浅议高压电气设备选型及校验

摘要：高压电气设备是电力系统重要的电气设备，不同的高压电气设备有不同的技术特点和性能，其结构不同，使用成本也不同；在实际应用中，如何选用高压电气设备，供电企业应根据技术要求、使用环境、经济状况选用不同类型和不同型号的高压电气设备。

关键词：压电气设备；母线；断路器；开关

一、高压电气设备的基本要求

1、对载流导体和电器的基本要求

各种电器和载流导体虽然由于用途不同而具有特定的参数，但它们却具有承受电压和有电流通过的共同特点，因此存在共同的基本要求：1）在正常工作电流长期通过或短路电流短时通过时，发热温度都不应超过允许限度；2）能承受短路电流所引起的电动力；3）具有一定的绝缘水平，能承受运行中的长期工作电压和可能发生的短时过电压[1]。

2、高压电气设备选择的基本原则和一般方法

电力系统的各种电气设备的作用和工作条件并不一样，它们的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，因此，对各种电气设备必须按正常工作条件进行选择是非常必要的。

（1）电气设备型式的选择

选用电气设备必须考虑设备的装置地点和工作环境。另外，根据施工安装的要求，或运行操作的要求，或维护检修的要求，电气设备又有各种不同的型式可供选择。

（2）电气设备电压的选择

选择电气设备时，应使所选择的电气设备的额定电压大于或等于正常时可能出现的最大的工作电压，即：UN ≥ Uet

（3）电气设备额定电流的选择

电气设备的额定电流应大于或等于正常工作时最大负荷电流，即：IN ≥ Iet ，我国目前所生产的电气设备，设计师取周围空气温度为40℃作为计算值，如装置地点周围空气温度低于40℃时，每低1℃，则电气设备（如断路器、负荷开关、隔离开关、电流互感器、及套管绝缘子等）的允许工作电流可以比额定值增大0.5%，但总共增大的值不能超过20%[2]。

正常工作条件是指电器的额定电压和额定电流，额定电压的选择，电器的额定电压就是铭牌上标出的电压。另外，电器还有最大工作电压，电器长期运行所允许的最大电压。制造厂对电器、绝缘子、电缆等都规定了它们的额定电压和最大工作电压。选择时必须使电器装置点的电网额定电压不应超过电器的额定电压。电器的额定电流是指在额定周围环境温度下， 长时间内电器所能允许通过的电流。选择电器时应满足额定电流不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流。为使电器能适应地区的温度变化， 选择电器时，还应考虑电器的装置环境。屋外配电装置的电器，经常受到风、霜、雨露、霜冰、灰尘和有害气体等的影响，工作条件比屋内配电装置的电器要差得很多，因此，电器常制成屋内装置和屋外装置两种[3]。

二、各种高压电气设备的选型与校验

1、硬母线的选型与校验

（1）母线的选型。母线的布置方式应根据载流量的大小、短路电流水平和配电装置的具体情况确定。矩形母线散热条件较好，有一定的机械强度， 便于固定和连接，但集肤效应较大。当工作电流超过最大截面单条母线允许电流时，可用2-4条矩形母线并列使用。但由于集肤效应的影响，多条母线并列的允许载流量并不成比例增加，故一般避免采用4条矩形母线。槽型母线机械强度较好，载流量较大，集肤效应系数也较小。槽型母线一般用于4000-8000A的配电装置中。管形母线集肤效应系数小，机械强度高，管内可以通水和通风，而且圆管形表面光滑，电晕放电电压高，因此可用作110kV及以上配电装置母线[5]。

（2）按短路情况来校验高压电气设备的动稳定和热稳定。 短路热稳定校验， 短路电流通过时，导体和电器各部件温度应不超过允许值。热稳定校验应选择两相短路和三相短路中最严重的一种作为计算依据。

（3）母线的型号：220kV因三相短路暂态电流为9.951kV可选用。形母线110kV因三相短路暂态电流为12.623kV可选用管形母线。

2、断路器的选型与校验

（1）断路器的作用：断路器可用来接通或断开电路的正常工作电流、过负荷电流或短路电流，有灭弧装置，是电力系统中最重要的控制和保护电器。

（2）断路器的选型。 断路器种类和形式的选择应根据环境条件、使用技术条件及各种断路器的不同特点进行选择，发电机回路中小型机组可选少油断路器，参考型号SN10-10Ⅲ。真空断路器、SF6断路器在技用来接通或断开电路的正常工作电流、过负荷电流或短路电流，有灭弧装置，是电力系统中最重要的控制和保护电器。

3、隔离开关的选择和校验

（1）隔离开关的作用。隔离开关：在检修设备时隔离电压，进行电路的切换或断开小电流电路。它没有灭弧装置，一般只有电路断开的时候才操作。

（2）隔离开关的选择。隔离开关种类的选择对配电装置的布置和占地面积有很大影响：应根据配电装置的特点、使用要求及经济技术条件进行选择。按额定电压选择，其额定电压满足Un≥Uns，按额定电流选择，Ial=Kin≥Imas（K为温度修正系数）。隔离开关额定关合电流选择，为保证断路器在关合电流时的安全，不会引起触头熔接和遭受电动力的破坏，应满足：Inel=Ish（KA）。

4、电流互感器的选型和校验

电流互感器的作用是将交流大电流变成交流小电流（5A或1A），供给测量仪表和继电保护装置的电流互感线圈。

一次回路额定电压和电流的选择应满足Un≥Uns Ial=Kin！≥Imas（A）。

K为温度修正系数；Ini电流互感器一次额定电流（A）。

电流互感器额定二次电流有5A和1A 两种。一般弱电系统用1A，强电系统用5A。电流互感器的种类和型号的选择应根据安装地点、安装方式、产品情况来选择来选择电流互感器的型号。准确级是根据所供仪表和继电设备的用途考虑。热稳定校验只需对本身带有一次回路的导体的电流互感器进行。电流互感器的热稳定能力，常以1s允许通过的热稳定电流It表示。电流互感器的动稳定性校验，内部稳定性校验要求Ies≥Ish（KA）[6]。

5、电压互感器的选择和校验

额定电压的选择要求电压互感器的一次绕组的额定电压必须与实际的承受电压相符。额定二次电流的选择：额定二次电流有5A和1A两种。一般弱电系统用1A，强电系统用5A。电压互感器的种类和型号的选择应根据安装地点、安装方式、产品情况来选择来选择电压互感器的型号。SF6全封闭组合电器应采用电磁式电压互感器。电压互感器准确级是根据所供仪表和继电设备的用途考虑。

三、结语

电气主接线是发电厂变电站的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。电气设备的选择必须在正常工作条件下安全可靠的运行。同时，要考虑到所处地的实际情况来进行电气设备的选择和校验，只有这样才能使电力系统安全稳定的工作。

参考文献：

[1]穆国华. 浅谈电力一次设备的选择方法[J]. 黑龙江科技信息. 2010（02）31

[2]解丰齐. 高压电气设备选型及校验[J]. 科技风. 2010（01）252

[3]李霞. 浅谈电气设备选择[J]. 科技风. 2008（16）82

[4]刘艳芳. 试分析电力设备高压试验的分类与方法[J]. 价值工程. 2013（31）

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