MW火电厂电气主接线方案与设备布置设计.doc

600MW火电厂电气主接线方案与设备布置设计摘要本设计是对600MW 火电厂新建工程主接线方案与设备布置进行设计，主要运用发电厂电气部分、高电压技术、电力系统分析、电力系统自动化等专业知识完成“发电厂主接线的设计”。具体设计内容包括主接线的接线方案设计、负荷分析计算、变压器选择、配电装置设计、绘制电气主接线图、绘制厂用电接线原理图。本设计严格遵循发电厂电气部分的设计原则，并结合实际情况将主接线的接线方案确定为双母线接线方式，发电机变压器组确定为单元接线。同时，利用换算系数法进行负荷分析计算，高压厂用变压器选择低压分裂绕组变压器，确定了合适的短路点并进行短路电流计算。然后对电气设备的动、热稳定校验，对主要电气设备型号、参数进行确定，设计并绘制了220kV配电装置平面布置图及220kV配电装置断面图。关键词：火电厂；电气主接线；电气设备；配电装置THE MAIN ELECTRICAL WIRING PROGRAMS AND EQUIPMENT LAYOUT DESIGN OF 600 MW THERMAL POWER PLANTABSTRACTThe text is about main wiring programs and equipment layout design of a new construction of 600 MW thermal power plant. Use of Power Plant Electrical Parts, High Voltage Technology, Power System Analysis, Power System Automation Expertise to complete the design of the main wiring of power plants. The specific design elements include the main wiring connection design, load analysis and calculation, transformer selection, design of power distribution equipment, draw electrical wiring diagram, drawing auxiliary power wiring schematic. The design strictly follow the design principles of power plant electrical part, combined with the actual situation of the main wiring connection program and determined the program for the dual-bus wiring, generator-transformer set identified as unit connection. At the same time, use the conversion factor method for load calculation, the high-voltage station transformer select low-voltage split-winding transformer, and determine the appropriate short-circuit point and short circuit current calculation. Then determined the dynamic and thermal calibration of electrical equipment, determined the electrical equipment models, parameters. Designed and drew a floor plan of 220 kV power distribution unit and the sectional drawing power of 220 kV distribution unit.Key Words: thermal power plant; main electrical wiring; electrical equipment; power