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1、發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-1第六章第六章 電氣設備選擇電氣設備選擇第一節(jié)第一節(jié) 電氣設備選擇的一般條件電氣設備選擇的一般條件 第二節(jié)第二節(jié) 導體與電纜的選擇導體與電纜的選擇 第三節(jié)第三節(jié) 支柱絕緣子與穿墻套管的選擇支柱絕緣子與穿墻套管的選擇 第四節(jié)第四節(jié) 高壓斷路器與隔離開關的選擇高壓斷路器與隔離開關的選擇 第五節(jié)高壓熔斷器的選擇第五節(jié)高壓熔斷器的選擇 第六節(jié)限流電抗器的選擇第六節(jié)限流電抗器的選擇 第七節(jié)互感器的選擇第七節(jié)互感器的選擇 本章計劃學時：本章計劃學時：10 12學時學時發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-2第

2、一節(jié)第一節(jié) 電氣設備選擇的一般條件電氣設備選擇的一般條件 一般條件：一般條件：多數(shù)電氣設備共有的選擇校驗項目。多數(shù)電氣設備共有的選擇校驗項目。一、按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流一、按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流 1.額定電壓選擇額定電壓選擇 特殊條件：特殊條件：個別電氣設備具有的選擇校驗項目。個別電氣設備具有的選擇校驗項目。選擇條件有選擇條件有1)正常電壓要求是：正常電壓要求是：電氣設備所在回路的最高運行電壓不得高電氣設備所在回路的最高運行電壓不得高于電氣設備的允許最高工作電壓。于電氣設備的允許最高工作電壓。2)由于電氣設備的允許最高工作電壓為其額定電壓的由于電氣設備的允許最高工作

3、電壓為其額定電壓的UN的的1.11.15倍，而電網(wǎng)電壓正常波動引起的最高運行電壓不超過倍，而電網(wǎng)電壓正常波動引起的最高運行電壓不超過電網(wǎng)額定電壓電網(wǎng)額定電壓UNs的的1.1倍。倍。3)一般可以按電氣設備的額定電壓一般可以按電氣設備的額定電壓UN不得低于其所在電網(wǎng)的額不得低于其所在電網(wǎng)的額定電壓定電壓UNs的條件來選擇電氣設備，即的條件來選擇電氣設備，即 UN UNs 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-3注意：注意：1)海拔影響電氣設備的絕緣性能，隨裝設地點海拔的增加，空海拔影響電氣設備的絕緣性能，隨裝設地點海拔的增加，空氣密度和濕度相應減小，使得電氣設備外部空

4、氣間隙和固體絕氣密度和濕度相應減小，使得電氣設備外部空氣間隙和固體絕緣外表面的放電特性降低，電氣設備允許的最高工作電壓減小。緣外表面的放電特性降低，電氣設備允許的最高工作電壓減小。對海拔超過對海拔超過1000m的地區(qū)，一般應選用高原型產(chǎn)品或外絕的地區(qū)，一般應選用高原型產(chǎn)品或外絕緣提高一級的產(chǎn)品。緣提高一級的產(chǎn)品。對于現(xiàn)有對于現(xiàn)有110kV及以下大多數(shù)電器的外絕緣有一定裕度，可及以下大多數(shù)電器的外絕緣有一定裕度，可在海拔在海拔2000m以下地區(qū)使用。以下地區(qū)使用。2)在空氣污穢在空氣污穢(腐蝕減低絕緣強度腐蝕減低絕緣強度)或有冰雪的地區(qū)，某些電氣或有冰雪的地區(qū)，某些電氣設備應選用絕緣加強型或高一

5、級電壓的產(chǎn)品。設備應選用絕緣加強型或高一級電壓的產(chǎn)品。2.額定電流選擇額定電流選擇 1)電氣設備的額定電流電氣設備的額定電流IN（或載流量（或載流量Ial）：在額定環(huán)境溫度）：在額定環(huán)境溫度0下，長期允許通過的電流。下，長期允許通過的電流。2)為了滿足長期發(fā)熱條件，應按額定電流為了滿足長期發(fā)熱條件，應按額定電流IN（或載流量（或載流量Ial）不）不得小于所在回路最大持續(xù)工作電流得小于所在回路最大持續(xù)工作電流Imax的條件進行選擇，即的條件進行選擇，即 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-4 IN（或（或Ial）Imax 3)當實際環(huán)境溫度當實際環(huán)境溫度不同于導體

6、的額定環(huán)境溫度不同于導體的額定環(huán)境溫度0時，其長期允時，其長期允許電流應該用下式進行修正。許電流應該用下式進行修正。不計日照時，裸導體和電纜的綜合修正系數(shù)不計日照時，裸導體和電纜的綜合修正系數(shù)K為為 al導體的長期發(fā)熱允許最高溫度，裸導體一般為導體的長期發(fā)熱允許最高溫度，裸導體一般為70；0導體的額定環(huán)境溫度，裸導體一般為導體的額定環(huán)境溫度，裸導體一般為25。我國生產(chǎn)的電氣設備的額定環(huán)境溫度我國生產(chǎn)的電氣設備的額定環(huán)境溫度0=40。在。在4060范圍范圍內(nèi)，當實際環(huán)境溫度高于內(nèi)，當實際環(huán)境溫度高于+40時，環(huán)境溫度每增高時，環(huán)境溫度每增高1，按減，按減少額定電流少額定電流1.8%進行修正；當實

7、際環(huán)境溫度低于進行修正；當實際環(huán)境溫度低于+40時，環(huán)時，環(huán)境溫度每降低境溫度每降低1，按增加額定電流，按增加額定電流0.5%進行修正，但其最大過進行修正，但其最大過負荷不得超過額定電流的負荷不得超過額定電流的20%，實際選擇時一般不修正。，實際選擇時一般不修正。Ial=KIal Imax 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-54)回路最大持續(xù)工作電流回路最大持續(xù)工作電流Imax 的計算的計算:回路名稱回路名稱最大持續(xù)工作電流最大持續(xù)工作電流 說明說明發(fā)電機、調(diào)相機回路發(fā)電機、調(diào)相機回路1.051.05倍發(fā)電機、調(diào)相機額定電流倍發(fā)電機、調(diào)相機額定電流發(fā)電機和變壓

8、器在電壓降低到發(fā)電機和變壓器在電壓降低到0.95額額定電壓運行時，出力可以保持不變，定電壓運行時，出力可以保持不變，故電流可以增大故電流可以增大5%變壓器回路變壓器回路1.051.05倍變壓器額定電流倍變壓器額定電流1.31.32.02.0倍變壓器額定電流倍變壓器額定電流若要求承擔另一臺變壓器事故或檢修若要求承擔另一臺變壓器事故或檢修時轉移的負荷時轉移的負荷出線回路出線回路1.051.05倍倍線路最大負荷電流線路最大負荷電流考慮考慮5%的線損，還應考慮事故時轉的線損，還應考慮事故時轉移過來的負荷移過來的負荷母聯(lián)回路母聯(lián)回路母線上最大一臺發(fā)電機或變母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的最大持續(xù)工作電流壓

