发电厂电气设计

(3)*Sk?S/XMVA/0.49?22.27MVA ?4d?(k?4)?100在工程设计中，往往还要列短路计算表，如下表所示。

表5-1短路计算表

三相短路电流（KV） 短路计算点 三相短路容量（MVA） (3) IshIk(3) k3点 k4点 2.76 32.07 I''(3) 2.76 32.07 (3) I?(3) ishSk(3) 50.25 22.27 2.76 32.07 7.09 59.01 4.22 34.96

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6 电气设备的选择与校验

在各级电压等级的变电所中，使用各种电气设备，诸如变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、补偿电容器等，这些设备的任务是保证变电所安全、可靠的供电，因为选择电气设备时，必须虑及电力系统在正常和故障时的工作情况。所谓电气设备的选择，则是根据电气设备在系统中所处的地理位置和完成的任务来确定它们的型号和参数。电气设备选择的总原则是在保证安全、可靠工作的前提下，适当留有裕度，力求在经济上进行节约。

6.1 电气设备及其分类

1.电气设备

电气设备是指电力系统中发电、输电、变配电、用电设备的总称，它包括发电机、变压器及各种高低压开关设备、保护设备、导线、电缆和用电设备等。

2.电气设备的分类

电气设备通常分类方法如下：

（1）按电压分 通常把1kV以上的设备称为高压设备，1kV以下的称为低压设备。 （2）按电能质量分 交流设备、直流设备、交直流两用设备。 （3）按设备所属的电路性质分 一次设备、二次设备。 （4）按是否组合分 单元件设备、成套设备。

（5）一次设备按其在一次电路中功能，又可分为发电设备、变换设备、控制设备、保护设备、补偿设备和用电设备。

6.2 电气设备选择与校验

电气设备的选择是供配电系统设计的重要内容之一。安全、可靠、经济、合理是选择电气设备的基本要求。

电气设备选择的一般原则为：按正常工作条件下选择额定电流、额定电压及型号，按短路情况下校验开关的开断能力、短路热稳定和动稳定。

在供配电系统中尽管各种电器设备的作用不一样，但选择的条件有诸多是相同的，在表6-1中列出了导体和电器选择与校验的项目。从表中可以看出为保证设备可靠的运行，各种设备均应按正常工作条件下的额定电压和额定电流选择，并按短路条件校验动稳定和热稳定。

表6-1导体和电器的选择与校验项目

选择项目 设备名称 额定电压 （KV） 高压断路器

校验项目 准确度级 短路电流 热稳定 √ 动稳定 √ 开断能力 （KA） √ 额定电流 （A） √ 装置类 （户内户外） √ √ 发电厂电气设计

高压负荷开关 高压隔离开关 高压熔断器 电流互感器 电压互感器 母线 电缆 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 6.3 高压断路器的选择

高压断路器是高压电气中的重要设备，是一次电力系统中控制和保护电路的关键设备，它在电网中的作用有两方面，其一是控制作用，即根据电力系统的运行要求，接通或断开工作电路，其二是保护作用，当电力系统中发生故障时，在继电保护装置的作用下，断路器自动断开故障部分，以保证无故障部分的正常运行。

高压断路器的主要作用是：在正常运行时用它接通或切断负荷电流；在发生短路故障或严重负荷时，借助继电保护装置用它自动、迅速地切断故障电流，以防止扩大事故范围。

断路器工作性能好坏直接关系到供配电系统的安全运行。为此要求断路器具有相当完善的灭弧装置和足够强的灭弧能力。

图6-1高压断路器的QF的型号规格

6.4 高压断路器的校验

根据图6-1高压断路器的QF的型号规格。在短路计算中我们得知10kV侧母线上短路电流为5.3kA，控制QF的线路继电保护装置实际最大的动作时间为1.0s

变压器高压侧实际最大工作电流按变压器额定电流计算。 I30?I1N?T?SN/3UN?1000/(3?10)?57.7A

线路首端短路时，流过短路电流最大，而线路首端（k1）点短路和母线（k2）点短路，其短路电流相等，即：

短路电流冲击值：ish?2.55I''?2.55?2.76?7.038KA 短路容量：SK?3UCIK?3?10.5?2.76?50.2MVA 拟定选用高压真空断路器，断路时间：tOC?0.1s

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短路假想时间：tima?t1c?top?tOC?1.0?0.1?1.1s

根据拟定条件和相关数据，选用ZN12-10I型高压真空断路器。

表6-2 ZN12-10I型高压真空断路器

序号 1 2 3 4 5 安装电气条件 项目 数据 ZN12-10I 项目 技术数据 校验结论 合格 合格 合格 合格 合格 UN 10KV 57.7A 2.76KA 7.038KA 7.84 UN IN 10KV 1250A 31.5KA 25KA 126 I30 I(K3) 3) i(shIOC imas I(3)2?imatIt2t 6.5 隔离开关的选择

隔离开关是发电厂和变电所中常用的开关电器，用于隔离电源，以保证对其它电器设备和线路运行安全检修。

隔离开关是应用于断路器的配套装置使用的，但是隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和断开负荷电流和短路电流。隔离开关的类型较多，按装接地点不同分：屋内式和屋外式；按绝缘支柱数目分：单柱式、双柱式和三柱式；此外还有V型隔离开关。隔离开关的型式对配电装置的分布和占地面积有很大的影响，隔离开关选型时应根据实际情况选择，某工学院选择型号为：GN30-10D/630，这种型号隔离开关系列为高压10kV，三相电流频率50HZ的户内装置，安装于高压开关柜内，使高压开关柜结构紧密占地面积小，安全性高。如下表所示6-3为GN30-10D/630的技术数据。

表6-3 GN30-10D/630技术数据

型号 GN30-10D/630 型式 户内 序号 30 额定电压KV 10 额定电流A 630 结构标志 带接地刀闸 6.6 互感器的选择

互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路信息的传感器。互感器将高电压、大电流按比例变成低电压(100、100/3V)和小电流(5、1A)，其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护等。为了确保工作人员在接触测量仪表和继电器时的安全，互感器的每一个二次绕组必须有可靠的接地，以防绕组间绝缘损坏而使二次部分长期存在高电压。

互感器包括电流互感器和电压互感器两大类，主要是电磁式的。此外，电容式电压互感器在超高压系统中也被广泛应用。非电磁式的新型互感器，如电子式、光电式互感器，尚未进入广泛的工业实用阶段。