distribution equipment目录第一篇 设计说明书11 电气一次接线设计11.1 发电机电压级接线11.2 220kV电气主接线21.3 6kV厂用电接线42 负荷计算及变压器选择52.1 厂用负荷计算52.2 主变台数、容量和型式的确定82.3 厂用变压器台数、容量和型式的确定113 最大持续工作电流及短路计算143.1 各回路最大持续工作电流143.2 220kV各回路最大持续工作电流计算143.3 短路电流计算点的确定、基本假设、目的和短路电流计算结果154 主要电气设备选择164.1 高压断路器的选择说明164.2 隔离开关的选择说明184.3 母线的选择说明194.4 绝缘子和穿墙套管的选择说明214.5 电流互感器的配置和选择说明224.6 电压互感器的配置和选择说明244.7 各主要电气设备选择结果245 配电装置的选型265.1 屋内配电装置265.2 屋外配电装置26第二篇 设计计算书296 短路电流计算书297 主要电气设备选择计算书327.1 高压断路器的选择计算327.2 隔离开关的选择计算337.3 母线的选择计算347.4 绝缘子的选择计算357.5 电流互感器的选择计算357.6 电压互感器的选择计算36参考文献37致谢38附录39第一篇 设计说明书1 电气一次接线设计1.1 发电机电压级接线如图1.1所示，为发电机-变压器组成的单元接线的原理图，是大型机组广为采用的接线形式。这种中接线方式主要特征是在发电机出口不装设断路器，但为调试发电机方便，可装设隔离开关，对200MW以上机组，发电机出口采用分相封闭母线，为了减少开断点，亦不可装设隔离开关，但应留有可拆点，以利于机组调试。这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择在出口断路器时可能受到制造条件或价格过高等方面的限制。单元接线简单，开关设备少，操作简便，以及因不设发电机电压级母线，而在发电机和变压器之间封闭母线，使得在发电机和变压器低压侧短路的几率和短路电流相对于具有发电机母线时有所减小。 图1.1 发电机-变压器单元接线单元接线具有供电可靠，封闭母线能有效防止绝缘遭受灰尘、潮气等污秽和外物造成的短路。运行安全度高，由于母线封闭在外壳中，且外壳接地，使工作人员不会触及带电导体。由于外壳的屏蔽作用，母线相间点动力也大大减少，而且基本消除了母线周围的钢构件的发热。施工安装也十分简便，运行维护工作量小等优势1。综合上述发电机-变压器单元接线和分相封闭母线的优点，本设计按要求选用发电机和变压器组单元接线形式。1.2 220kV电气主接线根据原始资料以及主接线对可靠性、灵活性和经济性的要求。对于一期工程，考虑到为220kV高压配电装置接线且出线为4回，在满足可靠性要求的前提下，有两种可能的接线型式：单母线分段带旁路接线型式和双母线接线型式。1.2.1 接线方案比较方案1 双母线接线如图1.2所示，双母线接线方式具有供电可靠、调度灵活、扩建方便的优点。通过倒母线的倒闸操作，可以检修任何一组母线而不会使全厂的供电停止，任何一组母线故障后，能迅速恢复向负荷正常供电，检修任何一回出线的断路器时，只需停该回路的电。不同的电源和不同回路的负荷可以任意切换，可均匀分配到任一组母线上工作，具有灵活适应系统中各种运行方式调度和系统潮流变化需要的能力。向双母线的左右任何一个方向扩建，不会影响两组母线的电源和负荷均匀分配，也不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，连接不同的母线时，不会出现出线交叉跨越的情况等优势。考虑到二期工程扩建的可能性，220kV预留了一回出线以方便以后与二期工程500kV互联，一期工程总计需要8台断路器、23台隔离开关。同时，由于技术的发展，六氟化硫断路器工作的可靠性越来越高，需要退出运行进行检修的机会大大减少，旁路母线作用因此逐渐减弱，也节约了投资，提高了经济效益，因此省去旁路母线是技术可行，经济性良好的方案。方案2 单母线分段带旁路接线如图1.3所示，根据工程需要，同时考虑二期扩建的可能性，一期工程总计需要9台断路器、18台隔离开关。增加一组旁路母线，提高了运行可靠性。且能保障断路器退出运行时的正常供电，母线分段的方式限制了短路电流的大小，检修方便。 但不太经济，占地空间比较大，接线复杂，也不利于扩建，而本设计要考虑二期扩建的可能性。综上所述，从主接线的可靠性、灵活性、经济性等方面综合比较，方案1是符合技术经济合理标准的最佳方案。