高压电气设备的选择

高压电气设备的选择

✧一、高压电气设备选择一般条件和原则

✧二、高压开关电器的选择

✧三、互感器的选择

✧四、高压熔断器的选择

一、高压电气设备选择一般条件和原则

（一）、高压电气设备选择与校验的一般条件

（二）、高压电气设备的选择与校验项目

（三）、按正常工作条件选择高压电气设备

✧额定电压和最高工作电压

✧额定电流

✧按环境工作条件校验

（四）、短路条件校验

✧短路热稳定校验电动力稳定校验

✧短路电流计算条件短路计算时间

高压电气设备选择与校验的一般条件

电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之

一，在选择时应根据实际工作特点，按照有关设计规范的

规定，在保证供配电安全可靠的前提下，力争做到技术先

进，经济合理。

为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选

择与校验的一般条件有：

（1）按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电流等选择；

（2）按短路条件包括动稳定、热稳定校验；

（3）按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。

高压电气设备的选择与校验项目

高压电气设备的选择与校验项目见表7-1。

额定电压和最高工作电压

高压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变

化，常高于电网的额定电压，故所选电气设备允许最高工作

电压Ualm 不得低于所接电网的最高运行电压。

一般电气设备允许的最高工作电压可达1.1～1.15UN ，

而实际电网的最高运行电压Usm 一般不超过1.1UNs ，因此在

选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压UN 不低于

装置地点电网额定电压UNs 的条件选择，即 UN ≥UNs

额定电流

电气设备的额定电流ⅠN 是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许通过电流。 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 。 （１）由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%

时，出力保持不变，故其相应回路的Ⅰmax 为发电机、调相

机或变压器的额定电流的1.5倍；

（２）若变压器有过负荷运行可能时， Ⅰmax 应按过负

荷确定（1.3~2倍变压器额定电流）；

（３）母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Ⅰmax ；

（４）出线回路的Ⅰmax 除考虑正常负荷电流（包括线

路损耗）外，还应考虑事故时由其它回路转移过来的负荷。

按环境工作条件校验

在选择电气设备时，还应考虑电气设备安装地点的环境条件，当气温、温度、海拔高度和覆冰厚度等环境条件超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。 当周围环境温度θ0和电气设备额定环境温度不等时，其长期允许工作电流应乘以修正系数K ，即

我国的电气设备使用的额定环境温度θN=40℃。如周围环境温度θ0高于40℃小于60℃时，其允许电流一般可按每增高1℃，额定电流减少1.8%进行修正，当环境温度低于40℃时，环境温度每降低1℃，额定电流可增加0.5%，但其Ｉmax 不得超过ＩＮ的20%。该式对求导体的在实际环境温度下的长期允许工作电流，此时公式中的θN 一般为25℃。 短路条件校验—短路热稳定校验

短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度(或发

热效应)应不超过允许值。满足热稳定的条件为

式中 Ⅰt —厂家给的电气设备在时间t 秒内的热稳定电流。

Ⅰ∞—短路稳态电流值。

t —与Ⅰt 相对应的时间。

tdz —短路电流热效应等值计算时间。

短路条件校验—电动力稳定校验

电动力稳定是电气设备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 或 N N N al I KI I θθθθθ--==max 0max kz t t I t I 2

2∞≥ch es i

i ≥ch es I I ≥

式中 ich 、Ⅰch —短路冲击电流幅值及其有效值；

ies 、Ⅰes —电气设备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）用熔断器保护的电器，热稳定由熔断时间保证。

（2）采用限流熔断器保护的设备，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气设备可

不校验动、热稳定。

短路条件校验—短路电流计算条件

为使所选电气设备具有足够的可靠性、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，作校验用的

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；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式(如切换厂用变压器时的并列)。

（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。

短路条件校验—短路计算时间

校验热稳定的等值计算时间tdz 为周期分量等值时间tz 及非

周期分量等值时间tfz 之和，对无穷大容量系统，显然tz 按和短路电流持续时间相等,按继电保护动作时间tpr 和相应断路器

的全开断时间tab 之和，即

式中 tkd —断路器全开断时间；

td —保护动作时间；

tgf —断路器固有分闸时间，可查附录1；

th —断路器开断时电弧持续时间，对少油断路器为

0.04~0.06s ，对SF6和压缩空气断路器约为0.02~0.04s 。

开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流，考虑到主保护拒动等原因，按最不利情况，取后备保护的动作时间。

二、高压开关电器的选择

（一）、高压断路器的选择

● 高压断路器种类和型式的选择

● 高压断路器额定开断电流和短路关合电流的选择

（二）、高压隔离开关的选择

✧ 高压隔离开关选择 高压隔离开关选择例题

（三）、高压重合器的选择

✧ 额定电压、额定电流、安装点最大故障电流

✧ 保护区末端最小故障电流、与其他设备配合

（四）、高压分段器的选择

✧ 起动电流 记录次数 记录时间 kd d gf h t t t t

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