1、精選優質文檔-傾情為你奉上高壓電氣設備選擇第一節 高壓電氣設備選擇的一般條件和原則為了保障高壓電氣設備的可靠運行，高壓電氣設備選擇與校驗的一般條件有：按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇；按短路條件包括動穩定、熱穩定校驗；按環境工作條件如溫度、濕度、海拔等選擇。由于各種高壓電氣設備具有不同的性能特點，選擇與校驗條件不盡相同，高壓電氣設備的選擇與校驗項目見表7-1。表7-1 高壓電氣設備的選擇與校驗項目設備名稱額定電壓額定電流開斷能力短路電流校驗環境條件其它動穩定熱穩定斷路器操作性能負荷開關操作性能隔離開關操作性能熔斷器上、下級間配合電流互感器電壓互感器二次負荷、準確等級支柱絕緣字

2、二次負荷、準確等級穿墻套管母線電纜注：表中“”為選擇項目，“”為校驗項目。一、按正常工作條件選擇高壓電氣設備（一）額定電壓和最高工作電壓高壓電氣設備所在電網的運行電壓因調壓或負荷的變化，常高于電網的額定電壓，故所選電氣設備允許最高工作電壓Ualm不得低于所接電網的最高運行電壓。 一般電氣設備允許的最高工作電壓可達1.11.15UN ，而實際電網的最高運行電壓Usm一般不超過1.1UNs，因此在選擇電氣設備時，一般可按照電氣設備的額定電壓UN不低于裝置地點電網額定電壓UNs的條件選擇，即 UN UNs （7-1）（二）額定電流電氣設備的額定電流IN是指在額定環境溫度下，電氣設備的長期允許通過電流

3、。IN應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續工作電流Imax，即IN Imax （7-2）計算時有以下幾個應注意的問題：（1）由于發電機、調相機和變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應回路的Imax為發電機、調相機或變壓器的額定電流的1.5倍；（2）若變壓器有過負荷運行可能時， Imax應按過負荷確定（1.32倍變壓器額定電流）；（3）母聯斷路器回路一般可取母線上最大一臺發電機或變壓器的Imax；（4）出線回路的Imax除考慮正常負荷電流（包括線路損耗）外，還應考慮事故時由其它回路轉移過來的負荷。（三）按環境工作條件校驗在選擇電氣設備時，還應考慮電氣設備安裝地點的環境(尤須注意小

4、環境)條件，當氣溫、風速、溫度、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環境條件超過一般電氣設備使用條件時，應采取措施。例如:當地區海拔超過制造部門的規定值時，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，一般當海拔在10003500m范圍內，若海拔比廠家規定值每升高l00m，則電氣設備允許最高工作電壓要下降1%。當最高工作電壓不能滿足要求時，應采用高原型電氣設備，或采用外絕緣提高一級的產品。對于110kV及以下電氣設備，由于外絕緣裕度較大，可在海拔2000m以下使用。當污穢等級超過使用規定時，可選用有利于防污的電瓷產品，當經濟上合理時可采用屋內配電裝置。當周圍環境溫

5、度0和電氣設備額定環境溫度不等時，其長期允許工作電流應乘以修正系數K，即 （7-3）我國目前生產的電氣設備使用的額定環境溫度N=40。如周圍環境溫度0高于40(但低于60)時，其允許電流一般可按每增高1，額定電流減少1.8%進行修正，當環境溫度低于40時，環境溫度每降低1，額定電流可增加0.5%，但其最大電流不得超過額定電流的20%。二、按短路條件校驗（一）短路熱穩定校驗短路電流通過電氣設備時，電氣設備各部件溫度(或發熱效應)應不超過允許值。滿足熱穩定的條件為 （7-4） 式中 It 由生產廠給出的電氣設備在時間t秒內的熱穩定電流。I短路穩態電流值。 t與It相對應的時間。tdz短路電流熱效應

6、等值計算時間。（二）電動力穩定校驗電動力穩定是電氣設備承受短路電流機械效應的能力，也稱動穩定。滿足動穩定的條件為 (7-5) 或 （7-6）式中 ich、Ich短路沖擊電流幅值及其有效值；ies 、Ies電氣設備允許通過的動穩定電流的幅值及其有效值。下列幾種情況可不校驗熱穩定或動穩定：（1）用熔斷器保護的電器，其熱穩定由熔斷時間保證，故可不校驗熱穩定。（2）采用限流熔斷器保護的設備，可不校驗動穩定。（3）裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電氣設備可不校驗動、熱穩定。（三）短路電流計算條件為使所選電氣設備具有足夠的可靠性、經濟性和合理性，并在一定時期內適應電力系統發展的需要，作校驗用的短路電流應按

