35kv开关设备设计选型（课堂PPT）

1、1 杜 峰35KV35KV以上开关设备设计选型以上开关设备设计选型2 培训内容:一、前言二、常用电气设备选择的技术条件和环境条件三、配电装置安全净距的确定及校验四、短路电流计算五、高压断路器选择六、高压隔离开关选择七、电流互感器选择八、电压互感器选择九、交流金属封闭开关设备选择3一、前言一、前言 本培训课程参考了GB50060-1992 3-110KV高压配电装置设计规范、DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合、DL/T5222-2005导体和电器选择技术规定等国家相关标准，选取35KV、110KV开关电器的选型计算作重点，以满足技术员订货时技术要求的拟定和验收时的质量控制

2、的技能要求。4二、常用电气设备选择的二、常用电气设备选择的技术条件和环境条件技术条件和环境条件 2 按当地环境条件校核按当地环境条件校核3力求技术先进和经济合理力求技术先进和经济合理应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充分考虑温度湿度污秽等环境的影响只买对的，不买贵的 5 新产品均应通过产品型式鉴定新产品均应通过产品型式鉴定整个工程的建设标准应协调一致选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格4 同类设备尽量减少品种同类设备尽量减少品种电电气气设设备备选选择择的的一一般般原原则则1 满足正常运行、检修、短路和过电压的要求满足正常运行、检修、短路和过电压的要求5

3、选择电器的一般技术条件选择电器的一般技术条件二、常用电气设备选择的二、常用电气设备选择的技术条件和环境条件技术条件和环境条件额定电压额定电流额定容量机械荷载额定开断电流短路热稳定性短路动稳定性绝缘水平6二、选择电气设备的技术条件和环境条件二、选择电气设备的技术条件和环境条件序号序号电器名称电器名称额定电压（额定电压（KV） 额定电流（额定电流（A）机械荷机械荷载载额定开断额定开断电流（电流（KA）短路热短路热稳定性稳定性短路动短路动稳定性稳定性绝缘水平绝缘水平1高压断路器高压断路器2隔离开关隔离开关3熔断器熔断器4电压互感器电压互感器5电流互感器电流互感器6避雷器避雷器7交流金属封闭开关交流金

4、属封闭开关8穿墙套管穿墙套管9绝缘子绝缘子选择电器的一般技术条件选择电器的一般技术条件7二、常用电气设备选择的二、常用电气设备选择的技术条件和环境条件技术条件和环境条件2短路的热稳定条件3短路的动稳定条件1电器在选定后按最大可能通过的短路电流进行动稳定、热稳定校验。2、用熔断器保护的电器可不验算热稳定ichidfIch Idf短短路路稳稳定定条条件件1校验和一般原则IttQdt8 选择电器的一般环境条件选择电器的一般环境条件二、常用电气设备选择的二、常用电气设备选择的技术条件和环境条件技术条件和环境条件温度日照风速冰雪湿度污秽海拔地震9二、常用电气设备选择的技术条件和环境条件二、常用电气设备选

5、择的技术条件和环境条件湿度海拔一般高压电器可使用在一般高压电器可使用在+20 ，相对湿度相对湿度90%的环境中。在的环境中。在长江以南和沿海地区，当相对湿度超过一般产品使用标准时应选长江以南和沿海地区，当相对湿度超过一般产品使用标准时应选择用湿热带型高压电器。择用湿热带型高压电器。电器的一般使用条件为海拔不超过电器的一般使用条件为海拔不超过1000mm。当海拔超过。当海拔超过1000Mm，可选用高原型产品或选用外绝缘提高一级的产品。可选用高原型产品或选用外绝缘提高一级的产品。电电气气设设备备选选择择的的环环境境条条件件温度户内开关设备周围空气温度：最高户内开关设备周围空气温度：最高40，最低最

6、低-25 。户外户外开关设备最高开关设备最高40 ，最低最低-40 。当环境温度高于当环境温度高于40但不高但不高于于60 时，环境温度每增高时，环境温度每增高1 ，应减少额定电流应减少额定电流1,8%.年年最高温度超过最高温度超过40,应选用型号后带应选用型号后带TA字样的干热带型产品字样的干热带型产品.10二、常用电气设备选择的技术条件和环境条件二、常用电气设备选择的技术条件和环境条件电电气气设设备备选选择择的的环环境境条条件件各种污物对电气设备的危害各种污物对电气设备的危害,取决于污秽物质的导电性、取决于污秽物质的导电性、吸水性、附着力、数量、比重及距污源的距离和气象吸水性、附着力、数量