图1.2为上述双母线接线原理图。图1.2 双母线接线原理图图1.3为上述单母线分段带旁路接线原理图。 图1.3 单母线分段带旁路接线原理图1.3 6kV厂用电接线1.3.1 厂用电接线电压等级目前国内高压厂用电电压等级为3、6、10kV电压等级。考虑国内电工产品结构，适用于电厂的高压电器设备基本都为6kV。因此，在可能的条件下，电厂的高压厂用电系统尽量采用6kV。一般将200kW及以上的负荷接于6kV，将200kW以下的负荷接于低压系统。高压厂用电采用6kV，低压厂用电采用380/220V的三相四线制系统。高压厂用电系统应采用单母线分段接线。采取可靠的“按炉分段”的接线原则，每台锅炉由两段母线供电，两段母线由同一台厂用变压器供电。低压厂用母线采用单母线分段接线，即按炉分段。且由于低压系统负荷较多，故采用动力与照明分开，分组供电12。本设计为600MW火电机组，厂用电压分为两级，高压厂用电采用6kV，低压厂用电接线采用380/220V的三相四线制系统。厂用工作电源从主变压器的低压侧引接，供给本机组的厂用负荷。高压厂用启动（备用）电源经由启/备变压器从220kV母线上引接。低压厂用启动（备用）电源引自相应的高压厂用6kV母线段。1.3.2 厂用电设计要求厂用电接线的设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用成熟的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进，保证机组安全、经济地运行。厂用电接线应满足下述要求：（1）各机组的厂用电系统是独立的。特别是200MW及以上机组，应做到这一点。（本设计为600MW机组，所以必须保证这一点。）在任何运行方式下，一台机组故障停运或其辅机的电气故障不应影响另一台机组的运行，并且要求受到厂用电故障影响而停运的机组应能在短期内恢复运行11。（2）全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线。在厂用电接线中，不应存在可能导致切断多于一个单元机组的故障点，更不应存在导致全厂停电的可能性，应尽量缩小事故影响范围。（3）充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动（备用）电源能在短时内投入。（4）充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置。2 负荷计算及变压器选择2.1 厂用负荷计算2.1.1 厂用负荷计算的原则厂用电接线原则主要有连续运行的负荷应予以计算。计算机组运行负荷时，不经常而连续运行的负荷应计算。不经常而短时及不经常而断续运行的负荷不予计算，但由电抗器供电的应全部计算。由同一厂用电源供电的互为备用的负荷只计算运行的部分。但对于分裂变压器而言，应分别计算高、低压绕组的负荷。互为备用的而由不同厂用电源供电的负荷，应全部计算。分裂电抗器中应分别计算每一臂中通过的负荷等几个方面。2.1.2 厂用负荷计算高压厂用变压器的容量，应按高压电动机计算负荷的1.1倍与低压厂用计算负荷之和选择。因此，选择高压厂用变压器必须先确定高压电动机的计算负荷。(1) 运用换算系数法计算出厂用负荷：换算系数就是将负荷运行状况和相互间的关系，用一两个系数归纳起来，使其与负荷的容量组合后，能比较正确地反映电厂的实际运行工况，换算系数通常用表示，故又称为“值法”4。换算系数法的计算公式如下： (2-1) 式中：为计算负荷为换算系数 为电动机的计算功率（kW）的计算方法如式(2-2) (2-5)所示。 (2-2)而=电动机的负荷率/(电动机的效率供电线路的效率电机功率因数) (2-3)即=电动机的负荷率/(电动机的效率1电机功率因数) (2-4)即=电动机的负荷率/(电动机的效率1电机功率因数) (2-5)称为同时系数。换算系数将电动机的功率（kW）换算为视在容量（kVA）。利用换算系数法计算，其结果就转换成了视在容量。上述换算系数的取值，如表2-1所示。表2-1 换算系数表机组容量（MW）小于125大于200给水泵及循环水泵电机1.01.0凝结水泵电机0.81.0其他高压电动机0.80.85其他低压电动机0.80.7(2) 低压负荷计算: 与高压厂用负荷计算一样，低压厂用负荷计算也采用换算系数 值法。