7、下列條件確定。（1）容量和接線按本工程設計最終容量計算，并考慮電力系統遠景發展規劃(一般為本工程建成后510年)；其接線應采用可能發生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時并列的接線方式(如切換廠用變壓器時的并列)。（2）短路種類一般按三相短路驗算，若其它種類短路較三相短路嚴重時，則應按最嚴重的情況驗算。（3）計算短路點選擇通過電器的短路電流為最大的那些點為短路計算點。（四）短路計算時間校驗熱穩定的等值計算時間tdz為周期分量等值時間tz及非周期分量等值時間tfz之和，對無窮大容量系統，顯然tz按和短路電流持續時間相等,按繼電保護動作時間tpr和相應斷路器的全開斷時間tab之

8、和，即tz=tb+tkd (7-7)而 tkd=tgf+th式中tkd斷路器全開斷時間；td保護動作時間；tgf斷路器固有分閘時間，可查附錄1；th斷路器開斷時電弧持續時間，對少油斷路器為0.040.06s，對SF6和壓縮空氣斷路器約為0.020.04s。開斷電器應能在最嚴重的情況下開斷短路電流，考慮到主保護拒動等原因，按最不利情況，取后備保護的動作時間。第二節 高壓斷路器、隔離開關、重合器和分段器的選擇一、高壓斷路器的選擇高壓斷路器選擇及校驗條件除額定電壓、額定電流、熱穩定、動穩定校驗外，還應注意以下幾點：（一）斷路器種類和型式的選擇高壓斷路器應根據斷路器安裝地點、環境和使用條件等要求選擇其

9、種類和型式。由于少油斷路器制造簡單、價格便宜、維護工作量較少，故在3220kV系統中應用較廣，但近年來，真空斷路器在35kV及以下電力系統中得到了廣泛應用，有取代油斷路器的趨勢。SF6斷路器也已在向中壓1035kV發展，并在城鄉電網建設和改造中獲得了應用。高壓斷路器的操動機構，大多數是由制造廠配套供應，僅部分少油斷路器有電磁式、彈簧式或液壓式等幾種型式的操動機構可供選擇。一般電磁式操動機構需配專用的直流合閘電源，但其結構簡單可靠；彈簧式結構比較復雜，調整要求較高；液壓操動機構加工精度要求較高。操動機構的型式，可根據安裝調試方便和運行可靠性進行選擇。（二）額定開斷電流選擇在額定電壓下，斷路器能保

10、證正常開斷的最大短路電流稱為額定開斷電流。高壓斷路器的額定開斷電流INbr，不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量Izt，即INbrIzt （7-8）當斷路器的INbr較系統短路電流大很多時，為了簡化計算，也可用次暫態電流I"進行選擇即INbrI" （7-9）我國生產的高壓斷路器在做型式試驗時，僅計入了20%的非周期分量。一般中、慢速斷路器，由于開斷時間較長(>0.1s)，短路電流非周期分量衰減較多，能滿足國家標準規定的非周期分量不超過周期分量幅值20%的要求。使用快速保護和高速斷路器時，其開斷時間小于0.1s，當在電源附近短路時，短路電流的非周期分量可能超過周期分量

11、的20%，因此需要進行驗算。短路全電流的計算方法可參考有關手冊，如計算結果非周期分量超過20%以上時，訂貨時應向制造部門提出要求。裝有自動重合閘裝置的斷路器，當操作循環符合廠家規定時，其額定開斷電流不變。（三）短路關合電流的選擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，動、靜觸頭間在未接觸時即有巨大的短路電流通過(預擊穿)，更容易發生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞。且斷路器在關合短路電流時，不可避免地在接通后又自動跳閘，此時還要求能夠切斷短路電流，因此，額定關合電流是斷路器的重要參數之一。為了保證斷路器在關合短路時的安全，斷路器的額定關合電流iNcl不應小于短路電流最大沖擊值

12、ich ， 即iNclich (7-10)二、隔離開關的選擇隔離開關選擇及校驗條件除額定電壓、額定電流、熱穩定、動穩定校驗（以上參見本章第一節）外，還應注意其種類和形式的選擇，尤其屋外式隔離開關的型式較多，對配電裝置的布置和占地面積影響很大，因此其型式應根據配電裝置特點和要求以及技術經濟條件來確定。隔離開關選型參考表使用場合特 點參 考 型 號屋內屋內配電裝置成套高壓開關柜三級， 10kV以下GN2，GN6，GN8，GN19發電機回路，大電流回路單極，大電流300013000AGN10三級，15kV，200600AGN11三級，10kV，大電流20003000AGN18，GN22，GN2單極，