7、、比重及距污源的距离和气象条件。在工程设计中条件。在工程设计中,应根据污秽情况选择用下列措施应根据污秽情况选择用下列措施:1、增大电瓷外绝缘的有效泄漏比距或有利于防污的电增大电瓷外绝缘的有效泄漏比距或有利于防污的电瓷造型瓷造型,如采用大小伞、大倾角、钟罩式等特制绝缘子。如采用大小伞、大倾角、钟罩式等特制绝缘子。2、采用屋内配电装置。、采用屋内配电装置。污秽一般电器产品可以耐受地震烈度为一般电器产品可以耐受地震烈度为8度的地震力度的地震力。地震11二、选择电气设备的技术条件和环境条件二、选择电气设备的技术条件和环境条件各污秽等级下的爬电比距分级数值各污秽等级下的爬电比距分级数值污秽污秽等级等级污

8、湿特征污湿特征盐密盐密（mg/cm)爬电比距爬电比距(cm/kv)线路线路电厂、电厂、变电所变电所0 大气清洁地区0.031.39(1.60)_大气轻度污染地区,污闪季节中,干燥少雨0.030.061.391.74(1.602.00)1.6(1.84)大气中等污染地区，轻盐碱，污闪季节中潮湿多雾0.060.101.742.17(2.002.50)2.00(2.30)大气污染较严重地区，重盐碱，重雾地区，离化学污源和炉烟污秽300-1500米的较严重污秽地区0.100.252.172.78(2.503.20)2.50(2.88)大气污染特严重地区，离海岸盐场1公里内，离化学污源和炉烟污秽300米

9、以内地区0.250.352.783.30(3.203.80)3.10(3.57)12三、配电装置安全净距三、配电装置安全净距 屋外A1、A2、B1、D值校验图 屋外配电装置的安全净距不应小于下表所列数值（mm)：A1：带电部分与接地部分之间。35KV：400。110KV：1000。A2：不同相的带电部分之间。 35KV：400。110KV：1100。B1：带电作业时，带电部分至接地部分之间。 35KV：1150。110KV：1750。D：平行的不同时停电检修的无遮拦带电部分之间。 35KV：2400。110KV：3000。13三、配电装置安全净距三、配电装置安全净距 屋外A1、B1、B2、值校

10、验图 屋外配电装置的安全净距不应小于下表所列数值（mm) ：A1：网状遮栏向上延伸线距地2。5米处与遮栏上方带电部分之间。35KV：400。110KV：1000。B1：栅状遮栏至绝缘体和带电部分之间。 35KV：1150。110KV：1750。B2：网状遮栏至带电部分之间。 35KV：500。110KV：1100。14三、配电装置安全净距三、配电装置安全净距 屋外B1、C、D值校验图 屋外配电装置的安全净距不应小于下表所列数值（mm) ：B1：带电作业时，带电部分至接地部分之间。 35KV：1150。110KV：1750。C：无遮栏裸导体至建筑物、构筑物顶部之间。 35KV：2900。110K

11、V：3500。D：平行的不同时停电检修的无遮拦带电部分之间。 35KV：2400。110KV：3000。15三、配电装置安全净距三、配电装置安全净距 屋外A2、B1、C值校验图 屋外配电装置的安全净距不应小于下表所列数值（mm) ：A2：断路器和隔离开关的断口两侧引线带电部分之间。35KV：400。110KV：1100。B1：设备运输时，其设备外廓到无遮栏带电部分之间。B1：交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间。 35KV：1150。110KV：1750。C：无遮栏裸导体至地面之间。 35KV：2900。110KV：3500。16三、配电装置安全净距三、配电装置安全净距 屋内A1、A2、B