PC（动力中心）、MCC（电动机控制中心）接线方式要求接在一段PC上的两台变压器应互为备用，在计算PC负荷时，不仅要计算两个不同PC 半段的负荷容量，还应考虑两个半段合在一起时的负荷容量。后者的计算是选择低压厂用变压器的决定条件，它反映了PC-MCC接线在一台变压器故障时对变压器的最大负荷要求；前者计算结果是正常运行时变压器的负荷，用于校验变压器容量的选择。我国变压器的设计环境温度为40C，当环境最高温度超过此值时，变压器的寿命将因环境温度的升高而大打折扣，所以，在设计时应注意考虑一定的温度系数。2.1.3 厂用负荷汇总及计算结果由表2-2可得如下计算结果。IA段I类负荷总和为=14100kW，IB段I类负荷总和为=6000kW；IA段II类负荷总和为=13747kW，IB段I类负荷总和为=14667kW；两段的重复负荷为=185kW；IA段高压厂用计算负荷=25784.95kVA；IB段高压厂用计算负荷=18466.95 kVA两段的重复计算负荷为=157.25kVAIA段低压厂用负荷之和为=6725kVA，IB段低压厂用负荷之和为=13950 kVAIA段低压厂用计算负荷为=5716.25kVA，IB段低压厂用计算负荷为=11857.5kVA根据所给的原始资料，整理出1号机组的厂用负荷，如表2-2所示。表2-2 1号机组厂用负荷汇总表设备名称额定容量IA段额定容量IB段重复台数容量台数容量容量电动给水泵810018100循环给水泵380013800380013800凝结水泵220012200220012200I类负荷胶带机1200240035531065胶带机22202440自动喷淋消防水泵1851185185空压机22436722243672开式水泵22012202201220汽泵前置泵58015805801580送风机125011250125011250磨煤机140034200140034200一次风机180011800180011800引风机400014000400014000分选系统2501250碎煤机6301630II类负荷循环水泵房变3151315油泵房变4001400照明变6301630斗轮机变6301630锅炉工作变100011000100011000汽机工作变125011250125011250电除尘变250012500250025000煤场变160011600公用变125011250输煤变125011250化水变8001800净水站变100011000灰库变8001800低压负荷根据所给的原始资料，整理出2号机组的厂用负荷，如表2-3所示。表2-3 2号机组厂用负荷汇总表设备名称额定容量IIA段额定容量IIB段重复台数容量台数容量容量电动给水泵810018100循环给水泵380013800380013800凝结水泵220012200220012200I类负荷胶带机1200240035531065胶带机22202440自动喷淋消防水泵1851185185空压机22436722243672开式水泵22012202201220汽泵前置泵58015805801580送风机125011250125011250磨煤机140034200140034200一次风机180011800180011800引风机400014000400014000分选系统2501250碎煤机6301630II类负荷循环水泵房变3151315油泵房变4001400照明变6301630斗轮机变6301630锅炉工作变100011000100011000汽机工作变125011250125011250电除尘变250012500250025000煤场变160011600公用变125011250输煤变125011250化水变8001800净水站变100011000灰库变8001800低压负荷同理，由表2-3所示数据，易知：IIA段I类负荷总和为=14100kW，IIB段I类负荷总和为=6000kW；IIA段II类负荷总和为=13747kW，IIB段I类负荷总和为=14667kW；两段的重复负荷为=185kW；IIA段高压厂用计算负荷=25784.95kVA；IIB段高压厂用计算负荷=18466.95 kVA两段的重复计算负荷为=157.25kVAIIA段低压厂用负荷之和为=6725kVA，IB段低压厂用负荷之和为=13950 kVAIIA段低压厂用计算负荷为=5716.25kVA，IIB段低压厂用计算负荷为=11857.5kVA2.2 主变台数、容量和型式的确定2.2.1 主变台数的确定原则主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料之外，还应根据电力系统510年的发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。