兰州交通大学毕业设计（论文）
5电气设备的选型
5.1 开关设备选型及稳定性校验方法
根据以上计算结果，进行所有断路器器以及隔离开关的选型和动稳定、热稳定校验。
表5.1 开关电器的选择与校验表
断路器 隔离开关
额电电压
选择项目 额定电流
开断电流
校验项目
动稳定
热稳定
Ue?Ug Ue?Ug
Ie?Igmax Ie?Igmax
Iek?Iz ——
ies?ish ies?ish
It2t?Iz2tk It2t?Iz2tk
从表5.1中：Ue,Ie,Iek—分别为开关电器的额定电压，额定电流和额定开断电流；
Ug,Igmax,Iz—分别为开关电器工作点的线路额定电压，最大负荷电流和三相短路电流稳态值；
ish,ies,It,t—分别为短路电流冲击幅值，开关电器的动稳定电流峰值，热稳定电流及试验时间；
tk—短路计算时间，tk?tpr?tbr?0.05，tpr—继电保护整定时间，tbr—断路器动作
时间。
按照开关电器的选择与校验表所示条件进行计算，选取设备，校验。
5.2 母线选型及校验
母线的选择就是按不同工作条件确定其截面积﹑结构式与材料。同时按短路条件校验短路时发热的稳定性和机械稳定性。母线选择应按正常工作的负荷电流考虑，这种正常工作的电流对于不同条件下又分为按最大长期工作电流，以及按经济电流密度两种情况，将分别介绍。此外：再按短路条件进行校验。 5.2.1 110kV侧母线的选择
(1) 按最大长期工作电流选择母线截面：
根据正常工作下持续发热容许温升的限制，应使最大长期工作电流小于Ial，即
Ial?Ig.max；最大长期工作电流按变压器过载1.3倍考虑，则
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Ig.max?1.3Ie?1.3Se3Ue?109.1749A
由附录中附表3[7]查出铝母线（LMY型）15×3的允许载流量为156A（环境温度为25?时），大于最大工作电流，故初选15×3=45mm2截面的铝母线（单条平放）。
(2) 校验母线的短路热稳定性： 母线在最大负荷时的温度
Ig.max2)(?al??0) Ial2?h??0?(?109.1749? ?25????70?25??47.04
156??短路电流计算时间tk?tpr?tbr?0.1?0.1?0.2s
Qp?22Iz2?10?Itk?Itk2124.732?10?2.792?2.79?tk??0.32?2.67kA2?S
12Qnp?Iz2?Teq?2.76582?0.064?0.4896kA2?S
一般高压系统中Teq?0.05~0.064 本次计算中取0.064.
短路电流热效应：Qk?Qp?Qnp?1.5299?0.4896?2.0995kA2?S 由?h?47.04?，在“图8.6”[2]中查得铝曲线As?0.48?104
Ah?AS?11(Qp?Qnp)?0.48?104?2(2.0995)?106?0.5836?104 S454在“查表8.5” [1]，可得Ah?0.5836?10，对应铝母线曲线的纵坐标为72.5?，即
?z?72.5?C??al?200?C，表明所选截面的母线能满足热稳定性。
(3) 校验母线的机械稳定性： 冲击电流
Ish?Kx?2?I?1.8?1.414?2.7658?7.0396A
三相短路时相间电动力为
2F?3??3Kxishl120?10?7?1.732?7.03962?106??10?7?25.7493N a40母线平放及水平排列时，其抗弯模量为
11W?bh2??0.004?0.042?10.67?10?7m3
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母线的计算应力??MF?l25.7493?1.2???106?2.8959?106Pa W10W10.67由“表8.5”[2]铝母线的允许应力为69?106Pa，???al，满足机械稳定性。 5.2.2 27.5kV侧母线的选择
(1) 27.5kv侧母线选用矩形铝母线（室内选硬母线、室外选软母线） 按最大长期工作电流选择母线截面
Ig.max?1.3Ie?1.3?1.315000?409.4A
3Ue3?27.5Se [2]
由“附录二附表3”，查出铝母线40×4的允许载流量为456A（环境温度为25?时），
大于最大工作电流，故初选40×4=160mm2截面的铝母线（单条平放）。
(2) 校验母线的短路热稳定性： 母线在最大负荷时的温度
Ig.max2)(?al??0) Ial2?h??0?(?436.6996? ?25????70?25??66.2764
456??短路电流计算时间：tk?tpr?tbr?0.1?0.1?0.2s
