电气设备的选型设计

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1、电气设备的选型设计（一）、高压电气设备选择的一般条件电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之一，在选择时应根据实际工作特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠的前提下，力争做到技术先进，经济合理。为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选择与校验的一般条件，按正常工作条件包括：电压、电流、频率、开断电流等选择；按短路条件包括动稳定、热稳定校验；按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。由于各种高压电气设备具有不同的性能特点，选择与校验条件不尽相同，高压电气设备的选择与校验项目见表1。1、按正常工作

2、条件选择高压电气设备（1.）额定电压和最高工作电压高压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，常高于电网的额定电压，故所选电气设备允许最高工作电压Ualm不得低于所接电网的最高运行电压。一般电气设备允许的最高工作电压可达1.1~1.15UN，而实际电网的最高运行电压Usm一般不超过1.1UNs因此在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNs的条件选择，即UN≥UNs（2）.额定电流电气设备的额定电流IN是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许通过电流。IN应不

3、小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Iw.max，即IN≥Imax计算时有以下几个应注意的问题：（1）由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的Iw.max为发电机、调相机或变压器的额定电流的1.5倍；（2）若变压器有过负荷运行可能时，Imax应按过负荷确定（1.3～2倍变压器额定电流）；（3）母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Imax；（4）出线回路的Iw.max除考虑正常负荷电流（包括线路损耗）外，还应考虑事故时由其它回路转移过来的负荷。此外，还应按

4、电气设备的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电气设备进行种类(屋内或屋外)和型式的选择。2、按环境工作条件校验在选择电气设备时，还应考虑电气设备安装地点的环境（尤须注意小环境）条件，当气温、风速、温度、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。例如：当地区海拔超过制造部门的规定值时，由于大气压力、空气密度和湿度相应减少，使空气间隙和外绝缘的放电特性下降，一般当海拔在1000~3500m范围内，若海拔比厂家规定值每升高l00m，则电气设备允许最高工作电压要下降1%

5、。当最高工作电压不能满足要求时，应采用高原型电气设备，或采用外绝缘提高一级的产品。对于110kV及以下电气设备，由于外绝缘裕度较大，可在海拔2000m以下使用。当污秽等级超过使用规定时，可选用有利于防污的电瓷产品，当经济上合理时可采用屋内配电装置。当周围环境温度θ0和电气设备额定环境温度不等时，其长期允许工作电流应乘以修正系数K，即我国目前生产的电气设备使用的额定环境温度θN=40℃。如周围环境温度θ0高于40℃(但低于60℃)时，其允许电流一般可按每增高1℃，额定电流减少1.8%进行修正，当环境温度低于40℃时

6、，环境温度每降低1℃，额定电流可增加0.5%，但其最大电流不得超过额定电流的20%。应该指出，式（１）也适用于求导体的在实际环境温度下的长期允许工作电流，此时公式中的θN一般为25℃。3、按短路条件校验(1）.短路热稳定校验`短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。满足热稳定的条件为It2t≥I∞2tdz式中It—由生产厂给出的电气设备在时间t秒内的热稳定电流；I∞—短路稳态电流值；（计算短路点选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点）t—与It相对应的时间；tdz—短路电

7、流热效应等值计算时间。当短路持续时间大于ls时，校验热稳定的等值计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断路器的全开断时间tab之和，即tdz=tpr+tab而tab=tin+ta式中tab——断路器全开断时间；tpr——后备保护动作时间；tin——断路器固有分闸时间，可查附表15；ta——断路器开断时电弧持续时间，对少泊断路器为0.04～0.06s，对SF6和压缩空气断路器约为0.02～0.04s。当短路持续时间小于ls时，校验热稳定的等值计算时间还要计及短路电流非周期分量的影响，参见教材第六章。开断电器应能

8、在最严重的情况下开断短路电流，考虑到主保护拒动等原因，按最不利情况，取后备保护的动作时间。一般建议tdz不小于下列数据：330kV，2s；220kV，3s；6～110kV，4s。(2).电动力稳定校验电动力稳定是电气设备承受短路电流机械效应的能力，也称动稳定。满足动稳定的条件为ies≥ich或Ies≥Ich式中ich、Ich—短路冲击电流幅值及其有效值；ies、Ies——