110kV变电站电气一次系统设计(4)

5 电气设备的选择及校验

各回路最大持续工作电流一览表

5.1 断路器的选择及校验

高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入

电路或退出运行，起着控制作用；当设备或电路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备。其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。

按照断路器采用的灭弧介质和灭弧方式，一般可分为：多油断路器、少油断路器、压

缩空气断路器、真空断路器、SF6断路器等。

断路器型式的选择，除应满足各项技术条件和环境外，还应考虑便于施工调试和维护，

并以技术经济比较后确认。

断路器选择的具体技术条件如下：

（1）电压：Ug≤ UN Ug---电网工作电压

（2）电流：Ig.max≤ IN Ig.max---最大持续工作电流

（3）断开电流：Idt≤ INbr

Idt--- 断路器实际断开时间t秒的短路电流周期分量

INbr---断路器额定断开电流

（4）动稳定： ich≤ imax

imax---断路器极限通过电流峰值

ich--- 三相短路电流冲击值

（5）热稳定：I∞2tdz≤It2t

I∞--- 稳态三相短路电流

tdz --- 短路电流发热等值时间 It--- 断路器t秒热稳定电流

其中tdz=tz+0.05β"2，tz由β" =I" /I∞和短路电流计算时间t决定，从《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112，图5－1查出短路电流周期分量等值时间tz，从而可计算出tdz。

5.1.1 主变110KV侧断路器的选择及校验

（1）电压：因为Ug=110kV

UN=110kV

所以Ug= UN

（2）电流： Ig.max=0.413KA＝413A

选出断路器型号为SW4－110－1000型如下表5-2：

因为IN=1000A 所以Ig.max < IN

（3）断开电流：Idt≤INbr 因为Idt=2.5105KA （4）动稳定：ich≤imax 因为ich =6.4012KA

imax=55KA

所以ich<imax

（5）热稳定：I∞2tdz≤It2t （5-1）

I"

?1 （5-2） ?? I?

"

Ig.max==413A

INbr=18.4KA 所以Idt<INbr

取短路电流计算时间t=5s (t为后备保护动作时间和断路器固有分闸时间之和) 查书112页图5-1得，tz=4.4s>1s 所以tdz=tz=4.4s

因为I∞2tdz=2.51052×4.4=27.7315[(KA)2.s] It2t=18.42×5=1692.8[(KA)2.s] 所以I∞2tdz<It2t

经以上校验此断路器满足各项要求。

5.1.2 35KV母线断路器的选择及检验

（1）电压：因为Ug=35kV

UN=35kV 所以Ug= UN

（2）电流：Ig.max=1.299KA＝1299A

选出断路器型号为SW2－35－1500型，如下表5-3：

表5-3 35KV母线断路器参数

因为IN=1500A 所以Ig.max < IN

（3）断开电流：Idt≤INbr 因为Idt=2.8571KA （4）动稳定：ich≤imax 因为ich =11.3657KA

imax=63.4KA

所以ich<imax

（5）热稳定：I∞2tdz≤It2t

I"

???1

I?

"

Ig.max==1299A

INbr=24.8KA 所以Idt<INbr

t=4 s

由?"和t查书112页图5-1得，tz=3.4s>1s 所以tdz=tz=3.4s

I∞2tdz=2.85712×3.4=27.7543 [(KA)2.s]

It2t=24.82×4=2420.48[(KA)2.s] 所以I∞2tdz<It2t

经以上校验此断路器满足各项要求。

5.1.3 35KV出线断路器的选择及校验

（1）电压：因为Ug=35kV

UN=35kV

所以Ug= UN

（2）电流：Ig.max=0.132KA＝132A

选出断路器型号为SW2－35－1500型，如下表5-4：

表5-4 35KV出线断路器参数

因为IN=1500A 所以Ig.max < IN

Ig.max==1299A

（3）断开电流：Idt≤INbr 因为Idt=2.8571KA （4）动稳定：ich≤imax 因为ich =11.3657KA

imax=63.4KA

所以ich<imax

（5）热稳定：I∞2tdz≤It2t

INbr=24.8KA

所以Idt<INbr

?"?

t=4 s

I

?1I?

"

由?"和t查书112页图5-1得，tz=3.4s>1s 所以tdz=tz=3.4s

I∞2tdz=2.85712×3.4=27.7543 [(KA)2.s] It2t=24.82×4=2420.48[(KA)2.s] 所以I∞2tdz<It2t

经以上校验此断路器满足各项要求。

5.1.4 10KV母线断路器的选择及校验

（1）电压：因为Ug=10kV

UN=10kV

所以Ug= UN

（2）电流： Ig.max=2.625KA＝2625A

选出断路器型号为SN4－10G－5000型，如下表5-5：

因为IN=5000A

Ig.max=2625A

所以Ig.max < IN

所以Idt<INbr

所以ich<imax

（3）断开电流：Idt≤INbr 因为Idt=19.1923KA （4）动稳定：ich≤imax 因为ich =48.9404KA

imax=300KA

（5）热稳定：I∞2tdz≤It2t

I"

?1 ??I?

