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第5章 主要电气设备的选择
5.1引言
电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时必须符合国家有关经济技术政策。技术要先进，经济要合理，安全要可靠，运行要灵活，而且要符合现场的自然条件要求。所选设备正常时应能可靠工作，短路时应能承受多种短路效应。电气设备的选择应遵循以下两个原则：1.按正常工作状态选择；2.按短路状态校验(最大运行方式)。
按正常工作状态选择的具体条件：
（1）额定电压：电气设备的最高允许工作电压不得低于装设回路的最高运行电压。一般220KV及以下的电气设备的最高允许工作电压为1.15UN。所以一般可以按照电气设备的额定电压UN不低于装设地点的电网的额定电压UNS：
UN≥UNS (5-1)
（2）额定电流：所选电气设备的额定电流IN不得低于装设回路最大持续工作电流Imax：
IN≥Imax (5-2)
计算回路的Imax应该考虑回路中各种运行方式下的在持续工作电流：变压器回路考虑在电压降低5％时出力保持不变，所以Imax＝1.05 INb；母联断路器回路一般可取变压器回路总的Imax；出线回路应该考虑出线最大负荷情况下的Imax。
按短路状态校验的具体条件：
（1）热稳定校验：当短路电流通过所选的电气设备时，其热效应不应该超过允许值：
It2t?Qk?I''tima (5-3)
式中 It—开关的热稳定电流有效值（单位为kV）； t —开关的热稳定试验时间（单位为s）；
I''—开关所在处的三相短路稳态电流（单位为kV）； tim—短路发热假想时间(单位为s)。 a
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短路发热假想时间一般按下式计算 tima?I''?tk?0.05??I????? (5-4) ?2 在无限大容量系统中,由于I''?I?，因此
tima?tk?0.05 (5-5)
式中tk—短路持续时间,采用该电路主保护动作时间加对应的断路器全分闸时间.当
tk?1s时，tima?tk。低速断路器,其全分闸时间去0.2s；高速断路器，其全分闸时间取0.1s。
（2）动稳定校验：所选电气设备通过最大短路电流值时，不应因短路电流的电动力效应而造成变形或损坏：
ies?ish或Ies?Ish (5-6)
选择设备的基本原则：
（1） 设备按照主接线形式进行配置；
（2） 按装置位置及系统正常运行情况进行选择，按短路情况进行校验； （3） 所选择设备在系统中最恶劣运行方式下仍能可靠工作，动作； （4） 同类设备尽量同一型号，便于设备的维护，订货和相互备用； （5） 考虑近期5年发展的要求。
5.2断路器的选择
高压断路器是主系统的重要设备之一。它的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备和线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。断路器选择和校验的原则就是：按正常工作状态选择，按短路状态校验。
5.2.1 110kV侧断路器和隔离开关的选择
额定电压 ：UN?110kV 最大持续工作电流 ：?30?ST3UN?400003*110??209.95?
短路电流 ：IK1?IB10.5?k??6.49k? *X?10.077冲击电流：ish?2.55*IK1?2.55*6.49kA?16.55kA
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2短路电流热效应 ：QK?I?*tima?6.492*4?168kA2*s
1．初选断路器为：LW6-110I
表5-1 LW6-110I的技术参数表
技术参数 型号 LW6-110I 额定电流IN（A） 2500 额定开断电流INbr（kA） 31．5 动稳定电流 4秒热稳定电流(kA) 31．5 ies (kA) 125 LW6-110I断路器的校验： （1） Ue=110kV=UN
（2） I= IN≥I30 =2500A>209.95A （3） 动稳定校验 ：
110kV母线短路三相冲击电流：1，2＃主变并列运行ish=16.55 (kA) LW6-110I断路器的动稳定电流ies=125 (kA)
ies?ish符合动稳定要求
（4） 热稳定校验：
110kV母线短路热容量：1，2＃主变并列运行
Qk?I''tima?6.492?1.8?42kA2S2??
LW6-110I断路器的4秒热稳定电流：It?31.5?kA?
Itt?31.52?4?3969kA2S''2??
It2t?Qk符合热稳定要求
通过以上校验可知，110kV侧所选LW6-110I断路器完全符合要求。 2．初选隔离开关为：GW4-110D/600 GW4-110D/600隔离开关的校验： （1）Ue=110kV=UN
（2）I= IN≥I30 =600A>209.95A （3）动稳定校验 ：
110kV母线短路三相冲击电流：1，2＃主变并列运行ish=16.55 (kA) LW6-110I断路器的动稳定电流ies=50 (kA)
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ies?ish符合动稳定要求
（4）热稳定校验：
110kV母线短路热容量：1，2＃主变并列运行
Qk?I''tima?6.492?1.8?42kA2S2??
LW6-110I断路器的4秒热稳定电流：It?31.5?kA?
Itt?142?4?784kA2S''2??
It2t?Qk符合热稳定要求
通过以上校验可知，110kV侧所选LW6-110I断路器完全符合要求。
5.2.2 10kV侧断路器和隔离开关的选择
额定电压 ：UN?10kV 最大持续工作电流 ： ?30?ST3UN?400003*11??2099?
短路电流 ： IK3?IB35.5?k??9.05k? *0.608X?3冲击电流：ish?1.84*IK3?1.84*9.05kA?16.65kA
2短路电流热效应 ： QK?I?*tima?9.052*4?327.61kA2*s
1.初选10kV断路器为：SN10-10Ⅲ
表5-2 SN10-10Ⅲ的技术参数表
技术参数 型号 额定电流IN（A） 额定开断电流INbr（kA） 40 动稳定电流 4秒热稳定电流(kA) 40 ies (kA) 125 SN10-10Ⅲ （1）Ue=110kV=UN
3000 SN10-10Ⅲ断路器的校验：
（2）I= IN≥I30 =3000A>2099A （3）动稳定校验 ：
110kV母线短路三相冲击电流：1，2＃主变并列运行ish=16.65 (kA) LW6-110I断路器的动稳定电流ies=125 (kA)
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