发电厂电气第6章 电气设备选择的原则
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• 按灭弧介质和灭弧方式分为：多油、少油、压缩空气、SF6、 真空
• 操动机构：断路器进行合闸、分闸操作，并保持在合闸状态， 这些任务全靠操动机构完成。
包括：手动机构、电磁机构、气动机构、弹簧机构、液压机构
（2）额定电压选择 （3）额定电流选择
UN ≥ UNS IN ≥ Imax
高压断路器和隔离开关的选择
1.05倍变压器的额定 电流，若变压器允许 过负荷，按1.3-2.0倍
变压器IN
典型回路最大持续工作电流Imax的计算(3)-主母线、母联回路
母线上最大一个发电
机或变压器的Imax
典型回路最大持续工作电流Imax的计算(4)-母线分段电抗器回路
母线上最大一台发电 机跳闸时，保证该段 母线负荷所需的电流， 或最大一台发电机额 定电流的50％～80％
典型回路最大持续工作电流Imax的计算(5)-出线回路
除了正常负荷电流， 还考虑事故时由其它 回路转移过来的负荷
正常负荷电流
按短路情况校验
• 短路热稳定校验
I
2 t
t
≥
Qk
Qk ：短路电流产生的热效应；
It 、t ：电器允许通过的热稳定电流和时间
• 电动力稳定校验
ies ≥ ish 或 Ies ≥ Ish ish 、Ish --短路冲击电流幅值和有效值； ies 、Ies --电器允许通过的动稳定电流的幅值和有效值。
不需要校验热稳定或动稳定的情况 a. 用熔断器保护的电器可不验算热稳定。 b. 采用有限流电阻的熔断器保护的设备可不校验动稳定。 c. 装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算热稳定
和动稳定。
短路电流计算条件
1）容量和接线 按本工程的最终容量计算，并考虑本工程建成 后5～10年的电力系统远景发展规划，按可能发生最大短路 电流的正常接线方式进行短路计算。
（4）开断电流wk.baidu.com择 ---断路器灭弧能力的参数，指在额定电压下可 能开断的最大电流，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分
量Ipt
INbr ≥ Ipt
当INbr 比系统短路电流大很多时， INbr ≥ I”
（5）短路关合电流的选择
断路器合闸前，线路有短路故障，断路器在合闸过程中，动、静 触头在未接触时，产生电弧，有短路电流流过，容易使触头熔 焊和受到电动力破坏。断路器在接通后又跳闸，此时还要能够 切除短路电流。为保证断路器在关合短路时的安全，其额定关 合电流INcl 不应小于短路电流最大冲击值ish ， INcl >= ish
2）短路种类 一般按三相短路进行验算。 3）选择短路计算点 在短路计算接线中，选择通过电器的短路
电流为最大的点为短路计算点。
4）短路计算时间 • 验算热稳定的计算时间 tk = tpr + tbr tbr = tin + ta
tpr:后备保护动作时间；tbr:断路器全开断时间；tin:断路器固有分闸时间 ta :断路器开断时,电弧持续时间,对SF6和压缩空气断路器约为0.02～0.04s。
G3G4参数：200MW、 10kV、0.85
T1T2参数：90MVA、 121/35/10kV
T3T4参数：250MVA、 121/10kV
10kV最大一回馈线上的 负荷为5MW
QF 6
QF 1
QF
QF
3
5
QF 4
QF 7
QF 2
高压断路器和隔离开关的选择
1、高压断路器选择
（1）断路器的种类和形式的选择
带电抗器的6～ 10KV出线回路： 由于干式电抗器 可靠性高，且断 路器QF4与电抗 器间的连线很短， 故障几率小，一 般不选K7，而应 选K8。
母线至母线隔离开 关前的引线和套管： 应选择母线段K7 点。
母联QF5：考虑母联断路器 QF5向备用母线充电时，备 用母线故障，即K4点短路时， 流过母联断路器的短路电流 最大。
发电厂电气第6章 电气设备选择的原则
生活中的案例: 设备选择
买插座, 有以下电器设备接到该插座上: 1. 电磁炉: 额定电压220V 功率1800W 2. 电水壶: 额定电压230V 功率1000W 3. 电视: 额定电压220V 功率 300W
商店中的插座有两种: 1.220V 10A
2. 220V 16A
• 验算断路器灭弧能力的计算时间 tk’ = t pr1 + tin
t p r1:主保护动作时间,0.05-0.06s；tin:断路器固有分闸时间
主变低压侧QF3：可能 出现的短路点和运行方 式很多，当变压器高压 侧QF6断开而K3点短路 时最严重。类似的，选 择QF6，应为QF3断开， K5点短路。
分段断路器QF7：当主 变T1退出运行而相应母 线段K1点发生短路时最 严重。
发电机出口断路器：比较K1和K2点短路时，哪种情况通过QF1的短路电流大。
作业
计算流过图中标注设备的：
（1）最大持续工作电流；
（2）最大短路电流（说明短 路类型、标出短路地点、画 出计算短路电流时的等值电 路）
G1G2参数：50MW、 10kV、0.8
应该买哪种?
