞狐，引起事故扩大的严重后果。
⑶动作快速。在电路发生故障时，快速的切除故障电路，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，提高系统的供电可靠性。
⑷具有自动重合闸性能、输电线路的短路故障大多都是临时性的。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，即在发生短路故障时，继电保护动作使断路器跳闸，切除故障点的短路电流，经很短时间后断路器又自动重合闸，恢复正常供电。若故障仍存在，则断路器必须立即跳闸，再次切断短路电流，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。
⑸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。
油两类。断路器在电路中担负特别重要的任务，必须满足一下基本要求：
5.2.2设备的选择
⑴35kV侧进线断路器、隔离开关的选择 ①断路器的选择
流过断路器和隔离开关的最大持续工作电流
Imax?(2?SN)/3UN =2*8000/(√3*35)=263.93A 额定电压选择 UN?Ug?35kV 额定电流选择 IN?Imax?263.93A
(3) 开断电流选择 INbr?IK?7.32kA
本设计中35kV侧采用SF6断路器，因为与传统的断路器相比，SF6断路器采用SF6
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气体作为绝缘和灭弧介质，这种断路器具有断口耐压高，允许的开断次数多，检修时间长，开断电流大，灭弧时间短，操作时噪声小，寿命长等优点。因此可选用LW8—35型户外高压SF6断路器。
选用的断路器额定电压为35kV，最高工作电压为40.5kV，系统电压35kV满足要求。 选用的断路器额定电流1600A，去除1.8%的温度影响为1571A，大于最大持续工作电流，满足要求。
选用的断路器额定短路开断电流31.5kA，大于短路电流周期分量有效值7.32kA，满足要求。
热稳定校验。由《电力工程电气设计手册电气一次部分》知，选用高速断路器，取继电保护装置保护动作时间0.6S，断路器分断时间0.03S，则校验热效应计算时间为
2220.63S（后面热稳定校验时间一样）。因此Qk=I?t=7.32?0.63=33.76[（kA）S]。电气
设备It2t=31.52?4=3969[（kA）2S]。满足要求。
表５-2-1 LW8—35具体参数比较表 计算数据 LW8—35 35kV 263.93A 7.32kA 18.67kA 33.76[（kA）S] 2Ug Imax UN IN INbr 35kV 1600A 31.5kA 80kA 3969[（kA）S] 2I(3k) ish Qk idf It2t ②隔离开关的选择
隔离开关选择GW14—35/630型号隔离开关
选用的隔离开关额定电压为35kV，系统电压35kV满足要求。
选用的断路器额定电流630A，去除1.8%的温度影响为618.7A，大于最大持续工作电流，满足要求。
动稳定校验ish=18.67kA 热稳定校验Qk=33.76[（kA）2S]，设备It2t=162?4=1024[（kA）2S]，满足要求。 表５-2-2 GW14—35/630具体参数比较表 计算数据 GW14—35/630 Ug Imax 35kV 263.93A 18.67kA 33.76[（kA）S] 2UN IN 35kV 630A 40kA 1024[（kA）S] 2ish Qk idf It2t ⑵35kV主变压器侧断路器、隔离开关的选择 流过断路器和隔离开关的最大持续工作电流 26