第二节 电气设备选择的一般要求

一、一般原则

（1）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； （2）应按当地环境条件校核； （3）应力求技术先进和经济合理；

（4）与整个工程的建设标准应协调一致； （5）同类设备应尽量减少品种；

（6）选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级部门批准。

二、技术条件

选择的高压电气设备，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。各种高压电器的一般技术条件如表14－4所示。

表14－4 选择电器的一般技术条件 序号 电器名称 1 高压断路器 2 隔离开关 3 负荷开关 4 熔断器 5 电压互感器 6 电流互感器 7 限流电抗器 8 消弧线圈 9 避雷器 10 穿墙套管 11 绝缘子 额定电压额定电流额定容量（kV） √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ （A） √ √ √ √ √ √ √ √ √ （kVA） √ 机械荷载（N） √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 额定开断电流（kA） √ √ 短路稳定 热稳定 动稳定 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ ①注：悬式绝缘子不校验

1.长期工作条件

（1）电压。选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路电网的最高运行电压UNSmax，即： Umax≥UNSmax （14-14）

三相交流3kV及以上电气设备的最高电压见表14－5。

表14－5 电气设备的额定电压与最高电压（kV） 设备额定电压 设备最高电压

3 3.5 6 6.9 10 11.5 35 40.5 63 69 110 126 220 252 330 363 500 550 302

（2）电流。选用的电器额定电流IN不得低于所在回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流Imax，即： IN≥Imax （14-15）

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，故其计算工作电流时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。

（3）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。电器机械荷载的安全系数，由制造部门在产品制造中统一考虑。

1.短路稳定条件

（1）校验的一般原则。

1）电气设备在选定后应按可能通过的最大短路电流进行动、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短路严重时，则应按严重情况校验。

2）用熔断器保护的电气设备可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。

（2）短路的热稳定条件。

It2t＞Qk （14-16）

式中：Qk－在计算时间td秒内，短路电流的热效应（kA2·s）；

It－t秒内电气设备允许通过的热稳定电流有效值（kA）； t－电气设备允许通过的热稳定电流时间（s）。 （3）短路的动稳定条件。

ies?ik?? （14-17）

Ies?Ik?式中：ik—短路冲击电流峰值（kA）；

Ik—短路全电流有效值（kA）；

ies—电气设备允许的极限通过电流峰值（kA）； Ies—电气设备允许的极限通过电流有效值（kA）。 3.环境条件 （1）温度。

普通高压电气设备一般可在环境最低温度为－30℃时正常运行。在高寒地区，应选择能适应环境最低温度为－40℃的高寒电气设备。

在年最高温度超过40℃，而长期处于低湿度的干热地区，应选用型号后带“TA'’字样的干热带型产品。

选择电气设备用的环境温度应按表14－6选取。 （2）日照。

屋外高压电气设备在日照影响下将产生附加温升。可按电气设备额定电流的80％选择设备。在进行试验或计算时，日照强度取0.1W／cm2。

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表14－6 选择导体和电器的环境温度

类别 安装场所 屋外 裸导体 屋内 屋外 电抗器室 电器 屋内其他处 环境温度℃ 最高 年最高温度 该处通风设计温度，当无资料时，可取最热月平均最高温度加5℃ 年最高温度 该处通风设计最高排风温度 该处通风设计温度，当无资料时，可取最热月平均最高温度加5℃ 最低 年最低温度 注：①年最高（或最低）温度为一年中所测得的最高（或最低）温度的多年平均值。

②最热月平均最高温度为最热月每日最高温度的月平均值，取多年平均值。

（3）风速。

一般高压电气设备可在风速不大于35m／s的环境下使用。选择电气设备时所用的最大风速，可取离地10m高、30年一遇的10min平均最大风速。最大设计风速超过35m／s的地区，可在屋外配电装置的布置中采取措施，如降低安装高度、加强基础固定等。

考虑到500kV电气设备体积比较大、而且重要，宜采用离地10m高，50年一遇10min平均最大风速。

（4）冰雪。

在积雪和覆冰严重的地区，应采取措施防止冰串引起瓷件绝缘对地闪络。

隔离开关的破冰厚度一般为10mm。在重冰区（如云贵高原，山东河南部分地区，湘中、粤北重冰地带以及东北部分地区），所选隔离开关的破冰厚度，应大于安装场所的最大覆冰厚度。

（5）湿度。

选择电气设备的湿度，应采用当地相对湿度最高月份的平均相对湿度。对湿度较高的场所（如岸边水泵房等），应采用该处实际相对湿度。当无资料时，可取比当地湿度最高月份平均值高5％的相对湿度。

一般高压电气设备可使用在+20℃，相对湿度为90％的环境中（电流互感器为85％）。在长江以南和沿海地区，当相对湿度超过一般产品使用标准时，应选用湿热带型高压电气设备。这类产品的型号后面一般都标有“TH”字样。

湿热带型高压电气设备的使用环境条件见表14－7。

表14－7 湿热带型高压电气设备的使用环境条件

环境因素 空气温度 最高（℃） 最低（℃） 额定值 40 0 95（25℃时） 80 304

空气最大相对湿度（%） 黑色物体表面最高温度（℃）

太阳辐射最大强度（J/cm2·min） 凝露 含盐空气 霉菌 最大降雨强度（min/10min） 海拔高度（m） 5.86 有 有 有 50 ≤1000 注：湿热带型高压电气设备分为屋内与屋外两种型式，屋外使用的产品应考虑太阳辐射、雨、露的因素。在沿海地区，仅屋外存在盐雾，才作为特殊污秽考虑。

（6）污秽。

发电厂、变电站污秽分级标准见表14－8。

表14－8 发电厂、变电站污秽分级标准 污秽 等级 污秽条件 污湿特征 大气无明显污染地区或大气轻度1 污染地区；在污闪季节中干燥少雾（含毛毛雨）且雨量较多时 大气中度污染地区；沿海地带及盐2 3 场附近；在污闪季节中多雾（含毛毛雨）且雨量较少 大气严重污染地区；严重盐雾地区 ＞0.25 3.5 4.0 0.03～0.25 2.5 3.0 盐溶（mg/cm2） 0～0.03（强电解质）0～0.06（若电解质） 1.7 2.0 泄露比距（cm/kV） 中性点直接 接地系统 中性点非直接 接地系统 在工程设计中，应根据污秽情况选用下列措施：

1）增大电瓷外绝缘的有效泄漏比距或选用有利于防污的电瓷造型，如采用半导体、大小伞、大倾角、钟罩式等特制绝缘子。

2）采用屋内配电装置。2级及以上污秽区的6～110kV配电装置宜采用屋内型。当技术经济合理时污秽区220kV配电装置也可采用屋内型。

（7）海拔。

电气设备的一般使用条件为海拔高度不超过1000m，海拔超过1000m的地区称为高原地区。

对安装在海拔高度超过1000m地区的电气设备外绝缘一般应予加强，可选用高原型产品或选用外绝缘提高一级的产品。在海拔3000m以下地区，220kV及以下配电装置也可选用性能优良的避雷器来保护一般电气设备的外绝缘。

由于现有110kV及以下大多数电气设备的外绝缘有一定裕度，故可使用在海拔2000m以下的地区。

表14－9 计算电气设备承受的地震力时用的加速度

（8）地震。

地震烈度（度） 8 9 选择电气设备时，应根据当地的地

地面水平加速度 0.2g 0.4g 震烈度选用能够满足地震要求的产品。

地面垂直加速度

0.1g 0.2g 305