各类电器设备选择遵循的共同原则是： 按正常工作条件进行选择； 按短路状态校验热稳定和动稳定。
按正常工作条件选择电器设备
（1）额定电压 UN ≥ UNS （绝缘性能） UN 电器设备额定电压； UNS 电网额定电压
（2）额定电流 IN ≥ Imax （长期发热） IN 电器设备在额定环境温度下的长期允许电流 Imax 电器所在回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流
（3）当地环境条件
• 海拔修正UN 一般设备用于<1000m 110kV及以下<2000m
1000-3500m -1%/100m 否则采用高原型设备或外绝缘高 一级
• 温度修正IN 电气设备额定环境温度40
40-60度，-1.8%/度；低于40度，+0.5%/度，最大小于1.2IN
典型回路最大持续工作电流Imax的计算(1)-发电机回路
发电机回路上的设备：与发电机串联的断路器、隔离开关、电流 互感器、导线等。 求: 正常工作时流过这些设备的最大电流 Imax 计算目的：选择 这些设备的额定电流 > Imax
1.05倍发电机 的额定电流
典型回路最大持续工作电流Imax的计算(2)-变压器回路
变压器回路上的设备：与发电机串联的断路器、隔离开关、电流 互感器、导线等。
• 操动机构：断路器进行合闸、分闸操作，并保持在合闸状态， 这些任务全靠操动机构完成。
包括：手动机构、电磁机构、气动机构、弹簧机构、液压机构
（2）额定电压选择 （3）额定电流选择
UN ≥ UNS IN ≥ Imax
高压断路器和隔离开关的选择
1.05倍变压器的额定 电流，若变压器允许 过负荷，按1.3-2.0倍
变压器IN
典型回路最大持续工作电流Imax的计算(3)-主母线、母联回路
母线上最大一个发电
机或变压器的Imax
典型回路最大持续工作电流Imax的计算(4)-母线分段电抗器回路
母线上最大一台发电 机跳闸时，保证该段 母线负荷所需的电流， 或最大一台发电机额 定电流的50％～80％
典型回路最大持续工作电流Imax的计算(5)-出线回路
除了正常负荷电流， 还考虑事故时由其它 回路转移过来的负荷
正常负荷电流
按短路情况校验
• 短路热稳定校验
I
2 t
t
≥
Qk
Qk ：短路电流产生的热效应；
It 、t ：电器允许通过的热稳定电流和时间
• 电动力稳定校验
ies ≥ ish 或 Ies ≥ Ish ish 、Ish --短路冲击电流幅值和有效值； ies 、Ies --电器允许通过的动稳定电流的幅值和有效值。
不需要校验热稳定或动稳定的情况 a. 用熔断器保护的电器可不验算热稳定。 b. 采用有限流电阻的熔断器保护的设备可不校验动稳定。 c. 装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算热稳定
和动稳定。
短路电流计算条件
1）容量和接线 按本工程的最终容量计算，并考虑本工程建成 后5～10年的电力系统远景发展规划，按可能发生最大短路 电流的正常接线方式进行短路计算。
（4）开断电流wk.baidu.com择 ---断路器灭弧能力的参数，指在额定电压下可 能开断的最大电流，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分
量Ipt
INbr ≥ Ipt
当INbr 比系统短路电流大很多时， INbr ≥ I”
（5）短路关合电流的选择
断路器合闸前，线路有短路故障，断路器在合闸过程中，动、静 触头在未接触时，产生电弧，有短路电流流过，容易使触头熔 焊和受到电动力破坏。断路器在接通后又跳闸，此时还要能够 切除短路电流。为保证断路器在关合短路时的安全，其额定关 合电流INcl 不应小于短路电流最大冲击值ish ， INcl >= ish