13、插入式結構，帶封閉罩20 kV，大電流1000013000AGN14屋外220kV及以下各型配電裝置雙柱式，220kV及以下GW4高型，硬母線布置V型，35110kVGW5硬母線布置單柱式，220500 kVGW620kV及以上中型配電裝置三柱式，220500 kVGW7例7-1 如右圖所示降壓變電所中一臺變壓器，容量為7500kVA，其短路電壓百分值為Ud%=7.5，二次母線電壓為10kV，變電所由無限大容量系統供電，二次母線上短路電流為 I"=I=5.5kA。作用于高壓斷路器的定時限保護裝置的動作時限為ls，瞬時動作的保護裝置的動作時限為0.05s，擬采用高速動作的高壓斷路器，其

14、固有開斷時間為0.05s，滅弧時間為0.05s，斷路器全開斷時間則為tkd=0.05+0.05=0.1s，試選擇高壓斷路器與隔離開關。解：通過所選斷路器的工作電流為I.max=433A短路電流沖擊值為 ich=2.55 I"=14kA短路電流熱效應的等值計算時間為 tz=t=tb+tkd=1+0.1=1.1s>1s,可忽略tfz,z則tdz= tz=1.1s根據上述計算數據結合具體情況和選擇條件，由產品樣本或附錄1、2選擇戶內SN10-10I-600型的高壓斷路器和GN7-10-600型的隔離開關，經短路穩定性校驗，均合格。將計算數據和其額定數據列于表7-3中，并選取CD10與

15、CS7-lT型操作機構。表 選用SN10-10I-600型高壓斷路器和GN7-10-600型隔離開關數據表計算數據SN10-10I-600型高壓斷路器GN7-10-600型隔離開關安裝網路的額定電壓10kV通過電器的工作電流433A短路電流I"=I=5. 5kA短路電流沖擊值ich=14kA熱校驗計算值I2tdz=5.52×1.1=33.3kA2sUN=10kVIN=600AINcl=20.2kAimax=52kAIt2t=20.22×4=1632 kA2sUN=10kVIN=600Aimax=52kAIt2t=202×5=2000kA2s三、重合器和分

16、段器的選擇（一）重合器的選擇選用重合器時，要使其額定參數滿足安裝地點的系統條件，具體要求有:1. 額定電壓 重合器的額定電壓應等于或大于安裝地點的系統最高運行電壓。2. 額定電流 重合器的額定電流應大于安裝地點的預期長遠的最大負荷電流。除此，還應注意重合器的額定電流是否滿足觸頭載流、溫升等因素而確定的參數。為滿足保護配合要求，還應選擇好串聯線圈和電流互感器的額定電流。通常，選擇重合器額定電流時留有較大的裕度。選擇串聯線圈時應以實際預期負荷為準。3. 確定安裝地點最大故障電流。 重合器的額定短路開斷電流應大于安裝地點的長遠規劃最大故障電流。4. 確定保護區域未端最小故障電流重合器的最小分閘電流應

17、小于保護區段最小故障電流。對液壓控制重合器，這主要涉及選擇串聯線圈額定電流問題:電流裕度大時，可適應負荷的增加并可避免對涌流過于敏感;而電流裕度小時，可對小故障電流反應敏感。有時，可將重合器保護區域的末端直接選在故障電流至少為重合器最小分閘電流的1.5倍處，以保證滿足該項要求。5. 與線路其他保護設備配合這主要是比較重合器的電流時間特性曲線，操作順序和復歸時間等特性，與線路上其他重合器、分段器、熔斷器的保護配合，以保證在重合器后備保護動作或在其他線路元件發生損壞之前，重合器能夠及時分斷。（二）分段器的選擇選用分段器時，應注意以下問題:1. 啟動電流分段器的額定啟動電流應為后備保護開關最小分閘電

18、流的80%。當液壓控制分段器與液壓控制重合器配合使用時，分段器與重合器選用相同額定電流的串聯線圈即可。因為液壓分段器的啟動電流為其串聯線圈額定電流的1.6倍，而液壓重合器的最小分閘電流為其串聯線圈額定電流的2倍。電子控制分段器的啟動電流可根據其額定電流直接整定，但必須滿足上述"80%"原則。電子重合器整定值為實際動作值，應考慮配合要求。2. 記錄次數分段器的計數次數應比后備保護開關的重合次數少一次。當數臺分段器串聯使用時，負荷側分段器應依次比其電源側分段器的計數次數少一次。在這種情況下，液壓分段器通常不用降低其啟動電流值的方法來達到各串聯分段器之間的配合，而是采用不同的計數