12、1、B2、C、D值校验图 屋内配电装置的安全净距不应小于下表所列数值（mm)A1：带电部分和接地部分之间。网状遮栏向上延伸线距地2。3米处与遮栏上方带电部分之间。35KV：300。110KV：950。A2：不同相的带电部分之间。 35KV：300。110KV：1000。B1：交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间。 35KV：1050。110KV：1700。C：无遮栏裸导体至地面之间。 35KV：2600。110KV：3250。D：平行的不同时停电检修的无遮栏裸导体之间。 35KV：2100。110KV：2750。17三、配电装置安全净距三、配电装置安全净距 屋内B1、E值校验图 屋内配电装

13、置的安全净距不应小于下表所列数值（mm) ：B1：栅栏状遮栏与带电部分之间。35KV：1050。110KV：1700。E：通向屋外的出线套管至屋外通道的路面。35KV：4000。110KV：5000。18四、短路电流计算四、短路电流计算 2 配置和整定继电保护装置配置和整定继电保护装置3正确选择和校验载流导体正确选择和校验载流导体选择电气设备时，需要计算出可能通过电气设备的短选择电气设备时，需要计算出可能通过电气设备的短路电流，以便检验电气设备的动稳定和热稳定性路电流，以便检验电气设备的动稳定和热稳定性系统中应配置哪些继电保护，都必须对电力系统系统中应配置哪些继电保护，都必须对电力系统各种短路

14、故障进行计算和分析。各种短路故障进行计算和分析。计算导体的动热稳定性、软导体的短路摇摆、分裂计算导体的动热稳定性、软导体的短路摇摆、分裂导线间隔棒的间距导线间隔棒的间距4 确定供电系统的接线和运行方式确定供电系统的接线和运行方式短短路路电电流流计计算算的的目目的的1 选择电气设备选择电气设备接线和运行方式不同，短路电流的大小也不同接线和运行方式不同，短路电流的大小也不同19四、短路电流计算四、短路电流计算 2 绘制等值电路绘制等值电路3计算短路回路阻抗计算短路回路阻抗只需画出与短路计算有关的部分只需画出与短路计算有关的部分在图中，各元件阻抗用规定的图形符号表示，在图形在图中，各元件阻抗用规定的

15、图形符号表示，在图形符号旁用一个分数注明元件的编号（分子）及阻抗（分母）。符号旁用一个分数注明元件的编号（分子）及阻抗（分母）。计算短路点的总阻抗计算短路点的总阻抗 5 计算短路点的三相短路容量计算短路点的三相短路容量计算短路点的三相短路电流的周期分量及其它电流量计算短路点的三相短路电流的周期分量及其它电流量4 计算短路电流计算短路电流短短路路电电流流计计算算的的步步骤骤1 绘制短路计算电路图绘制短路计算电路图20四、短路电流计算四、短路电流计算 2 短路全电流最大有效值短路全电流最大有效值Ich3超瞬变短路电流有效值超瞬变短路电流有效值I“ich=2.55I“。用来校验电气设备和母线的动稳定

16、用来校验电气设备和母线的动稳定用作继电保护的整定计算和校验断路器的断流量用作继电保护的整定计算和校验断路器的断流量 5 稳态短路电流有效值稳态短路电流有效值I用来校验断路器的断流量用来校验断路器的断流量用来校验电气设备和载流部分的热稳定用来校验电气设备和载流部分的热稳定4 短路后短路后0.2秒的短路电流周期分量有效值秒的短路电流周期分量有效值I0.2需需要要计计算算的的相相关关数数值值1 短路冲击电流短路冲击电流ichIch= 1.52I“。第一周期短路电流有效值。用来校验电第一周期短路电流有效值。用来校验电气设备和母线的动稳定。气设备和母线的动稳定。21四、短路电流计算四、短路电流计算 2、

17、 有名值（实际值），一般用于有名值（实际值），一般用于1000V以下低压网络的以下低压网络的短路电流计算。短路电流计算。两两种种计计算算方方法法 短路电流计算通常采用标么值和有名值两种计算方法。采用短路电流计算通常采用标么值和有名值两种计算方法。采用标么值能使数字计算大为简化，概念明确，并能减少计算错误。标么值能使数字计算大为简化，概念明确，并能减少计算错误。一般用于高压网络的短路电流计算。一般用于高压网络的短路电流计算。标么值标么值标么值又称相对值或分数值，用公式表示为标么值标么值又称相对值或分数值，用公式表示为标么值=实际值实际值/基准值。基准值。1、如果已知系统中某一元件的电压为如果已知