2）短路种类 一般按三相短路进行验算。 3）选择短路计算点 在短路计算接线中，选择通过电器的短路
电流为最大的点为短路计算点。
4）短路计算时间 • 验算热稳定的计算时间 tk = tpr + tbr tbr = tin + ta
tpr:后备保护动作时间；tbr:断路器全开断时间；tin:断路器固有分闸时间 ta :断路器开断时,电弧持续时间,对SF6和压缩空气断路器约为0.02～0.04s。
G3G4参数：200MW、 10kV、0.85
T1T2参数：90MVA、 121/35/10kV
T3T4参数：250MVA、 121/10kV
10kV最大一回馈线上的 负荷为5MW
QF 6
QF 1
QF
QF
3
5
QF 4
QF 7
QF 2
高压断路器和隔离开关的选择
1、高压断路器选择
（1）断路器的种类和形式的选择
带电抗器的6～ 10KV出线回路： 由于干式电抗器 可靠性高，且断 路器QF4与电抗 器间的连线很短， 故障几率小，一 般不选K7，而应 选K8。
母线至母线隔离开 关前的引线和套管： 应选择母线段K7 点。
母联QF5：考虑母联断路器 QF5向备用母线充电时，备 用母线故障，即K4点短路时， 流过母联断路器的短路电流 最大。
发电厂电气第6章 电气设备选择的原则
生活中的案例: 设备选择
买插座, 有以下电器设备接到该插座上: 1. 电磁炉: 额定电压220V 功率1800W 2. 电水壶: 额定电压230V 功率1000W 3. 电视: 额定电压220V 功率 300W
商店中的插座有两种: 1.220V 10A
2. 220V 16A
• 验算断路器灭弧能力的计算时间 tk’ = t pr1 + tin
t p r1:主保护动作时间,0.05-0.06s；tin:断路器固有分闸时间
主变低压侧QF3：可能 出现的短路点和运行方 式很多，当变压器高压 侧QF6断开而K3点短路 时最严重。类似的，选 择QF6，应为QF3断开， K5点短路。
分段断路器QF7：当主 变T1退出运行而相应母 线段K1点发生短路时最 严重。
发电机出口断路器：比较K1和K2点短路时，哪种情况通过QF1的短路电流大。
作业
计算流过图中标注设备的：
（1）最大持续工作电流；
（2）最大短路电流（说明短 路类型、标出短路地点、画 出计算短路电流时的等值电 路）
G1G2参数：50MW、 10kV、0.8
应该买哪种?
各类电器设备选择遵循的共同原则是： 按正常工作条件进行选择； 按短路状态校验热稳定和动稳定。
按正常工作条件选择电器设备
（1）额定电压 UN ≥ UNS （绝缘性能） UN 电器设备额定电压； UNS 电网额定电压
（2）额定电流 IN ≥ Imax （长期发热） IN 电器设备在额定环境温度下的长期允许电流 Imax 电器所在回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流
（3）当地环境条件
• 海拔修正UN 一般设备用于<1000m 110kV及以下<2000m
1000-3500m -1%/100m 否则采用高原型设备或外绝缘高 一级
• 温度修正IN 电气设备额定环境温度40
40-60度，-1.8%/度；低于40度，+0.5%/度，最大小于1.2IN
典型回路最大持续工作电流Imax的计算(1)-发电机回路
发电机回路上的设备：与发电机串联的断路器、隔离开关、电流 互感器、导线等。 求: 正常工作时流过这些设备的最大电流 Imax 计算目的：选择 这些设备的额定电流 > Imax
1.05倍发电机 的额定电流
典型回路最大持续工作电流Imax的计算(2)-变压器回路
变压器回路上的设备：与发电机串联的断路器、隔离开关、电流 互感器、导线等。