4.5 短路电流计算结果表
短路点编号 短路点 基准电 压 0s短路周期分量有名值 2S短路4S短路短路电流 短 路 电流有名 电流有名 值 值 冲 击 值 容 量 (KA) I??(KA) I?f?2(KA) I?f?4(KA) Ish(KA) S(MVA) 10.09 10.10 23.70 1854 f-1 115 9.31 f-2 10.5 11.52 11.52 11.52 29.33 209.5 表4.1 短路电流计算结果表
第五章 电气设备选择
5.1 电气设备选择的原则
由于电气设备和载流导体得用途及工作条件各异,因此它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。但是，电气设备和载留导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作，为此，它们的选择都有一个共同的原则：按正常工作状态选择；按短路状态校验。
电气设备选择的一般原则为：
(1) 应力求技术先进、安全适用、经济合理； (2) 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； (3) 应按当地环境条件校核；
(4) 应与整个工程的建设标准协调一致； (5) 选择的导体品种不宜太多；
(6) 选用新产品应积极慎重。新产品应有可靠的试验数据，并经主管单位鉴定合格。
5.2 电气设备选择的一般条件
电器选择是发电厂和变电站电气设计的主要内容之一。正确的选择电器是使
电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应
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根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并
注意节省投资，选择合适的电器。尽管电力系统中各种电器的作用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。电器要能可靠的工作，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器
在选择电器时，一般可按照电器的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压 UNs的条件选择，即UN ≥UNs ②额定电流
电器的额定电流 IN是指在额定周围环境温度 ?0下，电器的长期允许电流。IN应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Imax，即
IN≥Imax ③按当地环境条件校核
在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环境（尤其是小环境）条件当气温、风速、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器使用条件是，应采取措施。 (2)按短路情况校验 ①短路热稳定校验
短路电流通过电器时，电器各部件温度应不超过允许值。满足热稳定的条件为 It2t?Qk
式中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。 ②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，亦称动稳定。满足动稳定的条
件为 ies?ish 或 Ies?Ish 式中ish 、Ish ——短路冲击电流幅值及其有效值；
ies 、Ies ——电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值 下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：
1)熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。 2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备，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器可不验算动、热稳定。 ③短路电流计算的条件
为使电器具有足够的可靠性、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，作验算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
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方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。
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。 ④短路计算时间
校验电器的热稳定和开断能力时，还必须合理的确定短路计算时间。验算热稳定的计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断路器的全开断时间tab之和，即 tk = tpr + tab tab = tin + ta 而
式中 tab——断路器全开断时间；
tpr ——后备保护动作时间； tin ——断路器固有分闸时间；
ta ——断路器开断时电弧持续时间。
开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流，故电器的开断计算时间tbr应为主保护时间tpr1和断路器固有分闸时间之和，即
tbr = tpr1+ tin
5.3 高压断路器的选择
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；当设备或线路发生故障时，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。 型式选择：
选择断路器时应满足以下基本要求：
1.在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。 2.在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。
3.应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。
3.应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。
考虑到可靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无由化目标，且由于SF6断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。故在110KV侧采用六氟化硫断路器，其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命长而且使用可靠，不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。故10KV侧采用真空断路器。又根据最大持续工作电流及短路电流得知
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1、110kV 线路侧及变压器侧选用 LW11-110 型户外 SF6 断路器。 额定电压：UN = 110kV =UNs = 110kV ，合格； 额定电流：IN = 1600 A > Imax= 347.2 A ，合格； 额定开断电流：INbr = 31.5kA > I??= 9.31kA ，合格； 短路关合电流： INcl = 80kA > ish = 23.70kA ，合格； 热稳定校验： It2t= 31.5 2 × 4 = 3969(kA)2s
22 I??2?10I2?I42Qk?Qp??100.56?KA??s 12It2?t＞Qk ，合格
动稳定校验：ies?80kA＞ish?23.70kA ，合格。 2、10kV 线路侧选用ZN5-10/630型真空断路器。 额定电压：UN = 10kV =UNs = 10kV ，合格； 额定电流：IN = 630 A > Imax= 433 A ，合格；
额定开断电流：INbr = 20kA > I??= 11.52kA ，合格； 短路关合电流： INcl = 50kA > ish = 29.33kA ，合格； 热稳定校验： It2t= 20 2 × 4 = 1600(kA)2s
22 I??2?10I2?I42Qk?Qp??132.7?KA??s 12It2?t＞Qk ，合格
动稳定校验：ies?50kA＞ish?29.33kA ，合格。 3、10kV 变压器侧选用ZN24-10/2000型真空断路器。 额定电压：UN = 10kV =UNs = 10kV ，合格； 额定电流：IN = 2000 A > Imax= 1736 A ，合格；
额定开断电流：INbr = 31.5kA > I??= 11.52kA ，合格； 短路关合电流： INcl = 75kA > ish = 29.33kA ，合格； 热稳定校验： It2t= 31.5 2 ×4 = 841(kA)2s 22I??2?10I2?I42Qk?Qp??132.7?KA??s
122It?t＞Qk ，合格
动稳定校验：ies?80kA＞ish?29.33kA ，合格 电压等级 110kV 10kV线路侧 10kV变压器侧 型号 额定电压 110KV 额定电流 It I2tt 动稳定电流 LW11-110 ZN5-10 ZN24-10 31.5 630A 2000A 31.5 31.5?4 20KA 280KA 50KA 80kA 10KV 10KV 202?4 231.5 31.5?4
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5.4 高压隔离开关的选择
隔离开关也是变电站中常用的电器，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。 本变电站隔离开关的选择
(1)110kV 隔离开关选用 GW4-110D/1000-80 型隔离开关 额定电压：UN = 110kV =UNs = 110kV ，合格； 额定电流：IN = 1000 A > Imax= 347.2 A ，合格； 热稳定校验： It2t= 21.5 2 × 4 = 1849(kA)2s
22 I??2?10I2?I42Qk?Qp??100.56?KA??s 12It2?t＞Qk ，合格
动稳定校验：ies?80kA＞ish?429.33kA，合格。 (2) 10kV 隔离开关选用 GN2-10/2000-85 型隔离开关 额定电压：UN = 10kV =UNs = 10kV ，合格； 额定电流：IN = 2000 A > Imax= 1736 A ，合格； 热稳定校验： It2t= 51 2 × 5 = 13005(kA)2s
22I??2?10I2?I4 2Qk?Qp??132.7?KA??s12
It2?t＞Qk ，合格
动稳定校验：ies?85kA＞ish?29.55kA ，合格 隔离开关型号 额定电压（KV） 额定电流（A） 动稳定电流(KA) GW4-110D/1000-80 110 GN2-10/2000-85 10 1000 2000 80 85 热稳定电流(KA) 21.5 51 5.5电流互感器的选择
互感器（包括电流互感器 TA 和电压互感器 TV）是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。
互感器的作用是：将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压 (100V)和小电流(5A 或 1A)，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构小巧、价格便宜和便于屏内安装。使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。
(1) 110KV电流互感器选用LCWB6-110型电流互感器
一次回路额定电压：UN = 110kV =UNs = 110kV ，合格； 额定电流：IN = 2×300A > Imax= 347.2 A ，合格； 热稳定校验：
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