火电厂电气一次部分毕业规划设计.doc

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1、.-题 目：火电厂电气一次部分毕业设计学 院：信息电子技术学院年 级： 专 业： 电气工程及其自动化姓 名： 学 号： 指导教师： .-摘 要 发电厂是电力系统的重要组成部分，也直接影响整个电力系统的安全与运行。在发电厂中，一次接线和二次接线都是其电气部分的重要组成部分。本设计是电气工程及其自动化专业学生毕业前的一次综合设计，它是将本专业所学知识进行的一次系统的回顾和综合的利用。设计中将主要从理论上在电气主接线设计，短路电流计算，电气设备的选择，配电装置的布局，防雷设计，发电机、变压器和母线的继电保护等方面做详尽的论述，并与三河火力发电厂现行运行情况比较，同时，在保证设计可靠性的前提下，还要兼

2、顾经济性和灵活性，通过计算论证该火电厂实际设计的合理性与经济性。在计算和论证的过程中，结合新编电气工程手册规范，采用CAD软件绘制了大量电气图，进一步完善了设计。关键字 主接线设计；短路电流；配电装置；电气设备选择；继电保护.-Abstract Power plants is an important part of power system, and also affect the safety of the whole power system with operation. In power plant, a wiring and secondary wiring is the impo

3、rtant part of electrical part.This design is the electrical engineering and automation of professional students before graduation design, it is a comprehensive professional knowledge learnt this a systematic review and comprehensive utilization. Design mainly from theory will in the main electrical

4、wiring design, short-circuit current calculation, electrical equipment choice, power distribution equipment layout, lightning protection design, generator, transformer and busbar protection etc, and a detailed discussion with the current operation sanhe coal-fired power plants, meanwhile, in compari

5、son to ensure that the design reliability premise, even give attention to two or morethings economy and flexibility, through calculation demonstrates that the practical rationality of the design of power with economy. In the process of calculation and argumentation, combined with the new electric en

6、gineering manuals, using CAD software standard drawing a lot of electrical diagrams, further improve the design.Keywords Lord wiring design; Short-circuit current; Distribution device; Electrical equipment selection; Relay protection.-目 录摘 要iAbstractii第 1 章绪 论11.1课题背景11.1.1社会背景11.2课题研究的目的和意义21.3国内外研

7、究现状21.4课题的主要研究工作3第 2 章电气主接线设计52.1电气主接线的设计原则及要求52.1.1明确任务和设计原理52.2方案的设计、论证和选择62.3本章小结8第 3 章短路电流的计算93.1短路的原因、后果及形式93.2短路的物理过程及计算方法93.3短路电流的计算数据和计算结果11第 4 章电气设备的选择134.1主变压器和发电机的选择134.2高低压电气设备的选择134.3导体的设计和选择18第 5 章配电装置215.1屋外配电装置215.2屋内配电装置25第 6 章继电保护296.1发电机的保护306.2变压器的保护326.3母线保护346.4防直击雷保护35第 7 章总结和

8、展望37致 谢38参考文献39附录A41.-第 1 章 绪 论1.1 课题背景1.1.1 社会背景电力工业是国民经济的重要部门之一，是一种将煤，石油，天然气，水能，核能，风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，作为国民经济的其他各部门的快速，稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发达程度的重要标志，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。电力是工业的先行，电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。近几年随着我国工业的高速发现，我国电力工业超常规发展，每年装机容量超过6000万千瓦，30万千瓦、60万千瓦亚临界火电机组成为我国电网的主力机组。目前，我国30

9、万千瓦、60万千瓦的火力发电机组，70万千瓦的水力发电机组，在国际招标中中标成功率大于90%以上。这几年电力工业之所以能飞速发展，其重要原因是，为中国电力市场提供的火力发电设备主要立足于国内生产。这一观点得到国内各发电公司以及电厂老总们的认同。今天电气制造企业的国内用户率已达到75%以上。火力发电是现在电力发展的主力军，在现在提出和谐社会，循环经济的环境中，我们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响，虽然现在在我国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场，近年电力发展滞后经济发展，全国上了许多火电厂，但火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。目前