9、器的最大持續(xù)工作電流分段回路分段回路母線上最大一臺發(fā)電機額定電流母線上最大一臺發(fā)電機額定電流的的50%80%變電所應滿足用戶的一級負荷和變電所應滿足用戶的一級負荷和大部分二級負荷大部分二級負荷 匯流母線匯流母線按實際潮流分布確定按實際潮流分布確定電容器回路電容器回路1.351.35倍電容器組額定電流倍電容器組額定電流考慮過電壓和諧波的共同作用考慮過電壓和諧波的共同作用發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-6二、按短路條件校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定二、按短路條件校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定 1.短路熱穩(wěn)定校驗短路熱穩(wěn)定校驗 熱穩(wěn)定：熱穩(wěn)定：指電氣設備承受短路電流熱效應而不損壞的能力。

10、指電氣設備承受短路電流熱效應而不損壞的能力。熱穩(wěn)定校驗的實質(zhì)：熱穩(wěn)定校驗的實質(zhì)：使電氣設備承受短路電流熱效應時的短時使電氣設備承受短路電流熱效應時的短時發(fā)熱最高溫度不超過短時最高允許溫度。發(fā)熱最高溫度不超過短時最高允許溫度。導體通常按最小截面法校驗熱穩(wěn)定。導體通常按最小截面法校驗熱穩(wěn)定。電器的熱穩(wěn)定是由熱穩(wěn)定電流及其通過時間來決定的，滿足熱電器的熱穩(wěn)定是由熱穩(wěn)定電流及其通過時間來決定的，滿足熱穩(wěn)定的條件為穩(wěn)定的條件為 Qk短路電流熱效應；短路電流熱效應；It所選用電器所選用電器t（單位為（單位為s）內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流。）內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流。2.短路動穩(wěn)定校驗短路動穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定：動穩(wěn)

11、定：指電氣設備承受短路電流產(chǎn)生的電動力效應而不損壞指電氣設備承受短路電流產(chǎn)生的電動力效應而不損壞的能力。的能力。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-7部分電氣設備動穩(wěn)定按應力和電動力校驗。部分電氣設備動穩(wěn)定按應力和電動力校驗。電器滿足動穩(wěn)定的條件為電器滿足動穩(wěn)定的條件為 iesishish短路沖擊電流的幅值，短路沖擊電流的幅值，ish為：為：I”為為0s鐘短路電流周期分量有效值；鐘短路電流周期分量有效值；Kes為沖擊系數(shù)，發(fā)電機機為沖擊系數(shù)，發(fā)電機機端取端取1.9，發(fā)電廠高壓母線及發(fā)電機電壓電抗器后取，發(fā)電廠高壓母線及發(fā)電機電壓電抗器后取1.85，遠離，遠離發(fā)電

12、機時取發(fā)電機時取1.8。ies電器允許通過的動穩(wěn)定電流幅值，生產(chǎn)廠家用此電流表電器允許通過的動穩(wěn)定電流幅值，生產(chǎn)廠家用此電流表示電器的動穩(wěn)定特性，在此電流作用下電器能繼續(xù)正常工作而示電器的動穩(wěn)定特性，在此電流作用下電器能繼續(xù)正常工作而不發(fā)生機械損壞。不發(fā)生機械損壞。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-83短路計算時間短路計算時間 計算短路電流熱效應時所用的短路切除時間計算短路電流熱效應時所用的短路切除時間tk等于繼電保護動等于繼電保護動作時間作時間tpr與相應斷路器的全開斷時間與相應斷路器的全開斷時間tab之和，即之和，即 斷路器的全開斷時間斷路器的全開斷時間t

13、ab等于斷路器的固有分閘時間等于斷路器的固有分閘時間tin與燃弧時與燃弧時間間ta之和，即之和，即 驗算裸導體的短路熱穩(wěn)定時，驗算裸導體的短路熱穩(wěn)定時，tpr宜采用主保護動作時間，如主宜采用主保護動作時間，如主保護有死區(qū)時，則采用能對該死區(qū)起保護作用的后備保護動作保護有死區(qū)時，則采用能對該死區(qū)起保護作用的后備保護動作時間；時間；驗算電器的短路熱穩(wěn)定時，驗算電器的短路熱穩(wěn)定時，tpr宜采用后備保護動作時間。宜采用后備保護動作時間。少油斷路器的燃弧時間少油斷路器的燃弧時間ta為為0.040.06s，SF6斷路器的燃弧時間斷路器的燃弧時間ta為為0.020.04s。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)

14、電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-94短路電流計算條件短路電流計算條件（1）短路計算容量和接線：應按本工程的設計規(guī)劃容量）短路計算容量和接線：應按本工程的設計規(guī)劃容量及可能及可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式計算發(fā)生最大短路電流的正常接線方式計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后510年）。年）。（2）短路種類：）短路種類：電氣設備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定電氣設備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定以及電器的開斷電以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性流，一般按三相短路驗算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)、

15、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路點直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況驗算。較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況驗算。（3）短路計算點：在正常接線方式時，通過電氣設備的短路）短路計算點：在正常接線方式時，通過電氣設備的短路電流為最大的短路點，稱為短路計算點。電流為最大的短路點，稱為短路計算點。1）對兩側均有電源的電氣設備，應比較電氣設備前、后短路時）對兩側均有電源的電氣設備，應比較電氣設備前、后短路時的短路電流，選通過電氣設備短路電流較大的地點作為短路計的短路電流，選通過電氣設備短路電流較大的地點作為短路計算點。例如，校驗圖算點。例如，校驗圖6

16、1中的發(fā)電機中的發(fā)電機出口斷路器出口斷路器QF1時，應比較時，應比較k1和和k2短路時流過短路時流過QF1的電流，選較大的點作為短路計算點。的電流，選較大的點作為短路計算點。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-102）短路計算點選在并聯(lián)支路時，應斷開一條支路。因為斷開一）短路計算點選在并聯(lián)支路時，應斷開一條支路。因為斷開一條支路時的短路電流大于并聯(lián)短路時流過任一支路的短路電流。條支路時的短路電流大于并聯(lián)短路時流過任一支路的短路電流。例如，校驗圖例如，校驗圖61中分段回路的斷路器中分段回路的斷路器QF5或主變低壓側斷路器或主變低壓側斷路器QF2時，應選時，應選k2

17、和和k3點為短路計算點，并斷開變壓器點為短路計算點，并斷開變壓器T2。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-113）在同一電壓等級中，匯流母線或無電源支路短路時，短路電）在同一電壓等級中，匯流母線或無電源支路短路時，短路電流最大。校驗匯流母線、廠用電分支電器（無電源支路）和母流最大。校驗匯流母線、廠用電分支電器（無電源支路）和母聯(lián)回路的電器時，聯(lián)回路的電器時，短路計算點應選在母線上。例如，校驗圖短路計算點應選在母線上。例如，校驗圖61中中10kV母線時，選母線時，選k2點。點。4）帶限流電抗器的出線回路，）帶限流電抗器的出線回路，由于干式電抗器工作可靠，故由于干式

