第五章

Imax?1.05SN3UN?1.05?720?1033?500?873?A?

由于tk?4s??1s?，固不计非周期热效应。根据前面短路电流的计算结果，短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应QP，即

22I\2?10Itk10.262?10?8.852?8.922/2?Itk/2Qk?tk??4?323?kA??s

1212??而已知短路的冲击电流 ish?26.16(kA)

5.2 500kV高压设备的选择

5.2.1 高压断路器的选择

本次采用的3/2接线，两组母线通过4串断路器相连，而进出线不设断路器，所以高压侧共需12台断路器。断路器的选择应在各种合理的运行方式下，按流过断路器的长期工作电流和短路电流最大的一台进行选择。 1.种类和型式的选择

高压断路器根据灭弧介质不同，可分为少油断路器、压缩空气断路器、真空断路器和六氟化硫SF6断路器四种。其中SF6断路器有断口耐压高、灭弧能力强、开断性能好、无噪声和干扰、制作精度高和密封性能好、体积和面积小等特点，而且维护工作量小、检修周期长和寿命长，目前SF6断路器已被广泛应用于电力系统。所以为满足可靠性的要求，本设计选用户外瓷柱式SF6断路器。 2.额定电压和电流的选择

UN≥UNs，IN≥Imax （5.8）

式中 UN、UNs——分别为电气设备和电网的额定电压，kV；

IN、Imax——分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电流，A。 3.开断电流的选择

高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流周期分量IPt。但当断路器的INbr较系统短路电流大很多时，可简化计算，即

INbr≥I'' (5.9)

由于INbr仅计入了20%的非周期分量，一般中、慢速断路器，开断时间较长(≥0.1s)，短路电流非周期分量衰减较多，能满足标准规定的要求。但对SF6断路器，其全开断时间tbr最大为0.07s(<0.08s)，为高速断路器，其开断电流的最短时间tk'应为主保护动作时间tpr(一般为0.05～0.06s）与固有分闸时间tin之和，最大为0.09s(<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

- 24 -

第五章

分量的20%，需要用短路全电流Ik进行校验。但如果在500KV侧，由于离电源的电气距离较远，同样非周期分量衰减较多，固可不计非周期热分量效应。 4.短路关合电流的选择

为了保证断路器在关合短路电流时的安全，断路器的额定关合电流INcl不应小于短路电流的最大冲击值ish，即

INcl≥ish (5.10)

5.短路热稳定和动稳定校验 校验式为

It2t≥Qk、ies≥ish (5.11)

断路器的额定短路关合电流INcl等于其额定动稳定电流峰值ies。

6.根据高压回路的UNs、Imax及断路器的种类和型式，可选LW6-500型SF6

断路器，具体参数如表5.1所示。

表5.1 高压SF6断路器技术数据 额定峰值最高工作额定电流额定开断耐受电流电压(kV) (A) 电流(kA) (kA) 550 3150 50 125 额定短时耐受电流(kA/s) 50/3 额定电压型 号 (kV) LW6-500

500 固有分闸时间(s) 0.028 将所选型号数据与相应的计算数据比较，如表5.3所示。可见，所选LW6-500型断路器合格。

5.2.2 隔离开关的选择

隔离开关与断路器配套使用，对3/2接线，进出线不设隔离开关。但在500KV系统中，电压互感器与电网之间需装设隔离开关。隔离开关与断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路动、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。

隔离开关型式的选择。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、双柱式各三柱式。型式对配电装置的布置和占地面积有很大影响，由于组合电器结构紧凑，占地面积小，有利于配电装置的布置。而GW7系列户外、三柱式隔离开关便于发展成组合电器，所以可选用此形式的隔离开关。

根据高压回路的UNs、Imax及隔离开关的种类和型式，可选GW7-500D型隔离开关，具体参数如表5.2所示。

- 25 -

第五章

表5.2 高压隔离开关技术数据 最高工作电压动稳定电流峰值额定电压(kV) 额定电流(A) (kV) (kA) 500 550 3150 125 热稳定电流(kA/s) 50/3 型 号 GW7-500D 将所选型号参数与相应的计算数据比较，如表5.3所示。可见，所选GW7-500D型隔离开关合格。

表5.3 断路器、隔离开关选择比较 计算数据 UNS Imax LW6-500型断路器 UN IN INbr iNcl It2t GW7-500D型隔离开关 UN IN 500kV 873A 10.26kA 26.16kA 323(kA)2?s 26.16kA 500kV 3150A 50kA 125kA 502?3?750(kA)2?s 500kV 3150A 502?3?750(kA)2?s I'' ish Qk ish —— —— It2t ies 125kA ies 125kA

5.2.3 电流互感器的选择

1.种类和型式的选择

按用途分测量用和保护用(B)两种，而保护用电流互感器又可分为稳态保护用(P)和暂时态保护用(TP)两种；按安装地点可分为户内式和户外式。在强电系统中，二次额定电流选用5A。

2.一次回路额定电压和电流和选择

一次回路额定电压UN和电流I1N应满足

UN≥UNs、I1N≥Imax (5.12)

为确保所供仪表的准确度，电流互感器一次侧额定电流应尽可能与最大工作电流接近。

3.准确级的选择

为了保证测量仪表的准确度，电流互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级。500KV电流互感器的准确级不应低于0.5级；而稳态保护用电流互感器的准确级常用的有5P和10P，暂态保护用电流互感器的准确级分别有TPX、TPY、TPZ三个级别。

4.热稳定和动稳定校验

(1) 热稳定考验，一般以t?1s时允许通过的稳定电流It或一次额定电流I1N的倍数Kt来校验，即

- 26 -

第五章

It2t≥Qk或?Kt?I1N?2≥Qk (5.13)

(2)动稳定校验包括内部动稳定和外部动稳定校验，这里只进行内部动稳的校验，通常以额定动稳定电流ies或动稳定电流倍数Kes表示，即

ies≥ish或2I1NKes≥Qk (5.14)

5. 根据高压回路的UNs、Imax及电流互感器的种类和型式，可选LVBQ-500W2型电流互感器，具体参数如表5.4所示。

表5.4 电流互感器技术数据 型 号 额定电压(kV) 额定电流(kA) 保护级 额定输出(VA) 50 准确限值系数 10P1520 5{1520 测量级(VA) 额定输出 0.2级 50 0.5级 40 仪表保安数 Fs5 LVBQ-500W2 500 1250/5

热稳定校验

It2t?502?3?7500?kA??S?Qk?323?kA??S

22???? 动稳定校验

ies?125?kA??ish?26.16?kA?

可见，所选LVBQ-500W2型电流互感器合格。

5.2.4 电压互感器的选择

1.种类和型式的选择

对500KV采用的3/2接线，应在每条母线上装设一组单相电压互感器，每回出线上装设一组三相电压互感器；由于500kV配电装置中，通常配有双套主保护，并考虑到后备保护、自动装置和测量的要求，电压互感器应具有三个二次绕组，即两个主二次绕组和一个辅助二次绕组；另外500kV系统广泛采用电容式电压互感器。

2.一次额定电压和二次额定电压的选择

(1) 为保证测量的准确性，电压互感器一次额定电压应在所安装电网额定电压的90%～110%之间。如果用相电压，则为电网额定电压的1/3，即

UN?UNs或UN?UNs/3 (5.15)

(2) 二次额定电压。对单相电压互感器，一次绕组接于电网线电压时，二次

- 26 -