19、次數來實現，以免因網絡中涌流造成分段器誤動。3. 記憶時間必須保證分段器的記憶時間大于后備保護開關動作的總累積時間，否則分段器可能部分地"忘記"故障開斷的分閘次數，導致后備保護開關多次不必要的分閘或分段器與前級保護都進入閉鎖狀態，使分段器起不到應有的作用。液壓控制分段器的記憶時間不可調節，它由分閘活塞的復位快慢所決定。復位快慢又與液壓機構中油粘度有關。第三節 互感器的選擇一、電流互感器的選擇（一） 電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇應滿足：UN1UNs （7-11） IN1I.max （7-12）式中UN1、IN1電流互感器一次額定電壓

20、和電流。為了確保所供儀表的準確度，互感器的一次側額定電流應盡可能與最大工作電流接近。（二）二次額定電流的選擇電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種，一般強電系統用5A， 弱電系統用1A。（三）電流互感器種類和型式的選擇在選擇互感器時，應根據安裝地點(如屋內、屋外)和安裝方式(如穿墻式、支持式、裝入式等)選擇相適應的類別和型式。選用母線型電流互感器時，應注意校核窗口尺寸。（四）電流互感器準確級的選擇為保證測量儀表的準確度，互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級。例如:裝于重要回路(如發電機、調相機、變壓器、廠用饋線、出線等)中的電能表和計費的電能表一般采用0.51級表，相應的互感器的準確級

21、不應低于0.5級；對測量精度要求較高的大容量發電機、變壓器、系統干線和500kV級宜用0.2級。供運行監視、估算電能的電能表和控制盤上儀表一般皆用11.5級的，相應的電流互感器應為0.51級。供只需估計電參數儀表的互感器可用3級的。當所供儀表要求不同準確級時，應按相應最高級別來確定電流互感器的準確級。（五）二次容量或二次負載的校驗為了保證互感器的準確級，互感器二次側所接實際負載Z2l或所消耗的實際容量荷S2應不大于該準確級所規定的額定負載ZN2或額定容量SN2（ZN2及SN2均可從產品樣本或附錄3查到），即 SN2S2= IN22 Z2l (7-13)或 ZN2 Z2lRwi+Rtou + R

22、m + Rr (7-14) 式中 Rm ， Rr 電流互感器二次回路中所接儀表內阻的總和與所接繼電器內阻的總和，可由產品樣本或附錄9中查得。Rwi 電流互感器二次聯接導線的電阻。Rtou 電流互感器二次連線的接觸電阻，一般取為0.1。將(7-13)代入(7-12)并整理得：Rwi （7-15）因為 A=，所以 A (7-16)式中 A ， lca一電流互感器二次回路連接導線截面積（mm2）及計算長度（mm）。按規程要求聯接導線應采用不得小于1.5 mm2的銅線，實際工作中常取2.5mm2的銅線。當截面選定之后，即可計算出聯接導線的電阻Rwi。有時也可先初選電流互感器，在已知其二次側連接的儀表及

23、繼電器型號的情況下，利用式（7-16）確定連接導線的截面積。但須指出，只用一只電流互感器時電阻的計算長度應取連接長度2倍，如用三只電流互感器接成完全星形接線時，由于中線電流近于零，則只取連接長度為電阻的計算長度。若用兩只電流互感器接成不完全星形結線時，其二次公用線中的電流為兩相電流之向量和，其值與相電流相等，但相位差為60，故應取連接長度的倍為電阻的計算長度。（六）熱穩定和動穩定校驗（1）電流互感器的熱穩定校驗只對本身帶有一次回路導體的電流互感器進行。電流互感器熱穩定能力常以1S允許通過的一次額定電流IN1的倍數Kh來表示，故熱穩定應按下式校驗(KhIN1)2 I2tdz (7-17)式中 K

24、h，IN1 由生產廠給出的電流互感器的熱穩定倍數及一次側額定電流。I ，tdz 短路穩態電流值及熱效應等值計算時間。（2） 電流互感器內部動穩定能力，常以允許通過的一次額定電流最大值的倍數kmo一動穩定電流倍數表示，故內部動穩定可用下式校驗KmoIN1ich (7-18)式中 Kmo，IN1 由生產廠給出的電流互感器的動穩定倍數及一次側額定電流。ich 故障時可能通過電流互感器的最大三相短路電流沖擊值。由于鄰相之間電流的相互作用，使電流互感器絕緣瓷帽上受到外力的作用，因此，對于瓷絕緣型電流互感器應校驗瓷套管的機械強度。瓷套上的作用力可由一般電動力公式計算，故外部動穩定應滿足Fal0.5

