变电站设计中隔离开关和高压断路器的确定和校验案例

变电站设计中隔离开关和高压断路器的确定和校验案例综述

高压断路器选型的条件:

（1）额定工作电压

又以（5-D

（2）额定工作电流

几之心（5-2）

（3）额定开断电流

I"”（5-3）

（4）额定关合电流

L认力（5-4）

（5）热稳定检验

2

Itt>Qk（5-5）

（6）动稳定校验

iesH（5-6）

式中U.SN-电网的额定电压；

一电网的最大负荷电流；

/”-短路电流有名值；

骁-短路冲击电流；

1.1220kV侧隔离开关和断路器的确定和校验

一、断路器的确定和校验

（1）断路器的选择

变电站2202侧的S”为主变压器总量的计算，而我们的主变压器有两台，所以:

S?v=50000x2=100000

流过断路器的最大持续电流

J.05S,v1.05x100000

=275.6(A)

max.包6x220

额定工作电压

UN>USN=220(kV)

额定工作电流

2/皿=275.6(⑷

额定开断电流

n

Zw>/=15.8(M)

额定关合电流

iNd>ixh=40.2(kA)

按照上面的计算的结果再翻阅

《电力工程电气设备手册(电气一次部分)》之后，确定出来的符合条件的高压

断路器的型号是〃/12-220,参数如表5-1:

表5-1高压断路器参数表

类型数值大小

额定工作电压(kV)220

额定工作电流(A)2000

额定开断电流(kA)40

额定闭合电流(kA)100

热稳定电流(kA)4s40

动稳定电流(kA)100

额定开断时间($)0.03

0.03

(2)断路器的热稳定的校验方式如下：

首先假设主保护的动作时间为/加=005$,再假设后备保护的动作时间为

与此同时再查看表5-1数据里面我们可以直接得出额定开断时间的时间为

&=0.035,还能直接得出固有分闸的时间为C=0.03so

所以再通过翻阅相关资料找到以下公式，并带入表5-3中的数据可以求出短路时

间

tk=1口厂、+&+〃=1。5+0.03+0.03=1.56(s)

因为上诉求出来的短路时间是大于Is的，如下验证所示：

421£，

因而可以忽略不计非周期热效应，由此我们可以得到短路电流的热效应以相当

于周期分量的热效应。〃这个结论是正确的。那么由此可以清晰的知道其周期分

量热效应为

/2+10/2/

54(5-7)

a=12

依照公式(5-7)可得:

八15.82+I0X14.02+15.12.,必加,八

Q*-----------------------xl.56=316.9(kA)

12

与此与此同时，依照表5-1的数据我们可以得出：

222

/fr=40x4=6400(M).5

因为，i,2t>a

因此符合断路器的热稳定的校验。

动稳定校验：

依照表5-1数据得乙=1()()乂。

变电站220W侧的短路进行计算分析结果得Ish=40.2乂o

因为，〃

因此符合断路器的动稳定的校验。

二、隔离开关的确定和校验

(1)隔离开关的选择

流过断路器的最大持续电流

L05^=1.05X100000=2756(A)

y/3UN73x220

额定工作电压

UN>USN=220(kV)

额定工作电流

心心二275.6(⑷

依照上面的计算结果，确定了一种符合条件的隔离开关，它的参数如表5-2:

表5-2隔离开关参数表

额定工作电压熟稳定电流(kA)

型号额定工作电流(A)动稳定电流(kA)

(kA)4S

GW4-22O22060050

(2)隔离开关的校验

热稳定校验：

八15.82+10X14.02+15.1:……~一、

Q=---------------------x1.56=316.9(kA)

AL12

依照表5-2数据，得

222

/zr=14x4=784(M)»5

因为，/3NQA

因此符合隔离开关的热稳定校验。

动稳定的校验：

依照表5-2数据，Ies=50M

与此同时可知Ies>Ish

因此符合隔离开关的动稳定的校验。

L2110kV侧断路器、隔离开关的确定和校验

(1)断路器的选择

变电站\iOkV侧的S”.综合设置量和功率容量应当直接采用该站各侧的总负

荷容量来对其进行能量综合，依照最初的统计资料,我们可以得到：S”=40000。

故流过断路器的最大持续电流

1.05SiV_1.05x40000

max=220.4(A)

yf3UN~V3xllO

额定工作电压

UN>USN=\\0(kV)

额定工作电流

/小八=220.4(比

额定开断电流

H

ZW>Z=3.5(M)

额定关合电流

z^>z；,=8.9(M)

按照上面的计算结果，再翻阅《电力工程电气设备手册(电气一次部分)》,

确定出来了符合条件的高压断路器的型号是AV11-110,参数如表5-3:

