华北水利水电大学电气工程毕业设计(6)

华北水利水电学院毕业设计

式中 It2t——设备允许承受的热效应，kA2?S; Qk——所在回路的短路电流热效应，kA2?S。 （2）

短路动稳定校验

制造厂一般直接给出设备的动稳定峰值电流imax，动稳定条件为

imax?ish

式中 ish——所在回路的冲击短路电流，kA；

imax——设备允许的动稳定电流（峰值），kA。

4.2 具体电气设备的选择及结果

本设计要求选择的设备有断路器、隔离开关、互感器、避雷器以及母线等。根据电气设备选择的一般原则，按照正常运行情况选择设备，按短路情况校验设备。同时兼顾今后的发展，选用性价比高，运行经验丰富，技术成熟的设备，尽量减少选用设备的类型，以减少备品备件，也有利于运行、检修等工作。

4.2.1 断路器

（1）

额定电压和电流选择

UN?UNS，IN?Imax

式中UN、UNS―分别为电气设备和安装处电网的额定电压，kV

IN、Imax―分别为电气设备的额定电流和所在回路的最大长期工作电流，A

（2）

校验开断电流

Ibr?Ikt

式中Ibr―断路器的额定开断电流，kA

Ikt―断路器实际开断瞬间的短路全电流有效值，kA

当断路器的Ibr较系统短路电流大很多时，简化计算时可用Ibr?I\进行选择，I\为短路电流值。

（3）

校验动稳定和热稳定

I2t?Qk，ies?ish Qk―短路电流产生的热效应；

It、t―电气设备允许通过的热稳定电流和时间。

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ish―短路冲击电流幅值；

ies―电气设备允许通过的动稳定电流峰值。 设备选择如下所示：

表 4.1 220kV侧断路器型号参数

型号 额定 电压额定 电流额定开断电流Inbr（kA） 40 动稳定 电流ies（kA） 100 3s热稳 定电流It（kA） 40 固有分闸时间（s） 0.04 （kV） （A） LW-220/1600

220 1600 表 4.2 110kV侧断路器型号参数

型号 额定 电压额定 电流额定开断电流Inbr（kA） 40 动稳定 电流ies（kA） 100 4s热稳 定电流It（kA） 31.5 固有分闸时间（s） 0.035 （kV） （A） LW14-110

110 2000 4.2.2 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短路动、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用接通和切断短路电流，故无需进行开断电流的校验。

表 4.3 发电机出口处隔离开关型号参数

型号 GN10?20/8000 额定电压（kV） 20 额定电流（A） 8000 动稳定电流5s热稳定电流ies（kA） 250 It（kA） 80 表 4.4 110kV侧隔离开关型号参数

型号 GW4?110/1600 额定电压（kV） 110 额定电流（A） 1600 动稳定电流4s热稳定电流ies（kA） 100 It（kA） 31.5

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表4.5 220kV侧隔离开关型号参数

型号 GW7?220/1250 额定电压（kV） 220 额定电流（A） 1250 动稳定电流3s热稳定电流ies（kA） 80 It（kA） 31.5

4.2.3 母线

（1）

母线的选择

① 选型

导体通常由铜、铝、铝合金制成，载流导体一般使用铝或铝合金材料，铜导体只用在持续电流大，且出线位置特别狭窄或污秽对铝有严重腐蚀的场所。

硬导体截面常用的有矩形、槽形和管性。其中槽形导体机械强度好，载流量大集肤效应系数较小，一般用于4000～8000的配电装置中。

导体的布置方式应根据载流量的大小，短路电流水平和配电装置的具体情况而定。

② 截面积

导体截面积可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。

对负荷利用小时数大（通常指Tmax＞5000h），传输容量大，长度在20m以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。而配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下，传输容量不大，可按长期工作电流选择。 （2）