10、，我国的电力工业已经进入“大电网”，“大机组”，“超高压，交直流输电”，“电网调度自动化”，“状态检修”等新技术发展新阶段，一些世界水平的先进技术，已在我国电力系统得到了广泛的应用。随着近年来我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长，电力工业的发展仍不能瞒足整个社会发展的需要。另外，由于我国人口众多，因此在按人口平均用电方面，仍只处于中等水平，尚不能及全世界平均人口用电量的一半。2008年人均用电量2596kWh，人均占用发电装机容量仅为0.6kW；我国第二产业用电比重为76.49%，第三产业为9.78%，生活用电比重为11%。由此可见，我国人均用电水平远低于发达国家，与完成其工业化进程

11、国家的电力指标相比，我国经济发展正处于工业化进程的中后期，我国用电远低于国际水平。因此我国电力工业必须持续，稳步地大力发展，一方面要加强电源建设，搞好“西电东送”，确保电力现行，另一方面要深化电力体制改革，实施厂网分家。 1.1.1.1. 专业学习背景本课题设计者在大学期间认真地修完了电气工程专业的所有课程，掌握了使电力系统安全运行以及如何排除其不正常运行故障的知识，能运用电机，发电厂、变电所电气部分，高电压技术，电力系统自动化，电力系统继电保护等专业知识解决实际问题，为本次毕业设计做了充分的知识原料准备。1.2 课题研究的目的和意义我国是发展中国家，我国的电力工业长期以来依靠多家办电的政策，

12、吸引了投资，促进了我国电力工业的发展；并通过引进、消化和吸收和技术创新，极大地提高了电力的技术水平和装备水平；通过坚持不懈的达标、创一流工作，大大提高了电力企业的管理水平，很多电力企业，尤其是一些发电厂的管理水平可以与发达国家的电厂的管理一比高低。 因此，研究火电厂设计有着重大意义，像我国某些二期发电工程，发电能够满足广大寒冷地区冬季的采暖供热，采用水塔排烟(烟塔合一)新工艺是自主设计、自主施工，具有自主知识产权的先进工艺技术。二期工程建设引进国内外先进的环保技术和设施，实现一期已建成机组与二期工程同步进行100烟气脱硫；在采用低氮燃烧技术的基础上，二期锅炉采用100烟气脱硝系统和采用高效除尘

13、器，排放指标较低。引进污水处理厂提供的中水，作为发电冷却用补充水，每年可节约优质水资源，促进循环经济和社会的可持续发展。锅炉采用干除灰、干排渣技术。灰、渣及脱硫石膏100综合利用和深加工，变废为宝，实现零排放。1.3 国内外研究现状1.3.1.1. 电力系统的国内外发展状况新中国成立以后，特别是改革开放以来，我国电力工业得到了迅速发展。在党中央、国务院的正确领导下，广大电力职工奋发图强，辛勤耕耘，中国的电力工业取得了令人瞩目的成就。1987年，全国电力装机容量迈上1亿千瓦台阶；1995年突破2亿千瓦；到2000年底，全国电力装机容量已达3.19亿千瓦。从1949年到改革开放前的1978年，我国

14、电力装机由185万千瓦增加到5712万千瓦，增长了29.9倍；年发电量由43亿千瓦时增加到2566亿千瓦时，增长了58.7倍。而从1978年到二十世纪末，我国电力装机和年发电量又分别增长了4.58和4.33倍。目前，我国的电力装机容量和年发电量均居世界第2位；我国的电力工业也已从大电网、大机组、超高压、高自动化阶段，进入了优化资源配置、实施全国联网的新阶段3。我国是发展中国家，我国的电力工业长期以来依靠多家办电的政策，吸引了投资，促进了我国电力工业的发展；并通过引进、消化和吸收和技术创新，极大地提高了电力的技术水平和装备水平；通过十年的坚持不懈的达标、创一流工作，大大提高了电力企业的管理水平，

15、很多电力企业，尤其是一些发电厂的管理水平可以与发达国家的电厂的管理一比高低。但是，我国人均用电水平还很低，面临着继续快速发展的巨大压力。自从加入了以后，国家电力公司已经确定了“建成控股型、经营型、集团化、现代化、国际一流的电力公司”的战略目标，并已在2000年跻身世界500强，2001年在世界500强中位居77位。中国加入WTO对电力工业来说，是机遇与挑战并存，机遇大于挑战。1.3.1.2. 火电厂设计研究的国内外发展状况在我国乃至全世界范围，火电厂的装机容量占总装机容量的70左右，发电量占总发电量的80左右。截止目前为止，我国火力发电厂单机容量以30万千瓦和60万千瓦机组为主，浙江省温州市玉

