第6章 电气设备选择 《发电厂电气主系统(第2版)》

1.3~2.0倍变压器额定电流
若要求承担另一台变压器事故或检 修时转移的负荷
出线回路
1.05倍线路最大负荷电流
考虑5%的线损，还应考虑事故时转 移过来的负荷
母联回路
母线上最大一台发电机或变 压器的最大持续工作电流
分段回路
母线上最大一台发电机额定电流 的50%~80%
变电所应满足用户的一级负荷和 大部分二级负荷
It2t Qk
Qk——短路电流热效应； It——所选用电器t（单位为s）时间内允许通过的热稳定电流。 2. 短路动稳定校验 动稳定：指电气设备承受短路电流产生的电动力效应而不损坏 的能力。
■
6-6
发电厂电气主系统
部分电气设备动稳定按应力和电动力校验。 电器满足动稳定的条件为
ies≥ish ish——短路冲击电流的幅值， ish为：
（4）短路电流的实用计算方法：在进行电气设备的热稳定验算 时，需要用短路后不同时刻的短路电流，即计及暂态过程，通 常采用短路电流实用计算方法，即运算曲线法。该内容应在电 力系统分析课程中学习。
■
6-11
发电厂电气主系统
第二节 导体与电缆的选择
一、导体的选择
（一）导体材料、类型与布置方式选择
1．导体的材料 ➢铜：电阻率低，机械强度高，耐腐蚀性比铝强，但储量少， 价格高。 ➢铝：电阻率比铜高，机械强度低，耐腐蚀性较铜差，但储量 高，价格低。 ➢一般优先采用铝导体，在工作电流大，地方狭窄的场所和对 铝有严重腐蚀的地方可采用铜导体。
ish 2KshI"
I”为0s短路电流周期分量有效值；Ksh为冲击系数，发电机机端 取1.9，发电厂高压母线及发电机电压电抗器后取1.85，远离发 电机时取1.8。 ies——电器允许通过的动稳定电流幅值，生产厂家用此电流表 示电器的动稳定特性，在此电流作用下电器能继续正常工作而 不发生机械损坏。
■
汇流母线
按实际潮流分布确定
电容器回路
1.35倍电容器组额定电流
考虑过电压和谐波的共同作用
■
6-5
发电厂电气主系统
二、按短路条件校验热稳定和动稳定
1. 短路热稳定校验 热稳定：指电气设备承受短路电流热效应而不损坏的能力。
热稳定校验的实质：使电气设备承受短路电流热效应时的短时 发热最高温度不超过短时最高允许温度。 导体通常按最小截面法校验热稳定。 电器的热稳定是由热稳定电流及其通过时间来决定的，满足热 稳定的条件为
发电厂电气主系统
第六章 电气设备选择
第一节 电气设备选择的一般条件 第二节 导体与电缆的选择 第三节 支柱绝缘子与穿墙套管的选择 第四节 高压断路器与隔离开关的选择 第五节 高压熔断器的选择 第六节 限流电抗器的选择 第七节 互感器的选择
本章计划学时：10 ~ 12学时
■
6-1
发电厂电气主系统
■
6-2
■
6-8
发电厂电气主系统
4．短路电流计算条件
（1）短路计算容量和接线： ➢容量: 应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的 远景发展规划（一般为本期工程建成后5~10年）。 ➢接线: 可能发生最大短路电流的正常接线方式。 （2）短路种类： ➢一般按三相短路验算； ➢若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统、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 按严重情况验算。
■
6-9
发电厂电气主系统
2）短路计算点选在并联支路时，应断开一条支路。因为断开 一条支路时的短路电流大于并联短路时流过任一支路的短路电 流。例如，校验图6-1中分段回路的断路器QF5或主变低压侧断 路器QF2时，应选k2和k3点为短路计算点，并断开变压器T2。
■
6-10
发电厂电气主系统
3）在同一电压等级中，汇流母线或无电源支路短路时，短路 电流最大。校验汇流母线、厂用电分支电器（无电源支路）和 母联回路的电器时，短路计算点应选在母线上。例如，校验图 6-1中10kV母线时，选k2点。 4）带限流电抗器的出线回路，由于干式电抗器工作可靠，故 校验回路中各电气设备时的短路计算点一般选在电抗器后。例 如，校验图6-1中出线回路的断路器QF3时，短路计算点选在 出线电抗器后的k5点。 5）110kV及以上电压等级，因其电气设备的裕度较大，短路 计算点可以只选一个，选在母线上。例如，校验图6-1中110kV 的电气设备时，短路计算点可选在110kV母线上，即k6点。
（3）短路计算点：在正常接线方式时，通过电气设备的短路 电流为最大的短路点，称为短路计算点。
1）对两侧均有电源的电气设备，应选其前、后短路时，通过它 的短路电流较大的地点作为短路计算点。例如，校验图6-1中的 发电机出口断路器QF1时，应比较k1和k2短路时流过QF1的电 流，选较大的点作为短路计算点。
6-7
发电厂电气主系统
3．短路计算时间 计算短路电流热效应时所用的短路切除时间tk等于继电保护动 作时间tpr与相应断路器的全开断时间tab之和，即
tk tprtab
➢断路器的全开断时间tab等于断路器的固有分闸时间tin与燃弧时 间ta之和，即
tabtinta
➢验算裸导体的短路热稳定时，tpr宜采用主保护动作时间，如 主保护有死区时，则采用能对该死区起保护作用的后备保护动 作时间； ➢验算电器的短路热稳定时，tpr宜采用后备保护动作时间。 少油断路器的燃弧时间ta为0.04~0.06s，SF6断路器的燃弧时间ta 为0.02~0.04s。
发电厂电气主系统
■
6-3
发电厂电气主系统
■
6-4
发电厂电气主系统
➢ 回路最大持续工作电流Imax 的计算:
回路名称
最大持续工作电流
说明
发电机、调相机回路 变流 1.05倍变压器额定电流
发电机和变压器在电压降低到0.95额 定电压运行时，出力可以保持不变， 故电流可以增大5%
2．导体的选型
(1) 常用硬导体的截面形状有矩形、槽形和管形。导体截面形 状影响硬导体的散热、集肤效应系数和机械强度。
■
6-12
发电厂电气主系统
➢矩形导体广泛用于35kV及以下，工作电流不超过4000A的屋 内配电装置中，例如，主母线，连接导体和变压器及小容量发
电机的引出线母线。当单条导体的载流量不能满足要求时，每 相可采用2~4条并列使用； ➢ 槽形导体适用于35kV及以下，工作电流为4000~8000A的配 电装置中，例如，100MW发电机的引出线母线； ➢ 管形导体适用于8000A以上的大电流母线，例如，容量为 200MW及以上的发电机引出线。对110kV及以上屋内外配电 装置，采用硬母线时，应选用管形导体（防止电晕）。