2.2.2 主变容量选择原则本设计采用了发电机变压器组单元接线方式，其应遵循的原则如下。主变容量应按下列条件中较大的选择：发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10的裕度。按发电机的最大连续容量，（制造厂商提供的数据）扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组平均温升在标准环境温度或者冷却水温度不超过65C的条件选择。该65C是依据我国电力变压器标准，即在正常使用条件下，油浸变压器在连续额定容量稳态下的绕组平均温度1。2.2.3 变压器型式和结构的选择原则：（1）相数：容量为300MW及以下机组单元接线的主变压器和330kV及以下电力系统中，一般都应选择三相变压器。因为单相变压器相对投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。但是，由于变压器的制造条件和运输条件的限制，特别是大型变压器需要考察其运输可能性。若受到限制，则可选用单相变压器。容量为600MW机组单元接线的主变和500kV电力系统中的主变应综合考虑运输和制造条件，技术经济比较，可采用单相组成三相变压器。采用单相变压器时，由于备用相一次性投资大，利用率不高，故应综合考虑系统要求、设备质量以及变压器故障率引起的停电损失费用等因素，确定是否装设备用相。若确需装设，可以按地区（运输条件允许）或同一电厂34组的单相变压器组（容量、变比与阻抗均相同），考虑合设一台备用单相变压器。（2）绕组数与结构：电力变压器按照它每一相的绕组数又分为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分列式等型式。机组容量为200MW以上的发电厂采用发电机双绕组变压器单元接入系统，而两种升高压电压级之间加装联络变压器更为合理。这是由于机组容量大，额定电流及短路电流都甚大，发电机出口断路器制造困难，价格昂贵，且对供电可靠性要求较高，所以，一般在发电机回路和厂用分支回路均采用分相封闭母线，而封闭母线回路一般不会装置断路器和隔离开关。况且，三绕组变压器由于制造上的原因，中压侧不留分接头，只作死抽头，不利于高、中压侧的调压和负荷分配。此时，联络变压器宜选用三绕组变压器（或自耦变压器），低压绕组可作为厂用备用电源或厂用启动电源，亦可连接无功补偿装置1。2.2.4 变压器容量计算根据主变可以过负荷运行的原理，可得如式(2-6)的主变计算公式。 (2-6)其中：为变压器额定容量；为发电机额定容量；为发电机的功率因数；为厂用电负荷，根据厂用电的定义得其计算公式如下。 (2-7)其中：为厂用电率；厂用负荷平均功率因数。根据原始数据及式(2-6)和(2-7)可知： 由于选用单元接线形式，故每台发电机对应选用一台三相双绕组变压器作为主变压器。2.2.5 主变型号选择经过相关计算和查阅相关资料，最终选择如表2-4所示型号的变压器。表2-4 主变型号及参数型号SFP-750000/220/20连接组别Yn,D11额定容量（kVA）额定电压（kV）空载损耗（kW）短路损耗（kW）空载电流（%）阻抗电压（%）高压低压75000242202706300.25142.3 厂用变压器台数、容量和型式的确定2.3.1 工作变压器的台数和型式主要与高压厂用母线的段数有关，而母线的段数又与高压厂用母线的电压等级有关。当只有6kV或10kV一种电压等级时，一般分2段；对于200MW以上机组可以分4段；当10kV与3kV电压等级同时存在时，则分4段（10kV分2段和3kV分2段）。当只有6kV或10kV一种电压等级时，高压厂用工作变压器可以选用1台全容量的低压分裂绕组变压器，每个分裂支路分别供1段母线；或选用2台50容量的双绕组变压器，分别给2段母线供电。对于200MW以上机组，高压厂用工作变压器可以选用2台低压分裂绕组变压器，分别给4段母线供电；当出现10kV和3kV两种电压等级时，高压厂用工作变压器可选用2台50容量的三绕组变压器，分别供4段母线。低压侧变压器则按照厂用负荷表所列设置1。2.3.2 厂用工作变压器容量厂用变压器容量的确定必须满足厂用机械从电源获得足够的功率。