16、环县的华能玉环电厂正在投建4台100万千瓦发电机组，首台机组预计今年投产发电。其100万千瓦超超临界火力发电机组主蒸汽压力为25兆帕，主蒸汽和再热蒸汽温度均为600度，这不仅在我国是最高参数，在世界上也处于最前沿水平。此前，上海电气与西门子合作制造的上海外高桥2台90万千瓦火力机组是我国第一个超临界百万级项目，首台机组已于2006年开始发电4。1.4 课题的主要研究工作1.4.1.1. 设计内容拟订主接线的方案：分析原始资料、确定主接线、主变形式、设计经济比较并确定最佳方案、合理的选择各侧的接线方式、确定所用电接线方式。计算短路电流：选择计算短路点、计算各点的短路电流、并列出计算结果表。合理地

17、选择主要的电气设备：选择220KV、500KV电气的主接线、主变双侧的断路器和刀闸、限流电抗器、避雷针、避雷器、避雷线和各个电压等级主母线上的电压互感器。配置主要的电气设备：配置各级电压互感器、配置避雷器和各个支路的电流互感器和屋内屋外配电装置。合理设计各种保护：防直击雷保护、主变的继电保护、发电机的继电保护和发电厂出线的线路的保护。1.4.1.2. 拟解决的关键问题发电机、变压器、线路的各种保护问题；电气主接线的一二次设计问题。第 2 章 电气主接线设计2.1 电气主接线的设计原则及要求发电厂和变电所的电气主接线是保证电网安全可靠经济运行的关键,是电气设备布置选择自动化水平和二次回路设计的原

18、则和基础。电气主接线的设计原则是：应根据发电厂和变电所在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统的线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求5。电气主接线的主要要求为：（1）可靠性：衡量可靠性的指标，一般根据主接线的型式及主要设备操作的可能方式，按一定的规律计算出“不允许”事件发生的规律，对几种主接线型式中择优。（2）灵活性：投切发电机、变压器、线路断路器的操作要可靠方便、调度灵活。（3）经济性：通过优化比选，工程设计

19、应尽力做到投资省、占地面积小、电能损耗少。2.1.1 明确任务和设计原理2.1.1.1. 原始资料装机4台，分别为供热式机组2*50MW()、凝气式机组2*300MW(),厂用电率6%，机组年利用小时数。系统规划部门提供的电力符合及与电力系统连接情况资料：10KV电压级最大负荷20MW,最小负荷15MW,电缆馈线10回。220KV电压级最大负荷250MW，最小负荷200MW, , ，架空线路4回。500KV电压级与容量为3500MW的电力系统连接，系统归算到本电厂500KV母线上的标幺电抗，基准容量为100MV.A,500KV架空线4回，备用线路1回。此外，尚有相应的地理资料、气候条件和其它资

20、料。2.1.1.2. 原始资料的分析设计电厂为大中型火电厂,其容量为2*50+2*300=700(MW),占电力系统容量700/(3500+700)*100%=16.7%,超过了电力系统的检修备用容量8%15%和事故备用容量10%的限额,说明该厂在未来电力系统中的作用和地位至关重要,而且年利用小时数为6500h5000h,远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数（如2005年我国电力系统发电机组年最大负荷利用小时数为5225h）。该厂为火电厂，在电力系统中将主要承担基荷，从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性6。从负荷特点及电压等级可知，10KV电压等级上的地方负荷容量不大，共有10回

21、电缆馈线，与50MW发电机的机端电压相等，采用直馈线为宜。20KV电压为300MW发电机出口电压，既无直配负荷，又无特殊的要求，拟采用单元接线的形式，可以节省价格昂贵的发电机出口断路器，又利于配电装置的布置；220KV电压级出现回路数为4回，为了保证检修出线断路器不致对该回路停电，拟采用带旁路母线接线形式为宜；500KV与系统有4回馈线，呈强联系形式并送出本厂最大可能的电力为700-15-200-700*6%=443（MV）。可见，该厂500KV级的接线对可靠性要求应当很高7。2.2 方案的设计、论证和选择2.2.1.1. 方案设计根据对原始资料的分析,现将各电压级可能采用的较佳方案列出，进而