18、電抗器工作可靠，故校驗回路中各電氣設備時的短路計算點一般選在電抗器后。例校驗回路中各電氣設備時的短路計算點一般選在電抗器后。例如，校驗圖如，校驗圖61中出線回路的斷路器中出線回路的斷路器QF3時，短路計算點選在出時，短路計算點選在出線電抗器后的線電抗器后的k5點。點。5）110kV及以上電壓等級，因其電氣及以上電壓等級，因其電氣設備的裕度較大，短路計設備的裕度較大，短路計算點可以只選一個，選在母線上。例如，校驗圖算點可以只選一個，選在母線上。例如，校驗圖61中中110kV的的電氣設備時，短路計算點可選在電氣設備時，短路計算點可選在110kV母線上，即母線上，即k6點。點。（4）短路電流的實用計

19、算方法：在進行電氣設備的熱穩(wěn)定驗算）短路電流的實用計算方法：在進行電氣設備的熱穩(wěn)定驗算時，需要用短路后不同時刻的短路電流，即計及暫態(tài)過程，通時，需要用短路后不同時刻的短路電流，即計及暫態(tài)過程，通常采用短路電流實用計算方法，即運算曲線法。該內(nèi)容可在今常采用短路電流實用計算方法，即運算曲線法。該內(nèi)容可在今后的有關畢業(yè)設計中學習。后的有關畢業(yè)設計中學習。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-12第二節(jié)第二節(jié) 導體與電纜的選擇導體與電纜的選擇 一、導體的選擇一、導體的選擇（一）導體材料、類型與布置方式選擇（一）導體材料、類型與布置方式選擇 1導體的材料導體的材料 銅：電阻

20、率低，機械強度高，耐腐蝕性比鋁強，但儲量少，價銅：電阻率低，機械強度高，耐腐蝕性比鋁強，但儲量少，價格高。格高。鋁：電阻率比銅高，機械強度低，耐腐蝕性較銅差，但儲量高，鋁：電阻率比銅高，機械強度低，耐腐蝕性較銅差，但儲量高，價格低。價格低。一般優(yōu)先采用鋁導體，在工作電流大，地方狹窄的場所和對鋁一般優(yōu)先采用鋁導體，在工作電流大，地方狹窄的場所和對鋁有嚴重腐蝕的地方可采用銅導體。有嚴重腐蝕的地方可采用銅導體。2導體的選型導體的選型(1)常用硬導體的截面形狀有矩形、槽形和管形。導體截面形常用硬導體的截面形狀有矩形、槽形和管形。導體截面形狀影響硬導體的散熱、集膚效應系數(shù)和機械強度。狀影響硬導體的散熱、

21、集膚效應系數(shù)和機械強度。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-131)矩形導體廣泛用于矩形導體廣泛用于35kV及以下，工作電流不超過及以下，工作電流不超過4000A的屋的屋內(nèi)配電裝置中，例如，主母線，連接導體和變壓器及小容量發(fā)內(nèi)配電裝置中，例如，主母線，連接導體和變壓器及小容量發(fā)電機的引出線母線。當單條導體的載流量不能滿足要求時，每電機的引出線母線。當單條導體的載流量不能滿足要求時，每相可采用相可采用24條并列使用；條并列使用；2)槽形導體適用于槽形導體適用于35kV及以下，工作電流為及以下，工作電流為40008000A的配的配電裝置中，例如，電裝置中，例如，10

22、0MW發(fā)電機的引出線母線；發(fā)電機的引出線母線；3)管形導體適用于管形導體適用于8000A以上的大電流母線，例如，容量為以上的大電流母線，例如，容量為200MW及以上的發(fā)電機引出線。對及以上的發(fā)電機引出線。對110kV及以上屋內(nèi)外配電裝及以上屋內(nèi)外配電裝置，采用硬母線時，應選用管形導體（防止電暈）。置，采用硬母線時，應選用管形導體（防止電暈）。(2)常用的軟導線有鋼心鋁絞線、組合導線、空心導線、擴徑常用的軟導線有鋼心鋁絞線、組合導線、空心導線、擴徑導線和分裂導線。導線和分裂導線。1)鋼心鋁絞線適用于鋼心鋁絞線適用于35kV及以上的屋外軟母線；及以上的屋外軟母線；2)組合導線用于中小容量發(fā)電機和變

23、壓器的引出線；組合導線用于中小容量發(fā)電機和變壓器的引出線；3)空心導線、擴徑導線和分裂導線直徑大，可以減小線路電抗、空心導線、擴徑導線和分裂導線直徑大，可以減小線路電抗、減小電暈損耗和對通訊的干擾，用于超高壓母線和輸電線路。減小電暈損耗和對通訊的干擾，用于超高壓母線和輸電線路。220kV輸電線路常采用兩分裂導線。輸電線路常采用兩分裂導線。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-14220kV220kV管形母線、支柱絕緣子管形母線、支柱絕緣子發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-153導體的布置方式導體的布置方式 導體的布置方式常采用三相

24、水平布導體的布置方式常采用三相水平布置和三相垂直布置。置和三相垂直布置。對于矩形導體，對于矩形導體，圖圖62a中導體豎放，散熱條件好，中導體豎放，散熱條件好，載流量大，但機械強度較差；圖載流量大，但機械強度較差；圖62b中導體平放，機械強度較高，但中導體平放，機械強度較高，但散熱條件較差；圖散熱條件較差；圖62c為矩形導體為矩形導體三相垂直布置，它綜合了圖三相垂直布置，它綜合了圖62a、b的優(yōu)點。的優(yōu)點。（二）導體截面的選擇（二）導體截面的選擇 1按導體的長期發(fā)熱允許電流選擇按導體的長期發(fā)熱允許電流選擇 匯流母線及長度在匯流母線及長度在20m以下的導體等，一般應按長期發(fā)熱允許以下的導體等，一般

25、應按長期發(fā)熱允許電流選擇其截面，即電流選擇其截面，即 Imax KIal發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-162按經(jīng)濟電流密度選擇按經(jīng)濟電流密度選擇 按經(jīng)濟電流密度選擇導體截面可以使年計算費用最小。按經(jīng)濟電流密度選擇導體截面可以使年計算費用最小。除匯流母線、廠用電動機的電纜等外，年最大負荷利用時數(shù)較除匯流母線、廠用電動機的電纜等外，年最大負荷利用時數(shù)較大，長度在大，長度在20m以上的導體，如發(fā)電機和變壓器引出線，其截以上的導體，如發(fā)電機和變壓器引出線，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。經(jīng)濟截面用下式計算：面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。經(jīng)濟截面用下式計算：Imax正常運