因此，对高压厂用工作变压器的容量应按高压厂用计算负荷的110与低压厂用负荷之和进行选择；而低压厂用工作变压器容量应留有10左右的裕度。（1）高压厂用工作变压器容量。当选用双绕组变压器时按式(2-8)选择容量 (2-8)式中：为高压厂用计算负荷之和；为低压厂用计算负荷之和。当选用低压分裂绕组变压器时，其绕组容量应该满足式(2-9) (2-11)。高压绕组 (2-9)分裂绕组 (2-10) (2-11)式中：为厂用变压器高压绕组额定容量（kVA）为厂用变压器分裂绕组额定容量（kVA）为厂用变压器分裂绕组计算负荷（kVA）为分裂绕组两分支重复计算负荷（kVA）。（2）低压厂用工作变容量，可按下式选择变压器容量。 (2-12)式中：为低压厂用工作变容量（kVA）为变压器温度修正系数，一般对装于屋外或由屋外进风小间内的变压器，可取=1，但宜将小间进出风温差控制在10C以内，对由主厂房进风小间内的变压器，当温度变化较大时，随地区而异，应考虑温度进行修正1。2.3.3 厂用工作变容量计算1号高压厂用变容量计算，根据表2所给负荷数据及式(2-9) (2-11)可知：分裂绕组负荷重复负荷高压绕组负荷根据上述计算结果，1号高压厂用变压器的分裂绕组容量选择为：70000/3500035000kVA2号高压厂用变容量计算，根据表3所给负荷数据及式(2-9) (2-12)可知：分裂绕组负荷重复负荷高压绕组负荷根据上述计算结果，1号高压厂用变压器的分裂绕组容量为：70000/3500035000kVA3 最大持续工作电流及短路计算3.1 各回路最大持续工作电流变压器高、低压引线上的最大工作电流就是变压器的最大工作电流，它的数值要具体问题具体对待：没有过负荷的可能时，可以不考虑过负荷，但是要考虑变压器输送容量不变时，电压降低5%，电流增大5%，即最大电流是额定电流的1.05倍.有过负荷的可能时，就要考虑过负荷，一般的设计都考虑过负荷。3.2 220kV各回路最大持续工作电流计算主变回路最大持续工作电流：联络变回路最大持续工作电流：出线回路最大持续工作电流：启备变回路最大持续工作电流：如表3-1所示，各回路最大持续工作电流计算结果。表3-1 220kV各回路最大持续工作电流计算成果表项目计算结果（A）主变回路最大持续工作电流1552.6联络变回路最大持续工作电流2639.3出线回路最大持续工作电流3105.7启备变回路最大持续工作电流367.43.3 短路电流计算点的确定、基本假设、目的和短路电流计算结果3.2.1 短路点的确定确定短路电流计算时采用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式）； 一般按三相短路计算，若有其他短路较三相短路情况严重，则应按严重情况的进行校验；短路计算点确定为电气设备短路电流的最大点。3.2.2 短路计算基本假设正常工作时，三相系统对称运行；所有电源的电动势相位角相同；电力系统中各元件的磁路不饱和带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，以及不计负荷的影响；系统短路时是金属性短路。3.2.3 短路计算的目的在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。按接地装置的设计，也需用短路电流。3.2.4 短路电流计算的步骤计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下。给系统制订等值网络图；选择短路点。对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。其中，标幺值为：；有名值为：。计算短路容量，短路电流冲击值。其中，短路容量为：；短路电流冲击值：。3.2.5短路电流计算结果通过短路点确定和计算后，220kV母线上的短路计算结果如表3-2所示。表3-2 220kV母线短路电流计算成果表项目计算结果（kA）短路电流有名值20.140短路电流有效值36.315短路冲击电流51.3574 主要电气设备选择电气设备选择应满足如下几点：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。应按当地环境条件校验。应力求技术先进和经济合理。与整个工程的建设标准应协调一致。同类设备应尽量减少品种。选择的高压电器，能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。