22、以优化组合方式,组成最佳的方案。（1）10KV电压级。由于10KV出线回路多，而且发电机的单机容量为50MW，远大于有关设计规程对选用单母线分段接线不得超过24MW的规定，应确定为双母线分段接线的形式，2台50MW发电机分别接在两段母线上，剩余功率通过主变压器送往高一级电压220KV。考虑到50MW机组为供热式机组，通常“以热定电”，机组的年负荷最大小时数较低，即10KV电压级与220KV电压级之间按弱联系考虑，只设1台主变压器；同时，由于10KV电压最大负荷20MW，远远小于2*50MW发电机组装机容量，即使在发电机检修或升压变压器检修的情况下，也可以保证该电压等级负荷的要求。由于2台50M

23、W机组均接于10KV母线上，有较大的短路电流，为了选择合适的电气设备，应在分段处加装母线电抗器，同时各条电缆馈线上装设线路电抗器。（2）220KV电压级。出线回路数为4回，为了使其出线断路器检修时不停电，应采用单母线分段带旁路母线接线或双母线带旁路母线接线，以保证供电的可靠性和灵活性。其进线仅从10KV送来剩余容量2*50（100*6%）+20=74MW，并不能够满足220KV最大负荷250MW的要求。为此，拟采用以1台300MW机组按照发电机变压器单元接线形式接至220KV母线上，其剩余容量或机组检修时不足容量由联络变压器与500KV接线连接，彼此之间相互交换功率。（3）500KV电压级。5

24、00KV负荷容量大，其主接线是本厂向系统输送功率的主要接线方式，为保证可靠性，可能有多种接线方式，经过定性分析筛选后，可以选用的方案为双母线带旁路母线接线和一台半断路器接线，通过联络变压器与220KV连接，并通过一台三绕组变压器联系220KV和10KV电压，以提高可靠性，一台300MW机组与变压器构成单元接线，直接将功率送到500KV电力系统8。根据以上分析、筛选、组合，可以保留两种可能的接线方案：方案如图2.1所示:图2.1 电气主接线图方案为500KV侧采用双母线带旁路母线接线，220KV侧采用单母线分段带旁路母线接线，示意图略。2.2.1.2. 方案的经济比较采用最小费用法，对拟订的两方

25、案进行经济比较，上述两方案中的相同部分不参与比较计算，只是对相异部分进行计算。计算内容包括一次投资、年运行费用。若图2.1所示方案参与比较部分的设备折算到施工年限的总投资为6954.7万元，折算年的运行费用为1016.29万元，火电厂使用年限按照n=25年计算，电力行业预期投资回报率i=0.1,则方案的费用为： 同理，在计算出方案的折算年总投资和年运行费用之后，可得到方案的年费用低于方案92.3 本章小结通常，经过经济比较计算，求得的年费用AC最小方案者，即为经济上的最优方案；然而，住接线最终方案的确定还必须从可靠性、灵活性等多方面综合评估，包括大型电厂、变电站对主接线可靠性若干指标的计算，最

26、后确定最终方案。通过定性分析和可靠性及经济计算，在技术上（可靠性、灵活性）方案明显占优势，这主要是由于一台半断路器接线方式的高可靠性指标，但在经济上则不如方案。鉴于大、中型发电厂大机组应以可靠性和灵活性为主，所以，经过综合的分析，决定选用图2.1所示的方案作为设计的最佳方案。第 3 章 短路电流的计算3.1 短路的原因、后果及形式在电力系统中，出现次数比较多的严重故障就是短路。所谓短路是指电力系统中不等电位的导体在电气上被短接。产生短路的主要原因，是由于电气设备载流部分绝缘损坏所造成。而绝缘损坏主要是因为绝缘老化、过电压、机械性损伤等引起。人为误操作及鸟兽跨越裸导体等也能引起短路。发生短路时，