Qp?22Iz2?10?Itk?Itk22.50522?10?1.792?1.79?tk??0.2?1.2552kA2?S
12122Qnp?IZ?Teq?2.50522?0.064?0.4017kA2?S
一般高压系统中Teq?0.05~0.064，本次计算中取0.064. 短路电流热效应 Qk?Qp?Qnp?1.2552?0.40?171.265 6?9kAS4由?h?66.27?C，在“图6.6中查得铝曲线”[2]Ah?0.5334?10
Ah?AS?11(Qp?Qnp)?0.5334?104?(1.6569)?106?0.5398?104 2S1604在“查表6.6”[2]，可得Ah?0.5398?10，对应铝母线曲线的纵坐标为75?，即
?z?72.5?C??al?200?C，表明所选截面的母线能满足热稳定性。
(3) 校验母线的机械稳定性： 冲击电流
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Ish?Kx?2?I?1.7?1.414?2.5052?6.022A
三相短路时相间电动力为
2F?3??3Kxishl120?10?7?1.732?6.0222?106??10?7?18.843N a40母线平放及水平排列时，其抗弯模量为
11W?bh2??0.004?0.042?10.67?10?7m3
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母线的计算应力
??MF?l18.843?1.2???106?2.1191?106Pa W10W10.67由“表8.5”[2]铝母线的允许应力为69?106Pa，???al，满足机械稳定性。
5.3 高压断路器的选型及校验
对于高压断路器，首先应按使用地点环境，负荷种类及使用技术条件选择断路器的类型和型号，即户内和户外式，以及灭弧介质的种类。对于交流牵引负荷侧，由于故障频繁，从减少运行维修工作量考虑，普遍采用真空断路器。 5.3.1 110kV侧断路器的选型及校验
已知：USN?110kV ish?4.73 Imax?113.6 A tpr?0.2 ta?0.0 6tk?tpr?tin?ta?0.2?0.06?0.06?0.32
224.73?10?2.79?2.792Qz??tk??0.32?2.67kA2?S
1212选用型号的少油断路器，其参数如表5.3所示
22Iz2?10?Itk?Itk表5.3 断路器参数
型号
额定电压 最高电压 额定电流 开断电流 110
126
1150
20
动稳定电流 41
热稳定电流 16
无电流时间 0.3
SW6-110/1250
因为该型号断路器：
UN?110kV USN?110kV 满足要求 IN?1200A>Imax?113.6A 满足要求
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ies?41kA?ish?4.73kA 满足要求 It2?t?15.82?4?998.6kA2?S?2.67kA?S 满足要求 所以，该型号户外高压断路器满足要求。 5.3.2 27.5kV 侧断路器的选择与校验
已知：USN?27.5kV ish?6.05A Imax?6.05 Atpr?0.2 ta?0.0 6tk?tpr?tin?ta?0.2?0.03?0.06?0.29
Qp?22Iz2?10?Itk?Itk2124.732?10?2.792?3.2?tk??0.29?2.4kA2?S
12因为该型号断路器：
满足要求 UN?27.5kV UN?27.5k VIN?600A?Imax?436.7A 满足要求
ies?25kA?ish?6.05kA 满足要求
It2?t?102?4?400kA2?S?2.4kA2?S 满足要求
表5.4 ZN-27.5kV型号的真空断路器
型号
ZN-27.5kV
额定电压 27.5
额定电流 600
额定断开电流 15.8
动稳定电流 25
热稳定电流 10
固有分闸时间 0.03
合闸时间 0.2
所以ZN-27.5型号的真空断路器在27.5kV侧可以使用。
5.4 隔离开关的选择
5.4.1 110kV侧隔离开关选择及校验
选用GW4-110D型号用CS14G手动刀闸的高压隔离开关。 满足： Ue?Ug Ie?Igma x校验：ish?2?50?70.7kA
It2t?202?4?1600A ies?is h It2t?Iz2tk成立
所以GW4-110DW型号用CS14G手动刀闸的高压隔离开关在110kV侧可以使用。110kV
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