母线的校验

① 校验电晕电压

对110kV及以上裸导体，需要按照晴天不发生全面电晕条件校验，即裸导体的临界电压Ucr应大于最高工作电压Umax。可不进行电晕校验的最小导体型号: 220kV侧为 LGJ-300 、110kV 侧为 LGJ-70 。

② 校验热稳定

满足热稳定要求的导体最小截面积Smin?1KfQk，只需实际选用的导体截面积CS?Smin，导体便是热稳定的。

③ 校验动稳定

各种形状的硬导体通常都安装在支柱绝缘子上，短路冲击电流产生的电动力将使导

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体发生弯曲，因此，导体应按弯曲情况进行应力计算。而软导体不必进行动稳定校验。 本设计中母线的选择如下：

表 4.6 发电机出口母线参数

导体截面积 （mm2） 8080 集肤效应 系数Kf 1.237 允许载流量惯性半径ri（cm） 2.7 截面系数Wy（cm3） 46.5 Ial（A） 8800 表 4.7 110kV侧母线型号参数

型号 标称截面积 S （mm2） LGJK?1400 技术参数 I载流量(A) 70℃ 计算抗断力（N） 1400 2815 336000 表 4.8 220kV侧母线型号参数

型号 标称截面积 S （mm2） LGJK?1400 技术参数 I载流量(A) 70℃ 计算抗断力（N） 1400 2815 336000

4.2.4 电压互感器

在设计中应根据测量、同期、保护等的需要，分别装设相应的电压互感器。其具体配置要求如下：

（1） 发电机。一般在发电机出口装设2~3组电压互感器。其中一组为三只单相 双绕组电压互感器，供励磁调节装置用，准确级为0.5级。另外一组为三绕组构成

Y0/Y0/开口三角形接线（可采用单相三绕组或三相五柱式），供测量，同期、继电保护及绝缘监视用。当二次负荷过大时，可增设一组电压互感器。当发电机出口与主变低压侧引出时，还应在厂用电支路的连接点上装设一组三绕组电压互感器。

（2） 母线。工作母线和备用母线都应装一组三绕组电压互感器，而旁路母线可

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不装。母线如分段应在各分段上各装一组三绕组电压互感器。

（3） 35kV及以上线路按对方是否有电源考虑。对方无电源时不装。有电源时，可装一台单相双绕组或单相三绕组电压互感器。110kV及以上线路，为了节约投资和占地，载波通信和电压测量可共用耦合电容，故一般选用电容分压式电压互感器。 设计中应根据装设地点和使用条件选择电压互感器的种类和型式。

（1） 选择一次额定电压和二次额定电压

电压互感器一次绕组额定电压，应根据互感器的接线方式来确定。电压互感器的二次绕组额定电压通常是供额定电压为100V的仪表和继电器的电压绕组使用。单个单相式电压互感器的二次绕组电压为100V，而其余可获得相间电压的接线方式，二次绕组电压为100/3V。电压互感器开口三角形的辅助绕组电压用于35kV及以下中性点不接地系统的电压为100/3V，而用于110kV及以上的中性点接地系统为100V。

（2） 选择准确级

根据仪表和继电器接线要求选择电压互感器的接线形式，并尽可能将负荷均匀分布在各相上，然后计算负荷大小，按照所接仪表的准确级和容量选择电压互感器的准确级和额定容量。

电压互感器型号参数选择如下：

表 4.9 电压互感器型号参数

安 装 地 点 型号 二次额定容最大容量(kVA) 640 960 准确级 0.5 0.5 额定电压比(kV) 量（kVA） 13.8/0.1 发电机出口 发电机出口 JDJ-13.8 JSJW-13.8 80 120 13.80.10.1 //333110kV母线 220kV母线 JCC2-110 JCC2-220 1100.1//0.1 332200.1//0.1 33500 500 2000 2000 1 1

4.2.5 避雷器

避雷器是用于保护电力系统各种电气设备免收线路传来的雷电过电压或由操作引起

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