27、由于系统中总阻抗大大减少，因而短路电流可能达到很大数值（几万安至十几万安）。这样大的电流所产生的热效应和机械效应会使电气设备受到破坏；同时短路点的电压降到零，短路点附近的电压也相应地显著降低，使此处的电力系统受到严重影响或被迫中断；若在发电厂附近发生短路，还可能使整个电力系统运行解列，引起严重后果。在三相供电系统中，可能发生的主要短路类型有三相短路、二相短路、两相接地短路和单相接地短路，三相短路属对称短路，其余三种为不对称短路。在四种短路故障中，出现单相短路故障的机率最大，三相短路故障的机率最小。但在电力系统中，用三相短路作为最严重的故障方式，来验算电器设备的运行能力。3.2 短路的物理过程及

28、计算方法当突然发生短路时，系统总是由工作状态经过一个暂态过程进入短路稳定状态。暂态过程中的短路电流比其稳态短路电流大的多，虽历时很短，但对电器设备的危害性远比稳态短路电流严重得多。有限电源容量系统的暂态过程要比无限大电源容量系统的暂态过程复杂的多，在计算建筑配电工程三相短路电流时，都按无限大电源容量系统来考虑。短路全电流ik由两部分组成(ik=izif)：一部分短路电流随时间按正弦规律变化，称为周期分量iz；另一部分因回路中存在电感而引起的自感电流，称为非周期分量if11。短路电流的实用计算法：）三相短路电流周期分量的起始值 （3.1） （3.2） （3.3） （3.4）式中 短路电流周期分量

29、的起始有效值（KA）; 厂用电源短路电流周期分量的起始有效值（KA）; 电动机反馈电流周期分量的起始有效值（KA）; 基准电流（KA），当取基准容量=100MVA、基准电压=6.3KV时, =9.16KA; 系统电抗（标幺值）； 厂用电源引接点的短路容量（MVA）; 厂用变压器（电抗值）的电抗（标幺值）； 以厂用变压器额定容量为基准的阻抗电压百分值； 电抗器的百分电抗值；电抗器的额定电压（KV）；电抗器的额定电流（KA）；电动机平均的反馈电流倍数，100MW及以上机组为5，125MW及以上机组取5.56.0；计及反馈的电动机额定电流之和（A）；计及反馈的电动机额定功率之和（KW）；电动机的额定

30、电压（KV）；2)短路冲击电流： （3.5）式中: 短路冲击电流(KA) 厂用电源的短路峰值电流(KA) 电动机的反馈峰值电流(KA) 厂用电源短路电流的峰值系数 电动机反馈电流的峰值系数，100MW及以上机组为1.41.6，125MW及以上机组取1.712。3)t瞬间三相短路电流： （3.6） （3.7）式中 ： t瞬间短路电流的周期分量有效值（KA） t瞬间短路电流的非周期分量值（KA） t瞬间厂用电源短路电流的周期分量有效值（KA） t瞬间厂用电源短路电流的非周期分量值（KA） t瞬间电动机反馈电流的周期分量有效值（KA） t瞬间电动机反馈电流的非周期分量值（KA） 电动机反馈电流的衰减

31、系数 厂用电源非周期分量的衰减系数 电动机反馈电流的衰减时间常数（S），125MW及以上机组为0.062主保护装置动作时间(S)断路器固有跳闸时间 3.3 短路电流的计算数据和计算结果3.3.1.1. 500KV三相短路电流电流计算及其正序阻抗图如图3.1：图3.1 500KV三相短路电流电流计算及其正序阻抗图3.3.1.2. 500KV电气主接线及其设备规范图3.2 500KV电气主接线及其设备规范3.3.1.3. 短路电流的详细计算结果见附录第 4 章 电气设备的选择为了满足电力生产和保证电力系统运行的安全稳定性和经济性，发电厂和变电所中安装有各种电气设备，其主要的任务是启停机组、调整负荷

32、、切换设备和线路、监视主要设备的运行状态、发生异常故障时及时处理。根据电气设备的作用不同，可以将电气设备分为一次设备和二次设备。（1）一次设备 通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。它们包括：生产和转换电能的设备、接通或断开电路的开关电器、限制故障电流和防御过电压的保护电器、载流导体、接地装置。（2）二次设备 对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，成为二次设备。它们包括：使用的互感器、测量表计、 继电保护及自动装置、直流电源设备、操作电器。由于各种电气设备的具体工作条件并不完全相同，所以，它们的具体选择方法也不完全相同，但基

