第五章 电气设备的选择
断路器的额定开断电流??br是指在额定电压下能保证正常开断的最大短路电流，它是表征断路器开断能力的重要参数。断路器在低于额定电压下，开断电流可以提高，但由于灭弧装置机械强度的限制，因此开断电流有一个极限值，该极限值称为极限开断电流，即断路器开断电流不能超过极限开断电流。
额定开断电流包括短路电流周期分量和非周期分量，而断路器的额定开断电流是以周期分量有效值表示，并计入了20%的非周期分量。
一般中小型发电厂和变电站采用中、慢速断路器，开断时间较长（?0.1S），短路电流非周期分量衰减较多，可不计非周期分量影响，采用起始次暂态电流?校验，即：
\??br??\
4.短路关合电流
在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，动、静触头之间在未接触时即有巨大的短路电流流过，更容易发生触头焊接和遭受电动力的损坏，并且断路器在关合短路电流时，不可避免地在接通后又自动跳闸，此时还要求切断短路电流，因此，额定关合电流是断路器的重要参数之一。为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定短路关合电流不小于短路电流的最大冲击值，即：
i?c1?ish
5.1.2 环境条件对设备选择影响
当电气设备安装地点的环境（尤其注意小环境）条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震强度和覆冰的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。
对于110kV及以下电气设备，由于外绝缘裕度较大，可在海拔2000m以下使用，该变电站建设在平原地区，可以不考虑环境条件的影响。
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第五章 电气设备的选择
5.1.3 按短路状态校验
1.短路热稳定校验
短路电流通过电气设备时，电气设备部件温度（或发热效应）应不超过允许值。满足热稳定的条件为
?2tt?QK
式中：QK为短路电流产生的热效应；?t、t分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间。
2.电动力稳定校验
电动力稳定是电气设备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?es??sh
式中：ies、?es分别为电气设备允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值；
ish、?sh分别为短路冲击电流幅值及其有效值。
同时，应按电气设备在特定的工程安装使用条件，对电气设备的机械负荷能力进行校验，即电气设备的端子允许负载应大于设备引线在短路时的最大电动力。
5.2 主要电气设备的选择
断路器和隔离开关是发电厂与变电站中主系统的重要开关器件。断路器的主要功能是：正常运行时倒换运行方式，把设备或线路接入电路或推出运行，起控制作用；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，起保护作用。断路器最大特点是装有灭弧装置，能断开电气设备中的负荷电流和短路电流。而隔离开关的主要功能是保证电气设备及装置在检修工作时的安全，不能用于切断、投入负荷电流或开断短路电流，仅可允许用于不产生强大电弧的某些切换操作。
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第五章 电气设备的选择
5.2.1 断路器的选择
主变压器110kV侧的断路器的选择,已知主变压器的额定容量为S?=50MVA,额定电压为U??110KV。所以额定电流为：
??=S?40000==209.95A 3U?3?110在系统中取过负荷系数为K?1.05，则最大电流为：
?max=1.05?209.95=220.45A
根据主变压器的额定电压、额定电流以及断路器安装在户外的要求，查手册可选LW6-110型六氟化硫断路器，本设计中110kV采用六氟化硫断路器，因为与传统的断路器相比较，该断路器采用不可燃和有优良绝缘与灭弧性能的六氟化硫气体作为灭弧介质，具有优良的开断性能。该断路器运行可靠性高，维护工作量少，耐压高，允许的开断次数多，检修时间长，开断电流大，灭弧的时间短，操作时噪声小，寿命长等优点因此可选用LW6-110型户外高压SF6断路器。
表5-1 LW6-110型户外高压SF6断路器技术数据
极限通型号 额定电压（kV） 最高工作电压（kV） 额定电流（A） 额定开断电流（kA） 峰值 LW6-110/3150 110 145 3150 40 100 3s 40 过电流热稳定电流固有分闸时间（s） 0.03 （kA） （kA） 断路器的固有分闸时间tin和燃弧时间ta均为0.03s，取继电保护后备保护时间
tpr2为2s，所以短路热稳定计算时间为：
tk=tpr2+tin+ta=2+0.03+0.03=2.06s
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第五章 电气设备的选择
由于tk?1s，不计及非周期热效应。短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应
Qp，即：
2??2+10?2tk/2??tkQk=???2?tk?10.5?10.5??.06?227.115[(k?)2?s]12
电气设备的热效应：
?2t=40?????=????[(k?)2?s]
动稳定的校验：断路器的动稳定电流ies=100k??ish?26.775kA,满足校验要求。
热稳定的校验：
?2t?Qk
故满足要求。
查设备手册，选择LW6-110型SF6断路器，其参数如表5-2。
表5-2 LW6-110型SF6断路器技术数据 计算数据 LW6-110型SF6断路器 110kV 275.56A 10.5kA 26.775kV U? U? ?? 110kV 3150A 40kA 100kA ?max ??F? 3??br ??cr ish Q? ish 227.115[(k?)2?s] 26.775kV It2t ies
????[(k?)2?s] 100kA 5.2.2 隔离开关的选择
主变压器110kV侧的隔离开关的选择
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