26、行方式下導體的最大持續(xù)工作電流，計算時不正常運行方式下導體的最大持續(xù)工作電流，計算時不考慮過負荷和事故時轉移過來的負荷；考慮過負荷和事故時轉移過來的負荷；J經(jīng)濟電流密度，常用導體的經(jīng)濟電流密度，常用導體的J值，可根據(jù)最大負荷利用時值，可根據(jù)最大負荷利用時數(shù)數(shù)Tmax由圖由圖63查得。查得。Imax導體的最大持續(xù)工作電流，計算時一般需考慮過負荷導體的最大持續(xù)工作電流，計算時一般需考慮過負荷和事故時轉移過來的負荷。和事故時轉移過來的負荷。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-17 圖圖6-3 6-3 經(jīng)濟電流密度經(jīng)濟電流密度11變變電電所所所所用用、工工礦礦和和電電纜

27、纜線線路路的的鋁鋁紙紙絕絕緣緣鉛鉛包包、鋁鋁包包、塑塑料料護護套套及及各各種種鎧鎧裝裝電電纜纜 22鋁鋁矩矩形形、槽槽形形及及組組合合導導線線 33火火電電廠廠廠廠用用的的鋁鋁紙紙絕絕緣緣鉛鉛包包、鋁鋁包包、塑塑料料護護套套及及各各種種鎧鎧裝裝電電纜纜 435435220kV220kV線線路路的的LGJLGJ、LGJQLGJQ型鋼心鋁絞線型鋼心鋁絞線發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-181)按經(jīng)濟電流密度選擇的導體截面應盡量接近計算的經(jīng)濟截面，按經(jīng)濟電流密度選擇的導體截面應盡量接近計算的經(jīng)濟截面，當無合適規(guī)格的導體時，允許選用小于但接近經(jīng)濟截面的導體。當無合適

28、規(guī)格的導體時，允許選用小于但接近經(jīng)濟截面的導體。2)按經(jīng)濟電流密度選擇的導體截面還需要進行長期發(fā)熱條件校按經(jīng)濟電流密度選擇的導體截面還需要進行長期發(fā)熱條件校驗，此時計算驗，此時計算Imax需考慮過負荷和事故時轉移過來的負荷。需考慮過負荷和事故時轉移過來的負荷。3)由于匯流母線各段的工作電流大小不相同，且差別較大，故由于匯流母線各段的工作電流大小不相同，且差別較大，故匯流母線不按經(jīng)濟電流密度選擇截面。匯流母線不按經(jīng)濟電流密度選擇截面。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-19（三）電暈電壓校驗（三）電暈電壓校驗 1.導體的電暈放電會產(chǎn)生電能損耗、噪聲、無線電干擾和金

29、屬導體的電暈放電會產(chǎn)生電能損耗、噪聲、無線電干擾和金屬腐蝕等不良影響。腐蝕等不良影響。2.為了防止發(fā)生全面電暈，要求為了防止發(fā)生全面電暈，要求110kV及以上裸導體的電暈臨及以上裸導體的電暈臨界電壓界電壓Ucr應大于其最高工作電壓應大于其最高工作電壓Umax，即，即 在海拔不超過在海拔不超過1000m的地區(qū)：下列情況可不進行電暈電壓的地區(qū)：下列情況可不進行電暈電壓校驗。校驗。1)110kV采用了不小于采用了不小于LGJ70型鋼心鋁絞線和外徑不小于型鋼心鋁絞線和外徑不小于20型管形導體時；型管形導體時；2)220kV采用了不小于采用了不小于LGJ300型鋼心鋁絞線和外徑不小于型鋼心鋁絞線和外徑不

30、小于30型的管形導體時。型的管形導體時。（四）熱穩(wěn)定校驗（四）熱穩(wěn)定校驗 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-20對于特定網(wǎng)絡和短路切除時間，短路電流熱效應對于特定網(wǎng)絡和短路切除時間，短路電流熱效應Qk 保持不變，保持不變，利用上式，取短時最高允許溫度利用上式，取短時最高允許溫度al計算短路終了時的計算短路終了時的A值得值得Ah，取短路前導體的工作溫度，取短路前導體的工作溫度w計算短路開始時的計算短路開始時的A值得值得Aw，定，定義熱穩(wěn)定系數(shù)為義熱穩(wěn)定系數(shù)為C達到上限值，若計及集膚效應系數(shù)達到上限值，若計及集膚效應系數(shù)KS影響，可得到滿足熱穩(wěn)定影響，可得到滿足熱

31、穩(wěn)定的導體最小截面為的導體最小截面為 顯然，當所選導體截面顯然，當所選導體截面SSmin時時，由于短路電流熱效應，由于短路電流熱效應Qk保持保持不變，短路終了時的不變，短路終了時的A值值Af減小，減小，Af Smin=153.388mm2，能滿足熱穩(wěn)定要求。，能滿足熱穩(wěn)定要求。（3）共振校驗）共振校驗 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-32取取=1=1，即不考慮共振影響。，即不考慮共振影響。（4）動穩(wěn)定校驗）動穩(wěn)定校驗 相間電動力相間電動力 相間應力相間應力 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-33根據(jù)根據(jù)，可以查得形狀系數(shù)可以

32、查得形狀系數(shù)，條間電動力為，條間電動力為 最大允許襯墊跨距最大允許襯墊跨距 襯墊臨界跨距襯墊臨界跨距 每跨選取每跨選取2個襯墊時個襯墊時可以滿足動穩(wěn)定要求?？梢詽M足動穩(wěn)定要求。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-34二、電力電纜的選擇二、電力電纜的選擇 1電纜型號的選擇電纜型號的選擇 基本結構：基本結構：由導電線芯、絕緣層和保護層三部分組成。由導電線芯、絕緣層和保護層三部分組成。線芯材料：線芯材料：銅芯和鋁芯兩種。銅芯和鋁芯兩種。常用的線芯數(shù)目：常用的線芯數(shù)目：單芯充油電纜（用于單芯充油電纜（用于110kV及以上）及以上）三芯電纜（用于三芯電纜（用于35kV及以

33、下三相系統(tǒng)）及以下三相系統(tǒng)）雙芯電纜（用于單相系統(tǒng)）雙芯電纜（用于單相系統(tǒng)）四芯、五芯電纜（用于四芯、五芯電纜（用于380/220V三相四線系統(tǒng)或有一線芯用于三相四線系統(tǒng)或有一線芯用于安全接地）。安全接地）。線芯絕緣：線芯絕緣：有油浸紙絕緣，塑料絕緣和橡皮（膠）絕緣三類。有油浸紙絕緣，塑料絕緣和橡皮（膠）絕緣三類。保護層：保護層：塑料電纜的保護層由聚乙烯做成。塑料電纜的保護層由聚乙烯做成。油浸紙絕緣電力電纜保護層由內(nèi)保護層和外保護層構成，內(nèi)保油浸紙絕緣電力電纜保護層由內(nèi)保護層和外保護層構成，內(nèi)保護層目的是防潮和防漏油，有金屬鋁包和鉛包兩種；外保護層護層目的是防潮和防漏油，有金屬鋁包和鉛包兩種；