33、本要求是相同的。即，要保证电气设备可靠的工作，必须按正常工作条件选择，并按短路情况校验其热稳定和动稳定4.1 主变压器和发电机的选择4.1.1.1. 主变压器的选择1）台数分析：为了保证供电的可靠性，选两台主变压器。（2）主变压器容量：额定容量为360MV.A，额定电压为2202*2.5%/20kv、5002*2.5%/20kv，连接组别为YN,d11，。（3）绕组分析：拟采用双绕组变压器14。4.1.1.2. 发电机的选择此次设计的发电机拟采用2台上海汽轮发电机有限公司生产的型号为QFSN-300-2d的水氢式机组。额定功率300MW,最大连续出力338MW,额定功率因数（滞后）0.85，额

34、定电压20KV,额定电流10189A,额定转速3000rmin13。 4.2 高低压电气设备的选择4.2.1.1. 断路器的选择室内高压断路器是开关电器中结构最为复杂的一类。在正常运行时，可用它来将用电负荷或某线路接入或退出电网，起倒换运行方式的作用；当设备或线路上发生故障时，可通过继电保护装置联动断路器迅速切除故障用电设备或线路，保证无故障部分仍正常运行。由此可见，高压断路器在电力系统中担负着控制和保护电气设备或线路的双重作用。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

35、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。并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2兆帕以上，多用于是10KV及以上的电力系统中。（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及以上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，真空度可达到汞柱，多用10KV及以上的电力系统中

36、。（4）油高压断路器是利用变压器油作为灭弧和弧隙绝缘介质。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，还作为弧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弧隙绝缘介质，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，所以在电力系统中获得最为广泛的采用。在20KV及以下电压等级的供配电系统中广泛采用SN10系列（户内式）断路器，在 20KV以上则大量使用SW4和SW6（户外式）断路器

37、15。4.2.1.2. 隔离开关的选择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GW435G型高压隔离开关也是目

38、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，系列全，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为220500KV，单柱、钳夹、可以分相布置，220KV为偏折，330KV为对称折，多用于硬母线布置或做为母线隔离开关 。GW7型高压隔离开关的特点为220500KV，三柱式、中间水平转动，单相或三相操作，可以分相布置，多用于330KV及以上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

39、电装置，成套的高压开关柜；GN10的特点为单极，大电流300013000A，可以手动、电动操作，用于大电流和发电机回路；GN18和GN22的特点为三级，10KV，大电流20003000A,机械锁紧，用于大电流回路和发电机回路15 4.2.1.3. 互感器的选择互感器的作用主要是与测量仪表配合，对线路的电压、电流、电能进行测量；与继电保护装置配合，对电力系统和设备进行保护；使测量仪表、继电保护装置与线路高电压隔离，以保证运行人员和二次装置的安全；将线路电压与电流变换成统一的标准值，以利仪表和继电保护装置的标准化。 1.电压互感器电压互感器是一种电压的变换装置，可将高电压变换为低电压，以便用低压量

40、值反映高压量值的变化可以直接用普通电气仪表进行测量。由于电压互感器二次侧均为100V，使测量仪表和继电器电压线圈标准化，因此电压互感器在电力系统中得到了广泛应用。电压互感器的形式选择如下:（1）10KV的配电装置一般采用油浸绝缘结构;在高压开关柜中或在布置地方比较狭窄的地方,可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压时，一般采用三相五株式电压互感器。（2）220KV及其以上的配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。（3）接在110KV及其以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通讯时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。（4）兼作为泄能用的电压互感器，应选用

41、电磁式电压互感器。2.电流互感器电流互感器是一种电流变换装置，可将高压电流和低压大电流变换成电压较低的小电流，供给仪表和继电器保护装置，并将仪表和保护装置与高压隔离电路隔开。电流互感器的二次电流均为5A，使测量仪表和继电保护装置使用安全、方便。因此，电流互感器在电力系统中得到了广泛应用。（1）选择标准如下：电流互感器的额定电压与电网的额定电压应相符。电流互感器一次额定电流的选择，应使运行电流为其20%100% ;10KV继电保护用的电流互感器一次侧电流一般应不大于设备额定电流的1.5倍。所选用电流互感器应符合规定的准确度等级。根据被测电流的大小选择电流互感器的变比，要使一次线圈额定电流大于被测

