发布时间 : 星期六 文章110kv变电站设计（河南理工大学毕业论文）更新完毕开始阅读
电流增加，影响对用户的正常供电并破坏电气设备。本章短路电流计算的目的是为了后续章节中选择导体和电器，并进行有关的校验。因此，在变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。本次短路计算首先对系统的等值电路图进行化简，选择相应的短路点，再利用标幺值的方法求出相应的短路电流值，计算结果将作为设备校验的重要依据。
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5 电气设备的选择
5.1 电气设备的选择原则
电气装置中的电气设备和载流导体，在正常运行和短路状态时，都必须安全可靠地运行，因此必须正确地选择电气设备和载流导体才能保证电气装置的可靠性和经济性。各种电气设备选择的基本要求是：先按正常工作条件选择设备，然后按短路条件校验其热稳定和动稳定。
电气设备与载流导体的设计，必须执行国家有关的技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和为今后扩建留有一定的余地。
电气设备选择的一般要求包括：
（1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；
（2）应按当地环境条件校核； （3）应力求技术先进和经济合理； （4）选择导体时应尽量减少品种； （5）扩建工程应尽量使新老电器型号一致；
（6）选用的新产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格； （7）按短路条件来校验热稳定和动稳定；
（8）验算导体和110kV以下电缆短路热稳定时，所有的计算时间，一般采用主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间；而电器的计算时间一般采用后备保护动作时间加相应的断路器全分闸时间；断路器全分闸时间包括断路器固有分闸时间和电弧燃烧时间。
5.2 电气设备和载流导体选择的一般条件
（1）按正常工作条件选择
① 额定电压：所选电气设备和电缆的最高允许工作电压UN，不得低于装设回路的最高运行电压UNS即
UN≥UNS
（5-1）
② 额定电流：所选电气设备的额定电流IN，或载流导体的长期允许电流Iy，不得低于装设回路的最大持续工作电流Imax 。计算回路的最大持续工作电流Imax 时，应考虑回路在各种运行方式下的持续工作电流，选用最大者。
（2）按照短路状态校验
IN≥Imax
（5-2）
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① 热稳定校验：
如果电气设备散热能力不够，巨大的短路电流产生的巨大热量可能要损坏许多昂贵的电气设备。因此，必须校验所选电气设备承受短路发热的能力。
通常制造厂直接给出设备的热稳定电流It，及允许持续时间t。热稳定条件为
It2t? Qk
2Qk?I?tk
（5-3） （5-4） （5-5）
tk?tpr?tab
式中：It2t——设备允许承受的热效应；
Qk——所在回路的短路电流热效应；
tk——短路电流存在的等效时间；
tpr——后备保护动作时间；
tab——断路器全开段时间。 ② 动稳定校验：
如果电气设备不够坚固，巨大的短路电流产生的巨大电动力可能要损坏许多昂贵的电气设备。因此，必须校验所选电气设备承受短路电动力的能力。
制造厂一般直接给出定型设备允许的动稳定峰值电流ies，动稳定条件为:
ies＞ish
（5-6）
式中：ies——设备允许的动稳定电流峰值； ish——短路时动稳定电流峰值。 （3）短路校验时短路电流的计算条件：
为保证设备在短路时的安全性，用与校验热稳定、动稳定和开断能力的短路电流，需是实际通过该设备的的最大短路电流。计算条件可以归纳为以下几个方面：短路的种类一般按三相短路校验；所用短路电流其容量应按具体工程的设计规划容量计算，并应考虑电力系统的远景发展规划；计算电路应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列的接线方式；对于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更严重时，应按严重情况校验。
5.3 断路器的选择
高压断路器是变电站中重要的电气设备之一，它具有完善的灭弧性能，正常运行时，用来接通和开断负荷电流，在变电站电气主接线中，还担任改变主接线的运行方式的任务，故障时，断路器通常以继电保护的方式配合使用，断开短路电流，切除故障线路，
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保证非故障线路的正常供电及系统的稳定性。
（1）断路器的种类选择
按照灭弧介质的不同，变压器可分为油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、SF6断路器。
根据结构特点，技术性能特点，运行维护特点，等要求选择其种类及型式，由于真空断路器、SF6断路器比少油断路器，维护工作量更少，可靠性更好，灭弧性能更高，目前得到普遍推广，故本站110kV采用SF6断路器，35kV和10kV采用真空断路器。
（2）断路器选择的一般条件
断路器选择除了按照电气设备选择的一般条件进行选择，还应进行额定开断电流的选择。
额定开断能力的选择
考虑到实际情况，为使变压器安全可靠地开断短路电流，应满足以下条件：
Ibr?I?? （5-7） 式中：Ibr——断路器的额定开断电流，kA；
I??——次暂态短路电流有效值，kA。
5.3.1 110kV侧断路器的选择
变压器的最大工作电流
Imax?（1.05SN）（/3UN）?1.05?50000/3?110?275.5A
额定电压选择 UN?UNs?110k V额定电流选择 IN?Ima? Ax275.5开断电流选择 INbr?I???3.348k A 在本设计中110KV侧断路器采用SF6高压断路器，因为与传统的断路器相比SF6高压断路器具有安全可靠，开断性能好，结构简单，尺寸小，质量轻，操作噪音小，检修维护方便等优点，已在电力系统的各电压等级得到广泛的应用。
比较各种110kVSF6高压断路器选择应采用LW11-110型号的断路器。
表5-2 LW11-110型号的断路器参数
断路器型号
额定电压kV
额定 电流 A
最高工作电压 kV
额定短路开断电流kA
动稳定电流峰值kA
LW11-110
热稳定电流kA4s
固有分 闸时间 s
110 3150 126 31.5 27
100 40 0.03