25、5;1.73×10-7ich2 (N) (7-19)式中 Fal作用于電流互感器瓷帽端部的允許力；l一電流互感器出線端至最近一個母線支柱絕緣子之間的跨距。系數0.5表示互感器瓷套端部承受該跨上電動力的一半。例7-2 試就例7-1中已知條件，選擇圖7-1中所示的電流互感器。擬將電流互感器裝在JYN2-10型高壓開關柜內，并選取兩個鐵芯級的，其中一個供給儀表，所接儀表的電路，如圖7-2所示。另一個供給繼電保護。解：根據UN=l0kV、Imax=433A，選擇戶內型0.5/P級的LZZJB7-10型，一次額定電流為600A的電流互感器。其中0.5級供測量儀表，P級供繼電保護裝置用。根據附錄

26、9查得各種儀表每個電流線圈的負載值，分別列于圖7-2中，由圖可知，A相電流互感器的儀表線圈最多，其總負載值為Rm=0.12+0.058+0.02+0.02=0.218，取導線的接觸電阻Rtou=0.1，如果聯接導線采用2.5mm2的銅線，則導線的電阻為Rwi=0.065，故Z2lRwi+Rtou + Rm =0.218+0.065+0.1=0.383又根據附錄3查得LZZJB7-10型電流互感器0.5級的ZN2=0. 4 。顯然ZN2> Z2l，按二次容量校驗合格。同時由附錄3尚可查得LZZJB7-10型電流互感器的動穩定倍數Kmo=70與ls的熱穩定倍數kh=55，則短路的穩定性校驗:

27、(KhIN1)2=(55×0.6)2=1089kA2s> I2tdz=5.52×1.1=33.3 kA2sKmoIN1=×0.6×70=59.4 kA >ich =14 kA 飛故選取LZZJB6 106000.5/P型的電流互感器完全適合。二、電壓互感器的選擇（一）電壓互感器一次回路額定電壓選擇為了確保電壓互感器安全和在規定的準確級下運行，電壓互感器一次繞組所接電力網電壓應在（1.10.9）UN1范圍內變動，即滿足下列條件1.1 UN1> UNs>0.9 UN1 (7-20)式中 UN1 電壓互感器一次側額定電壓。選擇時，滿足U

28、N1= UNs 即可。（二）電壓互感器二次側額定電壓的選擇電壓互感器二次側額定線間電壓為100V，要和所接用的儀表或繼電器相適應。（三）電壓互感器種類和型式的選擇電壓互感器的種類和型式應根據裝設地點和使用條件進行選擇，例如：在635kV屋內配電裝置中，一般采用油浸式或澆注式； 110220kV配電裝置通常采用串級式電磁式電壓互感器；220kV及其以上配電裝置，當容量和準確級滿足要求時，也可采用電容式電壓互感器。（四）準確級選擇和電流互感器一樣，供功率測量、電能測量以及功率方向保護用的電壓互感器應選擇0.5級或1級的，只供估計被測值的儀表和一般電壓繼電器的選用3級電壓互感器為宜。（五）按準確級和

29、額定二次容量選擇首先根據儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器接線方式，并盡可能將負荷均勻分布在各相上，然后計算各相負荷大小，按照所接儀表的準確級和容量選擇互感器的準確級額定容量。有關電壓互感器準確級的選擇原則，可參照電流互感器準確級選擇。一般供功率測量、電能測量以及功率方向保護用的電壓互感器應選擇0.5級或1級的，只供估計被測值的儀表和一般電壓繼電器的選用3級電壓互感器為宜。電壓互感器的額定二次容量（對應于所要求的準確級）SN2，應不小于電壓互感器的二次負荷S2，即SN2S2 (7-21)S2= (7-22)式中S0、P0 、Q0各儀表的視在功率、有功功率和無功功率。cos各儀表的功率因數。如果

30、各儀表和繼電器的功率因數相近，或為了簡化計算起見，也可以將各儀表和繼電器的視在功率直接相加，得出大于S2的近似值，它若不超過SN2，則實際值更能滿足式(7-21)的要求。由于電壓互感器三相負荷常不相等，為了滿足準確級要求，通常以最大相負荷進行比較。計算電壓互感器各相的負荷時，必須注意互感器和負荷的接線方式。例7-3 已知某35kV變電所低壓側10kV母線上接有有功電能表10只、有功功率表3只、無功功率表1只、母線電壓表及頻率表各1只，絕緣監視電壓表3只、電壓互感器及儀表接線和負荷分配如圖7-3和表7-5所示。試選擇供10kV母線測量用的電壓互感器。圖7-3測量儀表與電壓互感器的連接圖圖7-3

