变电所电气设备选型书

变电所电气设备选型书目录1 电气设备选择的一般条件 (3)1.1 电气设备选择的一般原则 (3)1.2 电气设备选择的技术条件 (3)2 设备选择 (8)2.1 断路器隔离开关的选择 (8)2.2 母线的选择及校验 (12)2.3 互感器的选择 (14)2.4 熔断器的选择 (19)2.5 电力电缆截面的选择 (20)2.6 中性点的接地方式 (22)1 电气设备选择的一般条件1.1 电气设备选择的一般原则1.1.1 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；1.1.2 应按当地环境条件校核；1.1.3 应力求技术先进和经济合理；1.1.4 与整个工程的建设标准应协调一致；1.1.5 同类设备应尽量减少品种；1.1.6 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，应经上级批准。

1.2 电气设备选择的技术条件1.2.1电器设备选择环境条件：选择电器时，应按当地环境条件校核。

当气温、风速、湿度、污秽、海拔、地震、覆冰等环境条件超出一般电器的基本使用条件时，应通过技术经济比较分别采取下列措施：向制造部门提出补充要求，制定符合当地环境条件的产品；在设计或运行中采取相应的防护措施，如采用屋内配电装置，水冲洗、减震器等。

a）温度选择电器的环境温度:屋外电器-年最高温度和年最低温度。

;屋内电抗器-该处通风设计最高排风温度屋内其他电器-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℃。

1)电气设备的正常使用环境条件规定为：周围空气温度不高于+40℃。

2)当电器安装点的环境温度高于+40℃（但不高于+60℃）时，在符合该标准导体及电器的最高运行温度下，允许降低负荷长期工作，推荐周围空气温度每增加1k，减少额定电流负荷的1.8%。

3)当电器设备使用环境条件为风速小于0.5m/s、日照强度大于0.1W/cm2、周围空气温度为+40℃时，其长期工作电流负荷应降低到额定负荷的80%。

4)当电器安装点的环境温度低于+40℃，在符合该标准导体及电器的最高运行温度下，允许过负荷长期工作，推荐每降低1k，增加额定电流符合的0.5%；但其最大过负荷不得超过额定电流负荷的20%。

5)当电器设备使用在海拔超过1000m(但不超过4000m)且最高周围空气温度为+40℃时，制造厂应按符合GB 763-1990规定的允许温升每超过100m（以海拔100m为起点）降低0.3%。

6)当电器设备使用地点的海拔和最高周围空气温度符合GB 763-1990的条件时，由于周围空气温度降低值足够补偿海拔对温度的影响，其额定电流值可以保持不变。

b）日照日照对屋外电器的影响，应由制造部门在产品设计中考虑。

当缺乏数据时，可按电器额定电流的80%选择设备。

c）风速选择电器时所用的最大风速，可取离地面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，阵风对屋外电器及电瓷产品的影响，应由制造部门在产品设计中考虑。

一般高压电器可在风速不大于35m/s的环境下使用。

最大设计风速超过35m/s的地区，除想制造部门提出特殊订货外，在屋外配电装置的布置中，宜采取降低电气设备的安装高度、加强其与基础的固定等措施。

d）冰雪在积雪、覆冰严重地区，应尽量采取防止冰雪引起事故的措施。

隔离开关的破冰厚度，应大于安装场所最大覆冰厚度。

隔离开关的破冰厚度一般为10mm。

e）湿度选择电器的相对湿度，应采用当地湿度最高月份的平均相对湿度。

对湿度较高的场所，应采用该处实际相对湿度。

当无资料时，相对湿度可比当地湿度最高月份的平均相对湿度高5%。

一般高压电器可使用在+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器。

这类产品的型号后面一般都标有“TH”字样。

f）污秽为保证空气污秽地区电器的安全运行，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爬电比距，选用有利于防污的材料或电瓷选型，如采用硅橡胶、大小伞、大倾角、钟罩式等特制绝缘子。

2)采用热缩增爬裙增大电瓷外绝缘的有效爬电比距。

3)采用六氟化硫全封闭组合电器（GIS）或屋内配电装置。

IV级污秽地区、大城市中心地区、土石方开挖工程量大的山区的100kV和220kV配电装置，宜采用屋内配电装置，当技术经济合理时，可采用气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）配电装置。

IV级污秽地区、海拔高度大于2000m地区的330kV及以上电压等级的配电装置，当技术经济合理时，可采用气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）配电装置或HGIS配电装置。

