高压电气设备选择原则

高压电气设备选择原则

高压电气设备选择

第一节高压电气设备选择的一般条件和原则

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有: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7-1。

表7-1 高压电气设备的选择与校验项目

短路电流校验环境设备名称额定电压额定电流开断能力其它条件动稳定热稳定

断路器 ? ? ? ? ? ? 操作性能

负荷开关 ? ? ? ? ? ? 操作性能

隔离开关 ? ? ? ? ? 操作性能

熔断器 ? ? ? ? 上、下级间配合

电流互感器 ? ? ? ? ?

电压互感器 ? ? 二次负荷、准确等级

支柱绝缘字 ? ? ? 二次负荷、准确等级

穿墙套管 ? ? ? ? ?

母线 ? ? ? ?

电缆 ? ? ? ? 注:表中“?”为选择项目，“?”为校验项目。

一、按正常工作条件选择高压电气设备

(一)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U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alm

可达1.1~1.15U ，而实际电网的最高运行电压U一般不超过1.1U，因此在选择电气设备时，一般NsmNs

可按照电气设备的额定电压U不低于装置地点电网额定电压U的条件选择，即NNs

U ?U (7-1) NNs

(二)额定电流

电气设备的额定电流I是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许通过电流。I应不小于该回NN路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流I，即 max

I ?I (7-2) Nmax 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I为发max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， I应按过负荷确定(1.3~2倍变压器额定电流); max

(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I; max

(4)出线回路的I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max

移过来的负荷。

(三)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%。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θ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 0

,,,max0 (7-3) ,,IKIIθalNN,,,maxN

我国目前生产的电气设备使用的额定环境温度θ=40?。如周围环境温度θ高于40?(但低于60?)N0

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，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%。

二、按短路条件校验

(一)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

22(7-4) It,Itt,dz

式中I —由生产厂给出的电气设备在时间t秒内的热稳定电流。 t

I—短路稳态电流值。 t—与I相对应的时间。 ?t

t—短路电流热效应等值计算时间。 dz

(二)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

(7-5) 或 (7-6) i,iI,Ieschesch

式中 i、I—短路冲击电流幅值及其有效值; chch

i 、I电气设备允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。 eses——

下列几种情况可不校验热稳定或动稳定:

(1)用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不校验热稳定。

(2)采用限流熔断器保护的设备，可不校验动稳定。

(3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不校验动、热稳定。

(三)短路电流计算条件

为使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作校验用的短路电流应按下列条件确定。

(1)容量和接线按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划(一般为本工程建成后5~10年);其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式(如切换厂用变压器时的并列)。

(2)短路种类一般按三相短路验算，若其它种类短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况验算。

(3)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。

(四)短路计算时间

校验热稳定的等值计算时间t为周期分量等值时间t及非周期分量等值时间t 之和，对无穷大容dzzfz

,,量系统，，显然t按和短路电流持续时间相等,按继电保护动作时间t和相应断路器的全开断I,Izpr,