31、測量儀表與電壓互感器的連線圖解 鑒于10.5kV為中性點不接地系統，電壓互感器除供測量儀表外，還用來作交流電網絕緣監視，因此，查附錄4，選用JSJW-10型三相五柱式電壓互感器(也可選用3只單相JDZJ-10型澆注絕緣TV，但不能用JDJ或JDZ型TV接成星形)，其一、二次電壓為/0.1/kV。由于回路中接有計費用電能表，故電壓互感器選用0.5準確級。與此對應，互感器三相總的額定容量為120VA。電壓互感器接線為YN，yn，d0。查附錄9得各儀表型號及參數，連同初步計算結果列于表7-5中。表7-5 電壓互感器備相負荷分配(不完全星形負荷部分)儀表名稱及型號每線圈消耗功率(VA)儀表電壓線圈儀表

32、數目AB相BC相COSsinPabQabPbcQbc有功功率表46D1-W0.6131.81.8無功功率表46D1-var0.5110.50.5有功電能表DS11.50.380.925105.713.95.713.9頻率表46L1-Hz1.2111.2電壓表16L1-V0.3110.3總計9.213.98.313.9根據表7-5可求出不完全星形部分負荷為Sab= =16.7(VA) cosab=Pab/Sab=9.2/16.7=0.55 ab=56.6oSbc= =16.2(VA) cosbc=Pbc/Sbc=8.3/16.2=0.51 bc=59.2o由于每相上還接有絕緣監視電壓表V（=0.

33、3W， =0），故A相負荷為PA=Sab cos(ab-30 o)+ =×16.7 cos(56.6 o-30 o)+0.3=8.62(W)QA=Sab sin(ab-30 o) =×16.7 sin(56.6 o-30 o) =4.3(var)B相負荷為PB=Sab cos(ab+30 o)+ Sbc cos(bc-30 o)+=16.7 cos(56.6 o+30 o)+ 16.2 cos(59.2 o-30 o)+0.3=9.04(W)QB= Sab sin(ab+30 o)+ Sbc sin(bc-30 o) =16.7 sin(56.6 o+30 o)+ 16.2

34、 sin(59.2 o-30 o)=14.2(var)顯而易見，B相負荷較太，故應按B相總負荷進行校驗SB=16.8<(VA)故所選JSJW-l0型互感器滿足要求。第四節 高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器按額定電壓、額定電流、開斷電流和選擇性等項來選擇和校驗。一、額定電壓選擇對于一般的高壓熔斷器，其額定電壓UN必須大于或等于電網的額定電壓UNs。但是對于充填石英砂有限流作用的熔斷器，則不宜使用在低于熔斷器額定電壓的電網中，這是因為限流式熔斷器滅弧能力很強，在短路電流達到最大值之前就將電流截斷，致使熔體熔斷時因截流而產生過電壓，其過電壓倍數與電路參數及熔體長度有關，一般在UNs=UN的電網中，過

35、電壓倍數約22.5倍，不會超過電網中電氣設備的絕緣水平，但如在UNs<UN的電網中，因熔體較長，過電壓值可達3.54倍相電壓，可能損害電網中的電氣設備。二、額定電流選擇熔斷器的額定電流選擇，包括熔管的額定電流和熔體的額定電流的選擇。（一）熔管額定電流的選擇為了保證熔斷器載流及接觸部分不致過熱和損壞，高壓熔斷器的熔管額定電流應滿足式（7-22）的要求，即 INft INfs （7-23）式中 INft熔管的額定電流； INfs熔體的額定電流（二）熔體額定電流選擇為了防止熔體在通過變壓器勵磁涌流和保護范圍以外的短路及電動機自啟動等沖擊電流時誤動作，保護35kV及以下電力變壓器的高壓熔斷器，其

36、熔體的額定電流可按式(7-23)選擇，即 INfs =KImax (7-24)式中K可靠系數(不計電動機自啟動時K=1.11.3，考慮電動機自啟動時K=1.52.0)；Imax一電力變壓器回路最大工作電流。用于保護電力電容器的高壓熔斷器的熔體，當系統電壓升高或波形畸變引起回路電流增大或運行過程中產生涌流時不應誤熔斷，其熔體按式(7-25)選擇，即INfs =KINc (7-25)式中K一可靠系數(對限流式高壓熔斷器，當一臺電力電容器時K=1.52.0，當一組電力電容器時K=1.31.8)； INc一電力電容器回路的額定電流。三、熔斷器開斷電流校驗INbrIch(或I") （7-26）

37、式中INbr熔斷器的額定開斷電流對于沒有限流作用的熔斷器，選擇時用沖擊電流的有效值Ich 進行校驗；對于有限流作用的熔斷器，在電流達最大值之前已截斷，故可不計非周期分量影響，而采用I"進行校驗。四、熔斷器選擇性校驗為了保證前后兩級熔斷器之間或熔斷器與電源(或負荷)保護裝置之間動作的選擇性，應進行熔體選擇性校驗。各種型號熔斷器的熔體熔斷時間可由制造廠提供的安秒特性曲線上查出。如圖7-4所示，為兩個不同熔體的安秒特性曲線（INfs1 <INfs1），同一電流同時通過此二熔體時，熔體1先熔斷。所以，為了保證動作的選擇性，前一級熔體應采用熔體1，后一級熔體應采用熔體2。對于保護電壓互感