34、外保護層防機械損傷和防腐蝕，有鋼帶鎧裝（抗壓）、鋼絲鎧裝（抗拉）防機械損傷和防腐蝕，有鋼帶鎧裝（抗壓）、鋼絲鎧裝（抗拉）等種類，鎧裝層外還有防腐蝕外被層。等種類，鎧裝層外還有防腐蝕外被層。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-35選擇電纜時，應根據(jù)其用途、敷設方式和場所、工作條件及負選擇電纜時，應根據(jù)其用途、敷設方式和場所、工作條件及負荷大小，選擇線芯材料、線芯數(shù)目、線芯絕緣材料和保護層等，荷大小，選擇線芯材料、線芯數(shù)目、線芯絕緣材料和保護層等，進而確定電纜的型號。進而確定電纜的型號。2額定電壓選擇：額定電壓選擇：UN UNs 3截面選擇截面選擇 1)長度在長度在

35、20m以下的電纜，一般按長期發(fā)熱允許電流選擇其截以下的電纜，一般按長期發(fā)熱允許電流選擇其截面，即面，即 Imax K Ial 綜合修正系數(shù)綜合修正系數(shù)K的計算的計算 在空氣中敷設時在空氣中敷設時 在空氣中穿管敷設時在空氣中穿管敷設時 土壤中直埋或穿管直埋時土壤中直埋或穿管直埋時 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-36以上三式中：以上三式中：Kt為溫度修正系數(shù)，按式（為溫度修正系數(shù)，按式（64）計算；計算；K1為電纜在空氣中多根并列敷設和穿管敷設時的修正系數(shù)；為電纜在空氣中多根并列敷設和穿管敷設時的修正系數(shù)；K2為空氣中穿管敷設時的修正系數(shù)，當電壓在為空氣中穿管

36、敷設時的修正系數(shù)，當電壓在10kV及以下時，及以下時，截面截面S95mm2時，時，K2=1，當截面，當截面S=120185mm2時，時，K2=0.85；K3為直埋因土壤熱阻不同的修正系數(shù)；為直埋因土壤熱阻不同的修正系數(shù)；K4為土壤中多根并列敷設的修正系數(shù)。為土壤中多根并列敷設的修正系數(shù)。2)年最大負荷利用時數(shù)年最大負荷利用時數(shù) 5000h，長度在，長度在20m以上的電纜，按經(jīng)以上的電纜，按經(jīng)濟電流密度選擇電纜截面：濟電流密度選擇電纜截面：按經(jīng)濟電流密度選擇的電纜還應滿足長期發(fā)熱要求：按經(jīng)濟電流密度選擇的電纜還應滿足長期發(fā)熱要求：Imax K Ial 為了便于敷設，一般盡量選用線芯截面不大于為了

37、便于敷設，一般盡量選用線芯截面不大于185mm2的電纜。的電纜。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-374熱穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定校驗 電纜的熱穩(wěn)定校驗仍采用最小截面法，即所選截面電纜的熱穩(wěn)定校驗仍采用最小截面法，即所選截面S（單位為（單位為mm2）應滿足）應滿足 Qk短路電流熱效應短路電流熱效應(A2s)。熱穩(wěn)定系數(shù)熱穩(wěn)定系數(shù)C用下式計算用下式計算計及電纜芯線充填物熱容量隨溫度變化以及絕緣散熱影響計及電纜芯線充填物熱容量隨溫度變化以及絕緣散熱影響的校正系數(shù)，對于的校正系數(shù)，對于36kV廠用回路，取廠用回路，取0.93；對于；對于10kV及以上及以上回路取回路取1.0；

38、Q電纜芯單位體積的熱容量，鋁心取電纜芯單位體積的熱容量，鋁心取0.59 J/(cm3)，銅，銅心取心取0.81 J/(cm3)；發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-38電纜芯在電纜芯在20時的電阻溫度系數(shù)時的電阻溫度系數(shù),鋁心取鋁心取0.00403/，銅，銅心取心取0.00393/；Ks電纜芯在電纜芯在20時的集膚效應系數(shù)，時的集膚效應系數(shù)，S150mm2的三芯電纜的三芯電纜Ks=1，S=150240mm2的三芯電纜的三芯電纜Ks=1.011.035；20電纜芯在電纜芯在20時的電阻溫度系數(shù)，鋁心取時的電阻溫度系數(shù)，鋁心取3.1106cm2/cm，銅心取，銅心取

39、1.84106cm2/cm；h短路時電纜的最高允許溫度（短路時電纜的最高允許溫度（）；）；w短路前電纜的工作溫度（短路前電纜的工作溫度（）。）。5允許電壓降校驗允許電壓降校驗 對供電距離較遠的電纜線路應校驗其電壓損失對供電距離較遠的電纜線路應校驗其電壓損失:UN、cos分別為線路額定電壓（分別為線路額定電壓（線電壓線電壓）和功率因數(shù)；）和功率因數(shù)；發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-39L電纜線路長度（電纜線路長度（km）；）；r=/S、x單位長度電纜的電阻和電抗（單位長度電纜的電阻和電抗（/km）。）。610kV三芯電纜電抗約為三芯電纜電抗約為0.08/km，

40、35kV三芯電纜約為三芯電纜約為0.12/km。【例例62】某變電所】某變電所10kV電壓母線用雙回電纜線路向一重要用戶電壓母線用雙回電纜線路向一重要用戶供電，用戶最大負荷供電，用戶最大負荷5400kW，功率因數(shù)，功率因數(shù)cos=0.9，最大負荷利，最大負荷利用小時數(shù)為用小時數(shù)為5200h/年，當一回電纜線路故障時，要求另一回仍年，當一回電纜線路故障時，要求另一回仍能供給能供給80%的最大負荷。線路直埋地下，長度為的最大負荷。線路直埋地下，長度為1200m，電纜，電纜凈距為凈距為200mm，土壤溫度，土壤溫度10，熱阻系數(shù)，熱阻系數(shù)80cm/W，短路電，短路電流流I”=8.7kA，I1=7.2

41、kA，I2=6.6kA，短路切除時間為，短路切除時間為2s，試選擇，試選擇該電纜。該電纜。解解 正常情況下每回路的最大持續(xù)工作電流為正常情況下每回路的最大持續(xù)工作電流為 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-40根據(jù)最大負荷利用小時數(shù)查圖根據(jù)最大負荷利用小時數(shù)查圖63 曲線曲線1，得，得 J=0.72 直埋敷設一般選用鋼帶鎧裝電纜，每回路選用兩根三芯油浸紙直埋敷設一般選用鋼帶鎧裝電纜，每回路選用兩根三芯油浸紙絕緣鋁心鋁包鎧裝防腐電纜，每根絕緣鋁心鋁包鎧裝防腐電纜，每根S=120 mm2，熱阻系數(shù)，熱阻系數(shù)80cm/W時的允許載流量為時的允許載流量為Ial=215A

