电力系统中电气设备该怎么选择？这一篇讲清楚！

尽管电力系统中各种设备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。

电气设备要能可靠地工作，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。

一、按正常工作条件选择电气设备

1. 额定电压

• 设计时：UN≥UNs。

• 电网的最高运行电压：

1）220kV及以下为1.15 UN ；

2）330kV及以上为1.1 UN 。

• 电气设备的最高允许电压为设备额定电压的1.1~1.15倍。

2. 额定电流

• 设计时：IN≥Imax。

• IN是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。

• Imax 为电气设备所在回路的最大持续工作电流。不同回路的计算方法不同，如：

1）发电机、调相机和变压器回路， Imax =1.05IGN；

2）母联断路器回路的 Imax 一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Imax ；

3）母线分段电抗器的 Imax 应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的50%~80%。

3. 环境条件对设备选择的影响

当电气设备安装地点的环境条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超过一般电气设备规定的使用条件时，应采取措施。

(1) 海拔高度的影响

• 一般非高原型的电气设备使用环境的海拔高度不超过1000 m。

• 当地区海拔超过制造厂家的规定值时，由于大气压力、空气密度和湿度相应减少，使空气间隙和外绝缘的放电特性下降，则电气设备的最高允许工作电压应修正。

• 当最高允许工作电压不能满足要求时，应采用高原型电气设备，或采用外绝缘提高一级的产品。

(2) 环境温度的影响

• 电气设备的额定电流是指在基准环境温度下，能允许长期通过的最大工作电流。此时电气设备的长期发热温升不超过其允许温度。

• 在实际运行中，周围环境温度直接影响电气设备的发热温度，所以当环境温度不等于电气设备的基准环境温度时，其额定电流必须进行修正。

• 我国生产的电气设备一般使用的额定环境温度为 40℃。

4. 其它选择

根据电气设备的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电器进行种类（屋内或屋外）和型式（防污型、防爆型、湿热型等）的选择。

二、按短路状态校验

1. 短路热稳定校验

含义：短路电流通过时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。

2. 电动力稳定校验——动稳定校验

含义：电气设备承受短路电流机械效应的能力。

3. 短路电流计算条件

①容量和接线：

容量：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。

接线：采用可能发生最大短路电流的正常接线方式。

②短路种类：

一般按三相短路验算，若其他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：

• 同一电压等级各短路点的短路电流值均相等，但通过各支路的短路电流将随着短路点的位置不同而不同。

• 在校验电气设备和载流导体时，必须确定电气设备和载流导体处于最严重的短路点，使通过的短路电流校验值为最大。

1) 两侧均有电源的断路器，应比较断路器前、后短路时通过断路器的电流值，择其大者为计算短路点。

2) 母联断路器，应考虑当采用该母联断路器向备用母线充电时，备用母线故障流过该备用母线的全部短路电流。

3) 带电抗器的出线回路，一般可选电抗器后为计算短路点（这样出线可选用轻型断路器）。

4. 短路计算时间

①短路电流热效应计算时间：

②开断电流计算时间：