"

INbr=105KA

t=5s

查书112页图5-1得，tz=4.4s>1s

故tdz=tz=4.4s

I∞2tdz=19.19232×4.4=1620.7153[(KA)2.s] It2t=3002×5=450000[(KA)2.s] 所以I∞2tdz<It2t

经以上校验此断路器满足各项要求。

5.1.5 10KV出线断路器的选择及校验

（1）电压：因为Ug=10kV

UN=10kV

所以Ug= UN

（2）电流： Ig.max=0.173KA＝173A

选出断路器型号为SN9－10－400型，如下表5-6：

因为IN=600A

Ig.max=173A

所以Ig.max < IN

所以Idt<INbr

（3）断开电流：Idt≤INbr 因为Idt=5.1269KA （4）动稳定：ich≤imax 因为ich =15KA

imax=36.8KA

所以ich<imax

（5）热稳定：I∞2tdz≤It2t

I"

???1

I?

"

INbr=14.4KA

t=4s

查书112页图5-1得，tz=3.4s>1s 故tdz=tz=3.4s

I∞2tdz=5.12692×3.4=118.4744[(KA)2.s] It2t=14.42×4=829.44[(KA)2.s] 所以I∞2tdz<It2

经以上校验此断路器满足各项要求。

5.2 隔离开关的选择及校验

隔离开关也是发电厂和变电所常用的电器，它需与断路器配套使用。但隔离开关没有灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。

隔离开关形式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用要求等要素，进行综合的技术经济比较然后确定。其选择的技术条件与断路器的选择的技术条件相同。

隔离开关的类型很多，按安装地点不同，可分为屋内式和屋外式，按绝缘支柱数目又可分为单柱式、双柱式和三柱式。它对配电装置的布置和占地面积有很大影响，选型时应根据配电装置特点和使用要求以及技术经济条件来确定。本设计110kV、35kV侧为屋外布置，10kV为屋内布置。

隔离开关的技术条件与断路器相同。

5.2.1 主变110KV侧隔离开关的选择及检验

（1）电压：因为Ug=110kV

UN=110kV

所以Ug= UN

（2）电流： Ig.max=0.175KA＝175A 选出GW2－110－600型，如下表5-7：

因为IN=600A

Ig.max=413A

imax=50KA

所以Ig.max < IN

所以ich<imax

（3）动稳定：ich≤imax 因为ich =6.4012KA

（4）热稳定：I∞2tdz≤It2t

I∞2tdz=2.51052×4.4=27.7315[(KA)2.s] It2t=142×5=980[(KA)2.s] 所以I∞2tdz<It2t

5.2.2 35KV母线隔离开关的选择及检验

（1）电压：因为Ug=35kV

UN=35kV

所以Ug= UN

（2）电流： Ig.max=0.546KA＝546A 选出GW4－35

－2000型，如下表5-8：

表5-8 35KV母线隔离开关参数

因为IN=2000A

Ig.max=1299A

所以Ig.max < IN

所以ich<imax

（3）动稳定：ich≤imax 因为ich =11.3657KA

imax=50KA

（4）热稳定：I∞2tdz≤It2t

I∞2tdz=4.45712×4.4=67.5435[(KA)2.s] It2t=15.82×4=998.56[(KA)2.s] 所以I∞2tdz<It2t

5.2.3 35KV出线隔离开关的选择及校验

（1）电压：因为Ug=35kV UN=35kV 所以Ug= UN （2）电流： Ig.max=0.132KA＝132A 选出GW2－35－600型，如下表5-9：

因为IN=600A

Ig.max=132A

所以Ig.max < IN

所以ich<imax

（3）动稳定：ich≤imax 因为ich =11.3657KA

imax=50KA

（4）热稳定：I∞2tdz≤It2t

I∞2tdz=4.45712×4.4=87.4093[(KA)2.s] It2t=142×5=980[(KA)2.s] 所以I∞2tdz<It2t

5.2.4 10KV母线隔离开关的选择及校验

（1）电压：因为Ug=10kV

UN=10kV

所以Ug= UN

（2）电流： Ig.max=2.625KA＝2625A 选出GN2－10－

3000型，如下表5-10：

表5-10 10KV母线隔离开关参数

因为IN=3000A

Ig.max=2625A

所以Ig.max < IN

所以ich<imax

（3）动稳定：ich≤imax 因为ich =48.9404KA

imax=100KA

（4）热稳定：I∞2tdz≤It2t

I∞2tdz=19.19232×4.4=1620.7186[(KA)2.s]

It2t=502×5=12500[(KA)2.s]

所以I∞2tdz<It2t

5.2.5 10KV出线隔离开关的选择及校验

（1）电压：因为Ug=10kV

UN=10kV

所以Ug= UN

（2）电流： Ig.max=0.072KA＝72A 选出GN1－10－200型，如下表5-11：

表5-11 10KV出线隔离开关参数

因为IN=200A 因为ich =13KA

Ig.max=173A imax=25KA

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