42、，最高允許溫度為，最高允許溫度為60，額定環(huán)境溫度為，額定環(huán)境溫度為25。長期發(fā)熱按一回電纜線路故障時轉移過來的負荷校驗，即長期發(fā)熱按一回電纜線路故障時轉移過來的負荷校驗，即 滿足長期發(fā)熱要求。滿足長期發(fā)熱要求。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-41短路熱效應短路熱效應 短路前電纜的工作溫度短路前電纜的工作溫度 熱穩(wěn)定系數(shù)熱穩(wěn)定系數(shù)C為為 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-42滿足熱穩(wěn)定要求。滿足熱穩(wěn)定要求。電壓損失校驗電壓損失校驗 根據(jù)以上計算可以看出，所選電纜滿足要求。根據(jù)以上計算可以看出，所選電纜滿足要求。發(fā)電廠電氣主系

43、統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-43第三節(jié)第三節(jié) 支柱絕緣子與穿墻套管的選擇支柱絕緣子與穿墻套管的選擇 支柱絕緣子與穿墻套管用作裸導體的對地絕緣和支撐固定。支柱絕緣子與穿墻套管用作裸導體的對地絕緣和支撐固定。一、支柱絕緣子的選擇一、支柱絕緣子的選擇 支柱絕緣子只承受導體的電壓、電動力和正常機械荷載，不載支柱絕緣子只承受導體的電壓、電動力和正常機械荷載，不載流，沒有發(fā)熱問題。流，沒有發(fā)熱問題。1 1種類和型式選擇種類和型式選擇 屋內(nèi)型支柱絕緣子：由瓷件及用水泥膠合劑膠裝于瓷件兩端的屋內(nèi)型支柱絕緣子：由瓷件及用水泥膠合劑膠裝于瓷件兩端的鐵底座和鐵帽組成。鐵底座和鐵帽組成。膠裝

44、方式：鐵底座和鐵帽膠裝在瓷件外表面的稱為外膠裝（膠裝方式：鐵底座和鐵帽膠裝在瓷件外表面的稱為外膠裝（Z型），膠裝入瓷件孔內(nèi)的稱為內(nèi)膠裝（型），膠裝入瓷件孔內(nèi)的稱為內(nèi)膠裝（ZN型）。型）。性能：外膠裝機械強度高，內(nèi)膠裝增大了電氣距離，電氣性能性能：外膠裝機械強度高，內(nèi)膠裝增大了電氣距離，電氣性能好，但不能承受扭矩，對機械強度要求較高時，應采用外膠裝好，但不能承受扭矩，對機械強度要求較高時，應采用外膠裝或聯(lián)合膠裝絕緣子（或聯(lián)合膠裝絕緣子（ZL型，鐵底座外膠裝，鐵帽內(nèi)膠裝）。型，鐵底座外膠裝，鐵帽內(nèi)膠裝）。屋外型支柱絕緣子采用棒式絕緣子。屋外型支柱絕緣子采用棒式絕緣子。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系

45、統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-44外膠裝支柱絕緣子外膠裝支柱絕緣子內(nèi)膠裝支柱絕緣子內(nèi)膠裝支柱絕緣子發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-45610kV610kV棒式絕緣子棒式絕緣子 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-46高壓高壓110220kV110220kV戶外棒式絕緣子戶外棒式絕緣子 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-472額定電壓選擇：額定電壓選擇：UN UNs 在屋外有空氣污穢或冰雪的地區(qū)，應選用高一級電壓的產(chǎn)品。在屋外有空氣污穢或冰雪的地區(qū)，應選用高一級電壓的產(chǎn)品。3動穩(wěn)定校驗動

46、穩(wěn)定校驗 當三相導體水平布置時，如圖當三相導體水平布置時，如圖66所示，支柱絕緣子所受電動力所示，支柱絕緣子所受電動力應為兩側相鄰跨導體受力總和的一半，應為兩側相鄰跨導體受力總和的一半，即即式中式中 L1、L2與絕緣子相鄰的跨距（與絕緣子相鄰的跨距（m）。）。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-48由于制造廠家給出的是絕緣子頂部的抗彎破壞負荷由于制造廠家給出的是絕緣子頂部的抗彎破壞負荷Fde，因此必，因此必須將須將Fmax換算為絕緣子頂部所受的電動力換算為絕緣子頂部所受的電動力Fc（單位為（單位為N）（如）（如圖圖67所示），根據(jù)力矩平衡關系得所示），根據(jù)力矩平

47、衡關系得 式中式中 H絕緣子高度（絕緣子高度（mm）；）；H1絕緣子底部到導體水平中心線的高度（絕緣子底部到導體水平中心線的高度（mm），），h為導體放置高度；為導體放置高度；b為導體支持器下片厚度，一般豎放矩形導為導體支持器下片厚度，一般豎放矩形導體為體為18 mm，平放矩形導體及槽形導體為，平放矩形導體及槽形導體為12 mm。動穩(wěn)定校驗條件為動穩(wěn)定校驗條件為 Fc0.6Fde 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-49式中式中 Fde抗彎破壞負荷（抗彎破壞負荷（N），），0.6為安全系數(shù)。為安全系數(shù)。二、穿墻套管的選擇二、穿墻套管的選擇 1種類和型式選擇種類和

48、型式選擇 根據(jù)裝設地點：可選屋內(nèi)型和屋外型。根據(jù)裝設地點：可選屋內(nèi)型和屋外型。根據(jù)用途：可選擇帶導體的穿墻套管和不帶導體的母線型穿墻根據(jù)用途：可選擇帶導體的穿墻套管和不帶導體的母線型穿墻套管。屋內(nèi)配電裝置一般選用鋁導體穿墻套管。套管。屋內(nèi)配電裝置一般選用鋁導體穿墻套管。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-501035kV1035kV穿墻套管穿墻套管發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-512額定電壓選擇：額定電壓選擇：UN UNs 當有冰雪時，應選用高一級電壓的產(chǎn)品。當有冰雪時，應選用高一級電壓的產(chǎn)品。3.額定電流選擇額定電流選擇

49、帶導體的穿墻套管，其額定電流：帶導體的穿墻套管，其額定電流：IN Imax 母線型穿墻套管本身不帶導體，沒有額定電流選擇問題，但應母線型穿墻套管本身不帶導體，沒有額定電流選擇問題，但應校核窗口允許穿過的母線尺寸。校核窗口允許穿過的母線尺寸。4熱穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定校驗 Qk為短路電流熱效應為短路電流熱效應(kA)2s；It制造廠家給出的制造廠家給出的t秒內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流（秒內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流（kA）。）。母線型穿墻套管無熱穩(wěn)定校驗。母線型穿墻套管無熱穩(wěn)定校驗。5動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定校驗 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-52穿墻套管端部所受電動力穿墻套管端部所