18、系统中某一元件的电压为U，三相容量为三相容量为S=3UI，电流为电流为I，电抗为电抗为X（假设电阻为假设电阻为0），），而所选定的基准电压、基而所选定的基准电压、基准电流、基准容量及基准电抗分别为准电流、基准容量及基准电抗分别为Uj、Ij、Sj和和Xj, U*j=U/ Uj ，I*j=I/ Ij ；S*j=S/ Sj ；X*j=X/ Xj,2、工程计算上通常先选定基准容量工程计算上通常先选定基准容量Sj和基准电压和基准电压Uj。22四、短路电流计算四、短路电流计算常用基准值常用基准值(Sj=100MVA)系统标称电压系统标称电压Un(kV)35110220330基准电压基准电压Uj(kV)37

19、115230345基准电流基准电流 Ij(kA)1.560.50.2510.16723四、短路电流计算四、短路电流计算算例：下图为某厂的电力系统图，其计算用技术数据如图示，试计算短路点三相短路的的稳定电流I、短路冲击电流ich、超瞬变容量S。24四、短路电流计算四、短路电流计算转化为如下的等值电路图25四、短路电流计算四、短路电流计算解：设基准容量为Sj=100MVA,则各元件的电抗标么值如下（为简便起见，略去阻抗标么值符号中的角注“*”146.03710054.0USXX22jj119.13.61001005.7SS100%UXejd2727.05 .1010024 .0USXX22jj32

20、6四、短路电流计算四、短路电流计算 d3点短路电路总电抗为解：d3点短路，有)KA(3.14434.0100U3SIjjj)KA(58.29878.43.144XII3dj3d878.42/63.5727.019.1146.02/4XXXXX3213d 稳态短路电流为 冲击短路电流为)KA(43.7558.2955.2I55.2i3zdch27五、高压断路器选择五、高压断路器选择 2 短路稳定性短路稳定性3承受过电压能力承受过电压能力电压、电流、频率、机械荷载电压、电流、频率、机械荷载动稳定电流、热稳定电流和持续时间动稳定电流、热稳定电流和持续时间对地和断口间的绝缘水平、泄漏比距对地和断口间的

21、绝缘水平、泄漏比距 5 环境和环境保护环境和环境保护开断电流、短路关合电流、操作循环、操作次数、开断电流、短路关合电流、操作循环、操作次数、操作相数、分合闸时间及同期性、对过电压的操作相数、分合闸时间及同期性、对过电压的限制、某些特需的开断电流、操作机构限制、某些特需的开断电流、操作机构环境温度、日温差、最大风速、相对湿度、污秽环境温度、日温差、最大风速、相对湿度、污秽海拔高度、地震烈度。噪声和电磁干扰。海拔高度、地震烈度。噪声和电磁干扰。4 操作性能操作性能参参数数选选择择1 正常工作条件正常工作条件28五、高压断路器选择五、高压断路器选择高压断路器的参数选择除按常用电气设备选择的技术条件和

22、环境条件的有关要求进行选择，补充说明如下： 1、断路器的额定电压应不低于系统的最高电压；额定电流应大于运行中可能出现的任何负荷电流。2、频率的要求主要针对进出口产品。3、断路器的额定关合电流，不应小于短路冲击电流值。4、变压器中性点绝缘等级低于相电压的系统中，断路器的分合闸操作不同期时间宜小于10ms5、不应选择手动操作机构。29五、高压断路器选择五、高压断路器选择 2 首相开断系数首相开断系数3切合并联补偿电容器的断路器切合并联补偿电容器的断路器在校核断路器的断流能力时，应用开断电流代替断流容量。取断路器实际开断时间的短路电流作为校验条件。在中性点直接接地的系统中，选择断路器时，选首相开断系