42、电流。电流互感器二次负载所消耗的功率或阻抗应不超过所选用的准确度等级相应的额定容量，以免影响准确度。根据系统运行方式和电流互感器的接线方式来选择电流互感器的台数。电流互感器选择之后，应根据装设地点的系统短路电流校验其动稳定和热稳定。（2）形式选择如下：35KV以下屋内配电装置的电流互感器，根据安装使用条件和产品的情况，采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构。一般常用的形式为：低压配电屏和配电设备中LQ线圈式，LM母线式；620KV屋内配电装置和高压开关柜中LD单匝贯穿式，LF复匝贯穿式；发电机回路和2000A以上的回路，LMC、LMZ型，LAJ、LBJ型，LRD、LRZD型。35KV及其以上的配电装

43、置一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器，常常采用LC系列16。4.2.1.4. 熔断器的选择高压熔断器是一种保护电器，当其所在电路的电流超过规定值并经一定时间后，它的熔体熔化而分断电流、断开电路。熔断器主要用来进行短路保护，但有的也具有过负荷保护功能。按安装环境，高压熔断器也有户内式和户外式两大类。我国生产的户内式熔断器有RN1、RN2、RN3、RN5和RN6等;户外式有RW310（G）、RW410（G）、RW535、RW710、RW1035等。（1）户内管式熔断器：RN1、RN2 两者结构基本相同，都是充有石英砂填料的密闭管式熔断器。RN2的尺寸较小。RN1主要用作335KV电力线路

44、和电气设备的短路保护；RN2用作335KV电压互感器的短路保护。（2）户外跌落式熔断器：RW310（G）型额定电压为10KV，额定电流50200A，断流容量50200MVA；RW41（G）型，除外形尺寸稍小于RW310（G）外，其它性能与RW310（G）相同。它们灭弧速度不高，因而没有限流作用；RW535型，额定电压为35KV，额定电流为50200A，断流容量为200800MVA，熔管采用钢纸管 环氧玻璃布复合管制成，有较高机械强度并能保证连续三次顺利开断额定断流容量；RW710型是有统一支架的跌落式熔断器，在条件变更时，只需用钩棒更换不同的熔管即可。熔管有较高机械强度，具有多次开断能力，可免

45、除熔断一次即更换熔管的麻烦；RW1035型，额定电压35KV ，额定电流为0.5A 者是专用于保护电压互感器的，额定电流为210A 者用于保护线路或设备过载与短路，它具有限流作用，可代替RW235及其附加电阻，但安装时要注意熔体电流与被保护对象的电流一致方可投入运行；RW1110型是10KV防污型跌落式熔断器，适用于工业污秽和沿海地区的输电线路及变压器的保护。除RW110型外其它型式只适用于周围空气没有导电尘埃和腐蚀性气体、没有易燃易爆及剧烈震动的户外场所16。4.2.1.5. 限流电抗器的选择（1）电抗器几乎没有过负荷的能力，所以主变压器或出线回路的电抗器，应按照回路最大工作电流选择，而不能

46、用正常持续工作电流选择。（2）对于发电厂母线分段回路的电抗器，应根据母线上事故切断最大一台发电机时，可能通过电抗器的电流选择。一般取该台发电机额定电流的50%80%。（3）变电所母线分段回路的电抗器应满足用户的一级负荷和大部分二级负荷的要求。4.2.1.6. 避雷器的选择选择原则：（1）避雷器灭弧电压不得低于安装地点可能出现的最大对地工频电压。（2）仅用于保护大气过电压的普通阀型避雷器的工频放电电压下限，应高于安装地点预期操作过电压；既保护大气过电压，又保护操作过电压的磁吹避雷器的工频放电电压上限，在适当增加裕度后，不得大于电网内过电压水平。（3）避雷器冲击过电压和残压在增加适当裕度后，应低于电网冲击电压水平。（4）保护操作过电压的避雷器的