IV级污秽区的66和110kV配电装置宜采用屋内型，当技术经济合理时，也可采用六氟化硫全封闭组合电器（GIS）。

当技术经济合理时，污秽区220kV配电装置也可采用屋内型。

g）海拔电器的一般使用条件为海拔高度不超过1000m。

海拔超过1000m地区称为高海拔地区。

1)高海拔环境条件的特点主要是：气压低、气温低、日温差大、绝对湿度低、日照强。

对电器的绝缘、温升、灭弧、老化等的影响是多方面的。

2)在高海拔地区，由于气温降低足够补偿海拔对温升的影响，因而在实际使用中其额定电流值可与一般地区相同。

3)对安装在海拔高度超过1000m地区的电器外绝缘一般应予校验。

当海拔高度在4000m以下时，其试验电压应乘以系数k，系数k的计算公式如下k=1/(1.1-H/1000)式中H——安装地点的海拔高度，m。

4)海拔高度超过1000m地区，可选用高海拔型产品或选用外绝缘提高一级的产品。

也可选用加强保护的方法，例如选择优良的避雷器等。

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

h）对环境空气温度高于40℃的设备，其外绝缘在干燥状态下的试验电压取其额定耐受电压乘以校正系数kt。

kt = 1 + 0.0033（T–40）式中 T——环境空气温度，℃。

1.2.2电器设备基本条件：选择的高压电器，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。

1.2.2.1 长期工作条件（1）电压选用的电器允许最高工作电压Umax 不得低于该回路的最高运行电压Ug ，即：Umax ≥Ug 。

（2）电流选用的电器额定电流Ie 不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig ，即Ie ≥Ig 。

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。

1.2.2.2 短路稳定条件（1）校验的一般原则① 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。

校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，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严重时，应按严重情况校验。

② 用熔断器保护的电器可不验算热稳定。

当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k t Q t I >2 (7-1) 式中 k Q —在计算时间t s 秒内，短路电流的热效应（kA 2*S ）；I t —t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA ）； t —设备允许通过的热稳定电流时间（s ）。

（3）短路的动稳定条件df sh i i ≤ （7-2） I sh ≤df I （7-3）式中sh i —短路冲击电流峰值（kA ）；I sh —短路全电流有效值（kA ）；df i —电器允许的极限通过电流峰值（kA ）； df I —电器允许的极限通过电流有效值（kA ）。

1.2.2.3 绝缘水平在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。

电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。

当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。

1.2.2.4 计算不同回路的持续工作电流：1) 变压器回路：1.05倍变压器额定电流（带负荷调压变压器则为变压器的最大工作电流（1.1倍）。

2）电动机回路：电动机的额定电流。

3) 发电机回路：1.05倍发电机额定电流。

4) 单回路出线：线路最大负荷电流。

双回路出线：（1.2~2）倍一回线的正常最大负荷电流。

带电抗器出线：电抗器额定电流。

桥型接线：最大元件负荷电流（需考虑系统穿越功率）。

5)母线联络回路：1个最大电源元件的计算电流。

表1.2-1 选择高压电器应校验的项目表注：表中 为应进行校验的项目2 设备选择2.1 断路器隔离开关的选择2.1.1 35kV 侧进线断路器、隔离开关的选择流过断路器和隔离开关的最大持续工作电流TN TN U S I 3/)2(max ⨯==)353/(200002⨯⨯=659.83A （7-4） 额定电压选择 N U =≥g U 35kV 额定电流选择 659.83A max =≥I I N 开断电流选择 KA I Nbr 3170.5b I =>本设计中35kV 侧采用SF 6断路器，因为与传统的断路器相比，SF 6断路器采用SF 6气体作为绝缘和灭弧介质，这种断路器具有断口耐压高，允许的开断次数多，检修时间长，开断电流大，灭弧时间短，操作时噪声小，寿命长等优点。

因此可选用LW8—35A （T ）型户外高压SF 6断路器。

选用的断路器额定电压为35kV ，最高工作电压为40.5kV ，系统电压35kV 满足要求。

选用的断路器额定电流1600A ，去除1.8%的温度影响为1571A ，大于最大持续工作电流，满足要求。

选用的断路器额定短路开断电流20kA ，大于短路电流周期分量有效值5.3170kA ，满足要求。

动稳定校验：i sh =13.5583kA<df i =50kA ，满足要求。

热稳定校验：由《电力工程电气设计手册电气一次部分》表6—5知，选用高速断路器，取继电保护装置保护动作时间0.6S ，断路器分匝时间0.03S ，则校验热效应计算时间为0.63S （后面热稳定校验时间一样）。

因此Q k =t I b 2=5.31702⨯0.63=17.8104[（kA ）2S]。

电气设备t I t 2=202⨯4=1600[（kA ）2S]。

满足要求。

表7.2 LW8—35A(T)具体参数比较表隔离开关选择GW5—35(W)/1000型号隔离开关选用的隔离开关额定电压为35kV ，系统电压35kV 满足要求。