50、受電動力Fmax（單位為（單位為N）為）為 式中式中 L1套管端部至最近一個支柱絕緣子間的距離（套管端部至最近一個支柱絕緣子間的距離（m），），如圖如圖66所示；所示；L2套管本身長度套管本身長度Lca（m）。）。動穩(wěn)定校驗條件為動穩(wěn)定校驗條件為 Fmax0.6Fde 式中式中 Fde抗彎破壞負荷（抗彎破壞負荷（N），），0.6為安全系數(shù)。為安全系數(shù)。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-53【例例63】選擇例選擇例61中變壓器低壓側引出線中的支柱絕緣子和中變壓器低壓側引出線中的支柱絕緣子和穿墻套管。已知穿墻套管。已知I1.3=19.7kA，I2.6=16.2kA

51、。解解 （1）支柱絕緣子的選擇支柱絕緣子的選擇 根據(jù)裝設地點及工作電壓，位根據(jù)裝設地點及工作電壓，位于屋內(nèi)部分選擇于屋內(nèi)部分選擇ZB10Y型戶內(nèi)支柱絕緣子，其高度型戶內(nèi)支柱絕緣子，其高度H=215mm，抗彎破壞負荷，抗彎破壞負荷Fde=7350N。可以滿足動穩(wěn)定要求。戶外部分選高一級電壓的可以滿足動穩(wěn)定要求。戶外部分選高一級電壓的ZS20/8型支型支柱絕緣子。柱絕緣子。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-54（2）穿墻套管的選擇）穿墻套管的選擇 根據(jù)裝設地點、工作電壓及最大長期工根據(jù)裝設地點、工作電壓及最大長期工作電流，選擇作電流，選擇CWLC210/2000型

52、戶外鋁導體穿墻套管，其型戶外鋁導體穿墻套管，其UN=10kV，IN=2000A，F(xiàn)de=12250N，套管長度，套管長度Lca=0.435m，5 s熱穩(wěn)定電流為熱穩(wěn)定電流為40kA。滿足熱穩(wěn)定要求。滿足熱穩(wěn)定要求。滿足動穩(wěn)定要求。滿足動穩(wěn)定要求。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-55第四節(jié)第四節(jié) 高壓斷路器和隔離開關的選擇高壓斷路器和隔離開關的選擇 一、高壓斷路器的選擇一、高壓斷路器的選擇 1種類和型式的選擇種類和型式的選擇 種類：種類：610kV電網(wǎng)一般選擇少油、真空和六氟化硫斷路器。電網(wǎng)一般選擇少油、真空和六氟化硫斷路器。35kV電網(wǎng)一般選擇少油、真空和六

53、氟化硫斷路器，某些電網(wǎng)一般選擇少油、真空和六氟化硫斷路器，某些35kV屋外配電裝置也可用多油斷路器。屋外配電裝置也可用多油斷路器。110330kV電網(wǎng)一般選擇少油和六氟化硫斷路器。電網(wǎng)一般選擇少油和六氟化硫斷路器。500kV電網(wǎng)一般選擇六氟化硫斷路器。電網(wǎng)一般選擇六氟化硫斷路器。2額定電壓選擇：額定電壓選擇：UN UNs 安裝地點：屋內(nèi)和屋外。安裝地點：屋內(nèi)和屋外。3額定電流選擇：額定電流選擇：IN Imax 4額定開斷電流選擇額定開斷電流選擇 斷路器的額定開斷電流斷路器的額定開斷電流INbr應不小于其觸頭剛剛分開時的短路應不小于其觸頭剛剛分開時的短路電流有效值電流有效值Ik，即，即 發(fā)電廠電

54、氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-56INbr Ik開斷計算時間開斷計算時間tbr：從發(fā)生短路到斷路器的觸頭剛剛分開所經(jīng)歷：從發(fā)生短路到斷路器的觸頭剛剛分開所經(jīng)歷的時間。的時間。為保證斷路器能開斷最嚴重情況下的短路電流，開斷計算時間為保證斷路器能開斷最嚴重情況下的短路電流，開斷計算時間等于主保護動作時間等于主保護動作時間tpr1與斷路器固有分閘時間與斷路器固有分閘時間tin之和，即之和，即 tbr=tpr1+tin 1)對于非快速動作斷路器（其對于非快速動作斷路器（其tbr0.1s），可略去短路電流非周），可略去短路電流非周期分量的影響，簡化用短路電流周期分量期分量的

55、影響，簡化用短路電流周期分量0s有效值有效值I”校驗斷路校驗斷路器的開斷能力，即器的開斷能力，即 INbrI”2)對于快速動作斷路器（其對于快速動作斷路器（其tbr0.1s），開斷短路電流中非周期），開斷短路電流中非周期分量可能超過周期分量的分量可能超過周期分量的20%，需要用，需要用tbr時刻的短路全電流有時刻的短路全電流有效值校驗斷路器的開斷能力，即效值校驗斷路器的開斷能力，即 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-57Ipt為觸頭剛剛分開為觸頭剛剛分開tbr時的短路電流周期分量有效值，在此可取時的短路電流周期分量有效值，在此可取Ipt=I”；為短路電流非周期

56、分量衰減時間常數(shù)，其中，為短路電流非周期分量衰減時間常數(shù)，其中，X、R分別為電源至短路點的等效電抗和等效電阻。分別為電源至短路點的等效電抗和等效電阻。5額定關合電流選擇額定關合電流選擇 如果在斷路器關合前已存在短路故障，則斷路器合閘時也會產(chǎn)如果在斷路器關合前已存在短路故障，則斷路器合閘時也會產(chǎn)生電弧，為了保證斷路器關合時不發(fā)生觸頭熔焊及合閘后能在生電弧，為了保證斷路器關合時不發(fā)生觸頭熔焊及合閘后能在繼電保護控制下自動分閘切除故障，斷路器額定關合電流繼電保護控制下自動分閘切除故障，斷路器額定關合電流iNcl不不應小于短路電流最大沖擊值，即應小于短路電流最大沖擊值，即 iNclish 發(fā)電廠電氣主

57、系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-586熱穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定校驗 Qk為短路電流熱效應為短路電流熱效應(kA)2s；It為制造廠家給出的為制造廠家給出的t秒內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流（秒內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流（kA）。）。7動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定校驗 iesish 二、隔離開關的選擇二、隔離開關的選擇 1.隔離開關的型號應根據(jù)其安裝地點，配電裝置的布置特點等隔離開關的型號應根據(jù)其安裝地點，配電裝置的布置特點等選擇。選擇。2.由于隔離開關沒有滅弧裝置，故沒有開斷電流和關合電流的由于隔離開關沒有滅弧裝置，故沒有開斷電流和關合電流的校驗，隔離開關的額定電壓、額定電流選擇和熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗，

58、隔離開關的額定電壓、額定電流選擇和熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗項目與斷路器相同。校驗項目與斷路器相同。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-59【例【例64】選擇例】選擇例61中變壓器低壓側的高壓斷路器和隔離開關。中變壓器低壓側的高壓斷路器和隔離開關。解解 根據(jù)安裝地點在屋內(nèi)和例根據(jù)安裝地點在屋內(nèi)和例61、例、例63的有關計算結果，高壓的有關計算結果，高壓斷路器和隔離開關的型號和參數(shù)及與計算數(shù)據(jù)的比較見表斷路器和隔離開關的型號和參數(shù)及與計算數(shù)據(jù)的比較見表64。表表64 斷路器和隔離開關選擇比較結果斷路器和隔離開關選擇比較結果選校項目選校項目 計算數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)SN1010II