各种高压电器的一般技术条件如表4-1所示。表4-1 高压电器的一般技术条件序号电器名称额定电压(kV)额定电流(A)机械负荷（N）额定开断电流（kA）短路稳定性绝缘水平热稳定动稳定1高压断路器2隔离开关3电压互感器4电流互感器5限流电抗器6避雷器7绝缘子4.1 高压断路器的选择说明4.1.1 高压断路器的种类高压断路器具有分断能力强、性能稳定、工作可靠和运行维护方便的特点，其核心部件是灭弧装置和触头。按使用不同的灭弧介质而生产了各类高压断路器，目前我国电力系统中应用的断路器有如下几种。（1）高压空气断路器是以压缩空气为灭弧介质和弧隙绝缘介质。压缩空气兼作操作机构的动力，操作机构与断路器合为一体。目前我国生产的kW4、kW5系列高压空气断路器的空气压力在2105兆帕以上，多用于10kV及10kV以上电压等级的电力系统中。（2）六氟化硫（SF6）高压断路器则采用SF6气体作为灭弧介质，与其它高压元件组成全封闭式高压断路器，因此不受环境条件影响，运行安全可靠，在电力系统中，尤其是在110kV及110kV以上电压等级的电力系统中得到越来越广泛的采用。（3）真空高压断路器是利用真空作为绝缘介质，其绝缘强度最高，而且绝缘强度恢复快。其真空灭弧室是高强度的真空玻璃泡构成，真空度可达到107109 mm汞柱，多用于10kV及10kV以上电压等级的电力系统中。（4）油高压断路器是利用变压器油作为灭弧和间隙绝缘介质。按其绝缘结构及变压器油所起的作用不同，分为多油式和少油式两种高压断路器。多油高压断路器的变压器油除了作为灭弧介质外，还作为间隙绝缘及带电部分与接地外壳（油箱）之间的绝缘。少油高压断路器的变压器油只作为灭弧介质和间隙绝缘介质，其油箱带电，油箱对地绝缘则通过瓷介质（支持瓷套）来实现。少油高压断路器的灭弧能力较强，工作安全可靠，维护方便，而且体积小，用油量少、重量轻，价格便宜，所以曾经在我国电力系统中获得最为广泛的采用。但是，由于油断路器易引起火灾、发生爆炸而造成设备和人员的损失且现行国家标准要求对发电厂和变电站进行“无油化”改造，油断路器已基本退出了历史舞台。4.1.2 断路器选择的技术条件（1）电压条件需满足式(4-1)（电网工作电压） (4-1)（2）电流条件需满足式(4-2)（最大持续电流） (4-2)（3）开断电流（或开断容量）需满足式(4-3)（或） (4-3)其中：为断路器实际开断时间秒的短路电流周期分量为断路器秒的开断容量为断路器的额定开断电流为断路器的额定开断容量（4）动稳定条件需满足式(4-4) (4-4)式中：为断路器极限通过电流峰值为三相短路电流冲击值（5）热稳定条件需满足式(4-5) (4-5)式中：为稳态三相短路电流为短路电流发热等值时间为断路器秒时的热稳定电流4.2 隔离开关的选择说明4.2.1 隔离开关的种类隔离开关是一种没有专门灭弧装置的开关设备，主要用来断开无负荷电流的电路，隔离高压电流，在分闸状态时有明显的断开点，以保证其他电气设备的安全检修。在合闸状态时能可靠地通过正常负荷电流及短路故障电流。因它未有专门的灭弧装置，不能切断负荷电流及短路电流。因此，隔离开关只能在电路已被断路器断开的情况下才能进行操作，严禁带负荷操作，以免造成严重的设备和人身事故。只有电压互感器、避雷器、励磁电流不超过2A 的空载变压器及电流不超过5A 的空载线路，才能用隔离开关进行直接操作。高压隔离开关一般可分为户内式和户外式两种。（1） 户外式高压隔离开关。GW4-35G型高压隔离开关也是目前应用较广泛的设备。它为双柱式结构，制成单极型式，借助于交叉连杆组成三极联动的隔离开关，也可作单极使用。主要用于220kV及以下各型配电装置，其系列齐全，可以高型布置，重量较轻，可以手动、电动操作。GW6型高压隔离开关的特点是在220500kV电压等级中为单柱式、钳夹型且可以分相布置，在220kV电压等级中为偏折，在330kV电压等级中为对称折，多用于母线隔离开关。GW7型高压隔离开关的特点是在220500kV电压等级中为三柱式且中间可水平转动，能单相操作或三相同时操作，也可以分相布置，多用于330kV及330kV以上电压等级的屋外中型配电装置。（2） 户内式高压隔离开关。GN6、GN10的特点为三级，可以前后连接，可以立装、平装和斜装，价格比较便宜，主要用于屋外配电装置，成套的高压开关柜；GN10的特点为单极式，可满足在大电流300013000A条件下安全运行，可以手动、电动操作，应用于大电流回路和发电机回路；GN18和GN22的特点为三级式，在大电流20003000A条件下安全运行，机械方式锁紧，应用于大电流回路和发电机回路。