水电站电气设备(断路器、隔离开关、导体)的选择方法及稳定校验(动稳定、热稳定)

Inbr ≥ I pt 有短路计算可知，d2 点短路时通过断路器的电流最大，I pt 24.99KA ，查断路器参 数数 I nbr =40KA， I nbr ≥ I pt ，故满足要求。
4）短路热稳定校验
在短路电流过断路器时,产生大量热量,由于来不及向外散发,全部用来加热断路器,
使其温度迅速上升,严重时会使断路器触头焊住,损坏断路器。因此产品标准规定了断路
水电站电气设备（断路器、隔离开关、导体）的选择方法及稳定校 验（动稳定、热稳定）
尽管电力系统中各种设备的工作和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相 同，但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件 进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。
1.按正常工作条件选择电气设备
1）电器选择的一般原则
a) 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。
b) 应按当地环境条件校核。
c) 应力求技术先进和经济合理。
d) 与整个工程的建设标准应协调一致。
e) 同类设备应尽量减少品种。
f) 选用的新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。
2）额定电压
电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网的额定电压 ，
故所选电气设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。因此，在电气 设备时，一般可按照电气设备的额定电压 U N 不低于装置地点电网额定电压U NS 的条件
选择。即
U N ≥U NS
3）额定电流 电气设备的额定电流 I N 是在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。I N 应不 小于该贿赂在各种合理运行方式下的最大持续工作电流 I max ，即：
短路电流通过电器时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。满足
热稳定条件。
I t2t ≥ Qk
式中： 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的电流和时间
3）电动力稳定校验
电动力稳定是电器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 ≥ ish
10 16.642 12
18.19 2
3 =931.07 KA2 S
＜
I
2 t

t
=
402

4

6400KA2
S
。故满足热稳定要求。
6）动稳定校验
3
断路器在闭合状态能承受通过的最大电流峰值,不会因电动力的作用而发生任何 机械损坏。该最大电流峰值称为稳定电流。
ies ≥ ish 查断路器参数，ies 100KA ,而最大运行方式下 ish 67.51KA。故满足动稳定要求。
当 t k ＞1S 时，可不考虑非周期分量的热效应，只计周期分量。
查发电厂电气部分附录十二水轮发电机运算曲线
I0.5tk 2.15 7.74 16.64KA
ItK 2.35 7.74 18.19KA
所以
Qk

I 2
10I 0.5tk 2 12

I
2 tk
tk

24.992
式中： ish —短路冲击电流幅值
ies —电气设备允许通过的动稳定电流幅值
4）短路计算时间
验算热稳定的短路计算时间 tk 为继电保护动作时间 t pr 和相应断路器的全开断时
间 tbr 之和，即：
tk ＝ t pr ＋ tbr
t pr 一般取保护装置的后备保护动作时间
5）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。但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。
3 断路器、隔离开关的选择原则
1）种类 采用的灭弧介质可分为油断路器（多油、少油）、压缩空气断路器、SF6 断路器、
真空断路器等。断路器的选择出了要满足各项技术条件和环境条件外，还应该考虑安装
2
调试和运行维护的方便。一般 6-35KV 选用真空断路器，35-500KV 选用 SF6 断路器。
2）额定电压和额定电流
I max 由下式确定:
U N ≥U NS ，U NS 220KV
I max ＝1.05
PN
＝
PMAX
=0.50KA
3U N COS 3U N COS
式中：U N ，U NS —分别为电气设备和电网的额定电压 KV
1
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短路严重时，则应按严重情况校验。
（2）用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动
稳定。用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。
2）短路热稳定校验
I N ， I max —分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电流 A
初选断路器型号为：LW-220/3150.
3）开断电流选择
校验断路器的断流能力,宜取断路器实际开断时间的短路电流,所为校验条件。因此, 高压断路器的额定开断电流 I nbr ，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量 I pt ，即：
综上所述，选择 LW-220/3150 断路器可以满足要求。 7）隔离开关的选择 隔离开关是发电厂和变电站中常用的开关电器。它需与断路器配套使用，但隔离开 关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。 隔离开关与断路器相比，项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流， 故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。本变电站选用的隔离开关型号为： GW7-220/3150 型择的影响
当电气设备安装地点的环境条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和
覆水度等超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。
5）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。
2.按短路状态校验
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、热校验。校验的短路电
器的热稳定电流,例如 1s﹑4s 的热稳定电流，其物理意义为:当热稳定电流通过断路器时,
在规定的时间内,断路器各部分温度不会超过国家规定的允许发热温度,保证断路器不被
损坏。
校验：
I t2t ≥ Qk ，
tk ＝ t pr ＋ tbr 3s 0.02s 0.04s 3.06s 3s