59、I/2000型型 GN2210/2000型型額定電壓額定電壓/kV 10 1010額定電流額定電流/A 1818.6520002000額定開斷電流額定開斷電流/kA 25.340額定關合電流額定關合電流/kA 64.5130熱穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定校驗/(kA)2s 637.840244022動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定校驗/kA 64.5130100由選擇比較結果可知，所選高壓斷路器和隔離開關滿足要求。由選擇比較結果可知，所選高壓斷路器和隔離開關滿足要求。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-60SF6SF6斷路器斷路器(單斷口單斷口)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系

60、統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-61LW15363GCBP(雙斷口雙斷口)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-62第六節(jié)第六節(jié) 限流電抗器的選擇限流電抗器的選擇 限流電抗器分限流電抗器分 普通電抗器普通電抗器分裂電抗器分裂電抗器一、普通電抗器的選擇一、普通電抗器的選擇 1額定電壓選擇：額定電壓選擇：UN UNs 2額定電流選擇：額定電流選擇：IN Imax 3電抗百分值的選擇電抗百分值的選擇 1)電抗器的百分值：電抗器的百分值：是以其本身額定電壓和額定電流為基準的是以其本身額定電壓和額定電流為基準的 2)在所選基準電壓和基準電流下的電抗器的標幺值：在所選基準電壓和基準電流

61、下的電抗器的標幺值：發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-633)電抗器的百分值與標幺值的關系為電抗器的百分值與標幺值的關系為 選擇出線電抗器電抗百分值的條件是：經(jīng)過電抗器限流后的次選擇出線電抗器電抗百分值的條件是：經(jīng)過電抗器限流后的次暫態(tài)短路電流暫態(tài)短路電流I”不大于輕型斷路器的額定開斷電流不大于輕型斷路器的額定開斷電流INbr。如果系統(tǒng)至電抗器前的等效電抗為如果系統(tǒng)至電抗器前的等效電抗為x*，線路電抗器的選擇條，線路電抗器的選擇條件為件為 4)電抗百分值的選擇電抗百分值的選擇 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-64電抗器電抗標

62、幺值應滿足電抗器電抗標幺值應滿足 由電抗標幺值與百分值的關系可得由電抗標幺值與百分值的關系可得 出線電抗器電抗百分值一般選出線電抗器電抗百分值一般選3%6%，母線電抗器電抗百分，母線電抗器電抗百分值一般選值一般選8%12%。4電壓損失校驗電壓損失校驗 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-65負荷功率因數(shù)角，一般取負荷功率因數(shù)角，一般取sin=0.6。電壓損失主要是由回路電流的無功分量在電抗上產(chǎn)生的。電壓損失主要是由回路電流的無功分量在電抗上產(chǎn)生的。5母線殘壓校驗母線殘壓校驗 6熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 iesish 熱穩(wěn)定：熱穩(wěn)定：動穩(wěn)定：動穩(wěn)定：二

63、、分裂電抗器的選擇二、分裂電抗器的選擇(少學時為自學內(nèi)容少學時為自學內(nèi)容)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-66【例例65】試選擇某發(fā)電機】試選擇某發(fā)電機10kV機壓母線上的出線電抗器，要求機壓母線上的出線電抗器，要求裝設出線電抗器后可以采用裝設出線電抗器后可以采用SN1010I型斷路器，額定開斷電流型斷路器，額定開斷電流為為INbr=16kA。已知線路最大持續(xù)工作電流為。已知線路最大持續(xù)工作電流為350A，功率因數(shù)為，功率因數(shù)為0.8，系統(tǒng)火電廠總容量，系統(tǒng)火電廠總容量300MVA，歸算到電抗器前的系統(tǒng)總電，歸算到電抗器前的系統(tǒng)總電抗為抗為0.378，出線繼

64、電保護動作時間為，出線繼電保護動作時間為2s，斷路器全開斷時間為，斷路器全開斷時間為0.1s。解解 基準選取：基準選?。篠d=100MVA，Ud=10.5kV，Id=5.5kA。根據(jù)安裝地點電網(wǎng)電壓和持續(xù)工作電流初選根據(jù)安裝地點電網(wǎng)電壓和持續(xù)工作電流初選NKL10400型電型電抗器?？蛊?。歸算到基準容量下電抗器前的系統(tǒng)總電抗為歸算到基準容量下電抗器前的系統(tǒng)總電抗為 選擇電抗百分值選擇電抗百分值 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-67曾選用電抗百分值為曾選用電抗百分值為3%的電抗器，動穩(wěn)定不能滿足要求，改選的電抗器，動穩(wěn)定不能滿足要求，改選電抗百分值為電抗百分值

65、為4%的電抗器。的電抗器。重新計算電抗器后短路電流重新計算電抗器后短路電流 求計算電抗求計算電抗 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-68查汽輪發(fā)電機運算曲線，求出短路電流為查汽輪發(fā)電機運算曲線，求出短路電流為 動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定校驗 熱穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定校驗 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-69電壓損失校驗電壓損失校驗 殘壓校驗殘壓校驗 可以看出，選用可以看出，選用NKL104004型電抗器滿足要求。型電抗器滿足要求。發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)6-70第七節(jié)第七節(jié) 互感器的選擇互感器的選擇 1

66、 1種類和型式選擇種類和型式選擇 一、電流互感器的選擇一、電流互感器的選擇 根據(jù)安裝地點可選擇：根據(jù)安裝地點可選擇：屋內(nèi)或屋外式。屋內(nèi)或屋外式。根據(jù)安裝方式可選擇：根據(jù)安裝方式可選擇：支持式、裝入式（裝在變壓器套管或多支持式、裝入式（裝在變壓器套管或多油斷路器套管中）和穿墻式（兼作穿墻套管）。油斷路器套管中）和穿墻式（兼作穿墻套管）。根據(jù)一次繞組匝數(shù)可選擇：根據(jù)一次繞組匝數(shù)可選擇：單匝單匝LDLD（用于大電流）、多匝（用于大電流）、多匝LFLF（用于小電流）和母線式（用于小電流）和母線式LMLM（用于大電流）。（用于大電流）。620kV屋內(nèi)配電裝置的電流互感器有：屋內(nèi)配電裝置的電流互感器有：瓷絕緣（如瓷絕緣（如LDC、LFC和和LMC系列）結構；系列）結構；樹脂澆注絕緣（小電流回路采用樹脂澆注絕緣（小電流回路采用LA和和LFZ系列，大電流回路采系列，大電流回路采用用LDZ、LMZ、LAJ和和LBJ系列）結構。系列）結構。一般多采用澆注絕緣型。一般多采用澆注絕緣型。35kV及以上配電裝置的電流互感器采用油浸瓷箱式絕緣結構的及以上配電裝置的電流互感器采用油浸瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器