23、数为1.3的额定开断电流。在110KV及以下的中性点非直接接地的系统中，取首相开断系数1.5采取相应的限制过电压措施,宜采用真空断路器或SF6断路器 单相短路电流大于三相短路电流时单相短路电流大于三相短路电流时近区故障条件下;电感电流;容性电流;当系统单相短路电流计算值在一定条件下有可能大于三相短路电流值时,所选择断路器的额定开断电流值应不小于所计算的单相短路电流值4 断路器尚应根据使用条件校验下列开断性能断路器尚应根据使用条件校验下列开断性能关关于于开开断断能能力力的的几几个个问问题题1 校验开断能力的量校验开断能力的量30六、高压隔离开关选择六、高压隔离开关选择 2 短路稳定性短路稳定性3

24、承受过电压能力承受过电压能力电压、电流、频率、机械荷载电压、电流、频率、机械荷载动稳定电流、热稳定电流和持续时间动稳定电流、热稳定电流和持续时间对地和断口间的绝缘水平、泄漏比距对地和断口间的绝缘水平、泄漏比距 5 环境和环境保护环境和环境保护分合小电流、旁路电流、母线环流，单柱式分合小电流、旁路电流、母线环流，单柱式隔离开关的接触区、操作机构隔离开关的接触区、操作机构环境温度、最大风速、相对湿度、污秽环境温度、最大风速、相对湿度、污秽海拔高度、地震烈度。电磁干扰。海拔高度、地震烈度。电磁干扰。4 操作性能操作性能参参数数选选择择1 正常工作条件正常工作条件31六、高压隔离开关选择六、高压隔离开

25、关选择高压隔离开关的参数选择除按常用电气设备选择的技术条件和环境条件的有关要求进行选择，补充说明如下： 1、频率的要求主要针对进出口产品。2、单柱垂直开启式隔离开关在分闸状态下，动静触头间的最小电气距离不应小于配电装置的最小安全净距B值。3、为保证检修安全，35KV以上的断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配置接地开关。4、选用的隔离开关应具有切合电感、电容小电流的能力，应使电压互感器、避雷器、空载母线、励磁电流不超过2A的空载变压器及电容电流不超过5AR的空载线路等，在正常情况下操作时能可靠切断。5、屋外隔离开关接线端的机械荷载不应大于规定值。（参考断路器的机械荷载规定）32七、电流

26、互感器选择七、电流互感器选择 2 短路稳定性短路稳定性3承受过电压能力承受过电压能力一次回路电压、一次回路电流、二次回路电流、一次回路电压、一次回路电流、二次回路电流、二次侧负荷、准确度等级、暂态特性、二次级数量、二次侧负荷、准确度等级、暂态特性、二次级数量、机械荷载机械荷载动稳定倍数、热稳定倍数动稳定倍数、热稳定倍数绝缘水平、泄漏比距绝缘水平、泄漏比距 4环境和环境保护环境和环境保护环境温度、最大风速、相对湿度、污秽环境温度、最大风速、相对湿度、污秽海拔高度、地震烈度。海拔高度、地震烈度。参参数数选选择择1 正常工作条件正常工作条件33七、电流互感器选择七、电流互感器选择 2 尺寸方面尺寸方

27、面3满足计量需求满足计量需求35KV及以上配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘结及以上配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器、树脂浇注绝缘电流互感器。构的独立式电流互感器、树脂浇注绝缘电流互感器。选用母线式电流互感器时，应注意校核窗口允许穿选用母线式电流互感器时，应注意校核窗口允许穿过的母线尺寸过的母线尺寸1、要求在较大工作电流范围内作准确测量时可要求在较大工作电流范围内作准确测量时可选选S类电流互感器。类电流互感器。2、为保证二次电流在合适的范围内，可采用为保证二次电流在合适的范围内，可采用复变比或二次绕组带抽头的电流互感器。复变比或二次绕组带抽头的电流互感器。3、电能计量用仪表与一

28、般测量仪表在满足准确电能计量用仪表与一般测量仪表在满足准确级条件下，可共用一个二次绕组。级条件下，可共用一个二次绕组。型型式式选选择择1型式选择型式选择 34七、电流互感器选择七、电流互感器选择 2 电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流应按大于电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流应按大于变压器允许的不平衡电流选择，一般情况下，可按变压器变压器允许的不平衡电流选择，一般情况下，可按变压器额定电流的额定电流的1/3进行选择。进行选择。一一次次额额定定电电流流选选择择1 当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大择得比回路中正常工作电流大1/3，以保证测量