4.2.2 隔离开关选择的技术条件（1）电压条件需满足式(4-6)（电网工作电压） (4-6)（2）电流条件需满足式(4-7)（最大持续电流） (4-7)（3）动稳定条件需满足式(4-8) (4-8)式中：为隔离开关极限通过电流峰值为三相短路电流冲击值（4）热稳定条件需满足式(4-9) (4-9)式中：为稳态三相短路电流为短路电流发热等值时间为隔离开关秒时的热稳定电流4.3 母线的选择说明母线在电力系统中主要担任传输功率的重要任务，电力系统的主接线也需要用母线来汇集和分散电功率，在发电厂、变电所及输电线路中，所用导体有裸导体，硬铝母线及电力电缆等，由于电压等级及要求不同，所使用导体的类型也不相同。敞露母线一般按导体材料、类型和敷设方式、导体截面、电晕、短路稳定、共振频率等各项进行选择和校验。4.3.1 裸导体的选择与校验（1）型式，载流导体一般采用铝质材料，对于持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机，变压器出线端部，以及对铝有较严重腐蚀场所，可选用铜质材料的硬裸导体。回路正常工作电流在400A及以下时，一般选用矩形导体。回路正常工作电流在4008000A时，一般选用槽形导体，正常工作电流在8000A以上则使用管型导体。（2）配电装置中软导线的选择，应根据环境条件和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定导体的截面和导体的结构型式。（3）当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择导线的截面积，对220kV及以下配电装置，电晕对选择导体一般不起决定作用，故可采用负荷电流选择导体截面。4.3.2 选择的技术条件（1）按最大持续工作电流选择导线截面 ，即式(4-10)。 (4-10)其中：为相应某一母线布置方式和环境温度为时的导体长期允许载流量 为温度修正系数（2）按经济电流密度选择在选择导体截面时，除配电装置的汇流母线、厂用电动机的电缆等外，长度在20m以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择，即式(4-11)。 (4-11)其中：为导体的经济电流密度按此条件选择的导体截面，应尽量接近经济计算截面。当无合适规格导体时，允许小于（3）热稳定校验条件需满足式(4-12) (4-12)其中：为根据热稳定决定的导体最小允许截面为热稳定系数为稳态短路电流（kA）为短路电流等值时间（s）（4）动稳定校验条件需满足式(4-12) (4-13)其中：为母线材料的允许应力为作用在母线上的最大计算应力（5）电晕电压校验对110kV以上裸导体则需要按晴天不发生电晕的条件来校验，即裸导体的起晕电压应大于最高工作电压。对分裂导线，起晕电压应按式(4-14)计算。 (4-14)其中： (4-15) (4-16) (4-17)4.4 绝缘子和穿墙套管的选择说明4.4.1 型式选择与额定电压选择根据装置地点、环境，选择屋内、屋外或防污式及满足使用要求的产品型式。一般屋外采用联合胶装多棱式，屋外采用棒式，需要倒装时，采用悬挂式。无论支持绝缘子或套管均要负荷产品额定电压大于或等于所在电网电压要求。4.4.2 穿墙套管的额定电流选择与窗口尺寸配合具有倒替的穿墙套管额定电流应大于或等于回路中最大持续工作电流，当环境温度为，导体温度为，额定环境温度为，应按照以下公式修正 (4-18)母线型穿墙套管，只需保证套管的型式与穿过母线的窗口尺寸配合即可。4.4.3 动热稳定校验（1）穿墙套管的热稳定校验：具有导体的套管，应对导体校验热稳定，其套管的热稳定能力，应大于或等于短路电流通过套管所产生的热效应，即的母线型穿墙套管无须热稳定校验。（2）动稳定校验：无论是支持绝缘子或套管均要进行动稳定校验。布置在同一平面内三相导体，在发生短路时，支持绝缘子（或套管）所受的力为该绝缘子相邻跨导体上电动力的平均值，电动力的计算公式如式(4-19)。 (4-19)式中：冲击电流，相邻线路距离计算跨距（m），的计算公式如式(4-20)。 (4-20)与是绝缘子与相邻绝缘子（或套管）的距离，对于套管（套管长度）支持绝缘子的抗弯破坏强度是按作用在绝缘子高度处给定的，而电动力是作用