38、器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及斷流容量兩項來選擇。第五節 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇一、絕緣子簡介絕緣子俗稱為絕緣瓷瓶,它廣泛地應用在發電廠和變電所的配電裝置、變壓器、各種電器以及輸電線之中。用來支持和固定裸載流導體，并使裸導體與地絕緣,或者用于使裝置和電氣設備中處在不同電位的載流導體間相互絕緣。因此,要求絕緣子必須具有足夠的電氣絕緣強度、機械強度、耐熱性和防潮性等等。絕緣子按安裝地點,可分為戶內(屋內)式和戶外(屋外)式兩種。按結構用途可分為支持絕緣子和套管絕緣子。（一）支柱絕緣子支柱絕緣子又分為戶內式和戶外式兩種。戶內式支柱絕緣子廣泛應用在3110kV各種電壓等級的電網中。1. 戶內式

39、支柱絕緣子戶內式支柱絕緣子可分為外膠裝式、內膠裝式及聯合膠裝式等三種。2. 戶外式支柱絕緣子戶外支柱絕緣子有針式和實心棒式兩種。圖7-6所示為戶外支柱絕緣子結構圖。它主要由絕緣瓷體2、4,鑄鐵帽5和具有法蘭盤的裝腳1組成。（二）套管絕緣子套管絕緣子簡稱為套管。套管絕緣子按其安裝地點可分戶內式和戶外式兩種。1.戶內式套管絕緣子戶內式套管絕緣子根據其載流導體的特征可分為以下三種型式：采用矩形截面的載流體、采用圓形截面的載流導體和母線型。前兩種套管載流導體與其絕緣部分制做成一個整體,使用時由載流導體兩端與母線直接相連。而母線型套管本身不帶載流導體,安裝使用時,將原載流母線裝于該套管的矩形窗口內。2.

40、戶外式套管絕緣子戶外式套管絕緣子用于將配電裝置中的戶內載流導體與戶外載流導體之間的連接處,例如線路引出端或戶外式電器由接地外殼內部向外引出的載流導體部分。因此,戶外式套管絕緣子兩端的絕緣分別按戶內外兩種要求設計二、支柱絕緣子及穿墻套管的選擇支柱絕緣子和穿墻套管的選擇和校驗項目見表7-6。項目額定電壓額定電流熱穩定動穩定支持絕緣子式（7-1）式（7-26）穿墻套管式（7-2）式（7-4）支柱絕緣子及穿墻套管的動穩定性應滿足式（7-26）的要求：FalFca （7-27）式中Fal 支柱絕緣子或穿墻套管的允許荷重。Fca 加于支柱絕緣子或穿墻套管上的最大計算力。Fal可按生產廠家給出的破壞荷重Fd

41、b的60%考慮，即Fal=0.6 Fdb (N) (7-28)Fca即最嚴重短路情況下作用于支柱絕緣子或穿墻套管上的最大電動力，由于母線電動力是作用在母線截面中心線上，而支持絕緣子的抗彎破壞荷重是按作用在絕緣子帽上給出的，二者力臂不等，短路時作用于絕緣子帽上的最大計算力為：Fca=Fmax (N) (7-29)式中Fmax 最嚴重短路情況下作用于母線上的最大電動力。H1 支柱絕緣子高度(mm)。H 從絕緣子底部至母線水平中心線的高度（mm）。b 一母線支持片的厚度，一般豎放矩形母線b=18mm;平放矩形母線b=12mm。Fmax的計算說明如下：布置在同一平面內的三相母線，在發生短路時，支持絕緣

42、子所受的力為Fmax=1.73 (7-30)式中 a母線間距（m）Lca一計算跨距（m）。對母線中間的支持絕緣子，Lca 取相鄰跨距之和的一半。對母線端頭的支持絕緣子，Lca 取相鄰跨距的一半，對穿墻套管，則取套管長度與相鄰跨距之和的一半。第六節 母線和電纜的選擇一、母線的選擇與校驗母線一般按 母線材料、類型和布置方式； 導體截面； 熱穩定； 動穩定等項進行選擇和校驗； 對于110kV以上母線要進行電暈的校驗； 對重要回路的母線還要進行共振頻率的校驗。(一) 母線材料、類型和布置方式（1）配電裝置的母線常用導體材料有銅、鋁和鋼。銅的電阻率低，機械強度大，抗腐蝕性能好價格較貴。（2）常用的硬母線