表5-3高压断路器参数表

类型数值大小

额定工作电压(kV)110

额定工作电流(A)1600

额定开断电流(kA)31.5

额定闭合电流(kA)80

热稳定电流(kA)3s31.5

动稳定电流(kA)80

额定开断时间(s)0.05

国直颁蛔(S)0.04

(2)断路器的校验

断路器的热稳定的校验方式如下：

首先假设主保护的动作时间为％i=0.05s,再假设后备保护的动作时间为

%2=1。

与此同时再查看表5-3数据里面我们可以直接得出额定开断时间的时间为

L=0.05s,还能直接得出固有分闸的时间为ta=0.04s。

所以再通过翻阅相关资料找到以下公式，并带入表5-3中的数据可以求出短路时

间

}=k+=1.5+0.05+0.04=1.59(s)

因为上诉求出来的短路时间是大于Is的，如下验证所示:

“之Is，

因而可以忽略不计非周期热效应，由此我们可以得到短路电流的热效应0相当

于周期分量的热效应以这个结论是正确的。那么由此可以清晰的知道其周就分

量热效应为

35+10x35+35XI.=19.5(kA)

2

12

与此同时依照表5-3的数据，我们得到了:

222

/fr=3L5x3=2976.8(M).5

2

因为，I,t>Qk

因此符合断路器的热稳定的校验。

动稳定的校验:

依照表5-3数据得〃=80公。

变电站11()Z:V侧的短路进行计算分析结果得Ish=8.9Mo

因为，心之乙

因此符合断路器的动稳定的校验。

二、隔离开关的确定和校验

(1)隔离开关的选择

流过断路器的最大持续电流

二粤J.OF。。。。9。/-)

max

△UNV3X110

故额定工作电压

额定工作电流

/220.4(⑷

依照上面的计算结果再翻阅《电力工程电气设备手册(电气一次部分)》,

确定的满足条件的隔离开关的参数如表5-4:

表5-4隔离开关参数表

额定工作电压热稳定电流(kA)

型号额定工作电流(A)动稳定电流(kA)

(kA)4S

GW4-1101106302050

(2)隔离开关的校验

热稳定校验：

八3.52+10x3.52+3.52,_...

Q.=-------------------xl.59=119A.5(zkA)

人12

依照表5-4数据，得

222

/zr=14x4=784(M).5

2

因为，I,t>Qk

因此符合隔离开关的热稳定的校验。

动稳定校验：

依照表5-4数据得乙=50乂。

与此同时可知〃2/汕

因此符合隔离开关的动稳定的校验。

L310kV侧断路器、隔离开关的确定和校验

(1)断路器的确定

变电站1()山侧的S.综合设置量和功率容量应当直接采用该站各侧的总负

荷容量来对其进行能量综合,依照最初的统计资料,我们可以得到：S"=40000。

故流过断路器的最大持续电流

/»="浊=L笑1箝0°=830.5(A)

侬下L6X10

额定工作电压

UN>USN=\0(kV)

额定工作电流

一之心=830.5(A)

额定开断电流

Z^>/n=26.1(M)

额定关合电流

-N-=66.4(公)

按照上面的计算结果，再翻阅《电力工程电气设备手册(电气一次部分)》,

确定出来了符合条件的高压断路器的型号是ZV-10/1250-31.5,参数如表5-5:

表5-5高压断路器参数表

类型数值大小

额定工作电压(kV)10

额定工作电流(A)1250

额定开断电流(kA)31.5

额定闭合电流(kA)80

热稳定电流(kA)2s31.5

动稳定电流(kA)80

额定开断时间($)0.3

(s)0.06

(2)断路器的校验

断路器的热稳定的校验方式如下：

首先假设主保护的动作时间为^.=0.055,再假设后备保护的动作时间为

72=L5s。

与此同时再查看表5-5数据里面我们可以直接得出额定开断时间的时间为

thl=0.35,还能直接得出固有分闸的时间为乙=0.06s。

所以再通过翻阅相关资料找到以下公式，并带入表5-5中的数据可以求出短路时

间

f=tpr2+&+乙=1.5+0.3+0.06=1.86(5)

因为上诉求出来的短路时间是大于Is的，如下验证所示：

t.A>Is

因而可以忽略不计非周期热效应，由此我们可以得到短路电流的热效应2相当

于周期分量的热效应Q.这个结论是正确的。那么由此可以清晰的知道其周悲分

量热效应为

八26.12+10X26.12+26.12……

Q.=----------------------xl.86=1267.1(M)

A12

与此同时依照表5-5数据，得

加=31.52x2=1984.5(姑Rs

2

因为，Ift>Qk

因此符合断路器的热稳定的校验。

动稳定校验：

依照表5-3数据得〃=80乂。

变电站10吐侧的短路进行计算分析结果得晨