43、截面有矩形、槽形和管形。矩形母線常用于35kV及以下、電流在4000A及以下的配電裝置中。槽形母線機械強度好，載流量較大，集膚效應系數也較小，一般用于40008000A的配電裝置中。管形母線集膚效應系數小，機械強度高，管內還可通風和通水冷卻，因此，可用于8000A以上的大電流母線。（3）母線的散熱性能和機械強度與母線的布置方式有關 (二) 母線截面的選擇除配電裝置的匯流母線及較短導體(20m以下)按最大長期工作電流選擇截面外，其余導體的截面一般按經濟密度選擇。1.按最大長期工作電流選擇母線長期發熱的允許電流Ial ， 應不小于所在回路的最大長期工作電流Imax，即KIalImax （7-31）

44、式中 Ial一相對于母線允許溫度和標準環境條件下導體長期允許電流；K一綜合修正系數，與環境溫度和導體連接方式等有關。2.按經濟電流密度選擇按經濟電流密度選擇母線截面可使年綜合費用最低，年綜合費用包括電流通過導體所產生的年電能損耗費、導體投資和折舊費、利息等。從降低電能損耗角度看，母線截面越大越好，而從降低投資、折舊費和利息的角度，則希望截面越小越好。綜合這些因素，使年綜合費用最小時所對應的母線截面稱為母線的經濟截面，對應的電流密度稱為經濟電流密度。按經濟電流密度選擇母線截面按下式計算Sec= (7-32)式中 Imax通過導體的最大工作電流； Jec經濟電流密度在選擇母線截面時，應盡量接近按式

45、(7-32)計算所得到的截面，當無合適規格的導體時，為節約投資，允許選擇小于經濟截面的導體。并要求同時滿足式（7-31）的要求。(三) 母線熱穩定校驗按正常電流及經濟電流密度選出母線截面后，還應按熱穩定校驗。按熱穩定要求的導體最小截面為 （7-33）式中 短路電流穩態值 （A）Ks集膚效應系數，對于矩形母線截面在100mm2以下，Ks=1。tdz熱穩定計算時間； C一熱穩定系數（四）母線的動穩定校驗各種形狀的母線通常都安裝在支持絕緣子上，當沖擊電流通過母線時，電動力將使母線產生彎曲應力， 因此必須校驗母線的動穩定性。安裝在同一平面內的三相母線，其中間相受力最大，即Fmax=1.732×

46、;10-7Kf (N) (7-34)式中 Kf母線形狀系數，當母線相間距離遠大于母線截面周長時， Kf =1。l母線跨距(m)； a母線相間距(m)。母線通常每隔一定距離由絕緣瓷瓶自由支撐著。因此當母線受電動力作用時，可以將母線看成一個多跨距載荷均勻分布的梁，當跨距段在兩段以上時，其最大彎曲力矩為 (7-35)若只有兩段跨距時，則 (7-36)式中 Fmax 一個跨距長度母線所受的電動力（N）。母線材料在彎曲時最大相間計算應力為 (7-37)式中 W一母線對垂直于作用力方向軸的截面系數，又稱抗彎矩（m3），其值與母線截面形狀及布置方式有關。要想保證母線不致彎曲變形而遭到破壞，必須使母線的計算應

47、力不超過母線的允許應力，即母線的動穩定性校驗條件為 （7-38）式中 一母線材料的允許應力，對硬鋁母線民=69MPa;對硬銅母線=137MPa。如果在校驗時， ，則必須采取措施減小母線的計算應力，具體措施有：將母線由豎放改為平放；放大母線截面，但會使投資增加；限制短路電流值能使大大減小，但須增設電抗器；增大相間距離a；減小母線跨距l的尺寸，此時可以根據母線材料最大允許應力來確定絕緣瓷瓶之間最大允許跨距，由式7-35和式7-37可得 （7-39）式中 F1單位長度母線上所受的電動力（N/m）當矩形母線水平放置時，為避免導體因自重而過分彎曲，所選取的跨距一般不超過1.52m。考慮到絕緣子支座及引下線安裝方便，常選取絕緣子跨距等于配電裝置間隔的寬度。例7-4 試就例7-1已知條件選擇10kV的矩形母線以及絕緣瓷瓶。已知母線以及絕緣瓷瓶擬裝于JYN2-10型高壓開關柜中呈垂直布置，且矩形母線平放于支持瓷瓶上，母線相間距離為a=250mm,跨距長取決于柜寬，即l=1000mm，取母線的形狀系數Kf=1，年最大負荷利用小時數為6000h。環境溫度為300C解：在例7-1中已求得通過母線的工作電流為Iw.max=433A,根據允許發熱條件，按附錄6選取40×5mm2的矩形鋁母線，其允許電流為515A，考慮到環境溫度修正系