1、高低壓電氣設備的選擇1第1頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四電氣設備的選擇1 電氣設備選擇的一般原則2 高壓開關設備的選擇3 低壓開關電器選擇4 母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇5 互感器的選擇2第2頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四 按正常工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號等，按短路情況下校驗開關的開斷能力、短路熱穩定和動穩定。電氣設備選擇的一般原則3第3頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四電氣設備選擇的一般原則1.1 按正常工作條件選擇電氣設備 1電氣設備的額定電壓電氣設備的額定電壓不得低于所接電網的最高運行電壓。2電

2、氣設備的額定電流電氣設備的額定電流不小于該回路的最大持續工作電流或計算電流。3.選擇電氣設備時還應考慮設備的安裝地點、環境及工作條件，合理地選擇設備的類型，如戶內戶外、海拔高度、環境溫度及防塵、防腐、防爆等。4第4頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四1.2 按短路情況進行校驗1短路熱穩定校驗 當系統發生短路，有短路電流通過電氣設備時，導體和電器各部件溫度(或熱量) 不應超過允許值，即滿足熱穩定的條件 式中： I 短路電流的穩態值； tima短路電流的假想時間； It 設備在t秒內允許通過的短時熱穩定電流； t 設備的熱穩定時間。電氣設備選擇的一般原則5第5頁，共56頁，2

3、022年，5月20日，19點17分，星期四電氣設備選擇的一般原則2短路動穩定校驗 當短路電流通過電氣設備時，短路電流產生的電動力應不超過設備的允許應力，即滿足動穩定的條件 或式中： ish ， Ish 短路電流的沖擊值和沖擊有效值; imax ，I max 設備允許的通過的極限電流峰值和有效值。6第6頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四電氣設備選擇的一般原則3開關設備斷流能力校驗 對要求能開斷短路電流的開關設備，如斷路器、熔斷器，其斷流容量不小于安裝處的最大三相短路容量，即： 或 式中： ， 三相最大短路電流與最大短路容量； ， 斷路器的開斷電流與開斷容量。7第7頁，共5

4、6頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四電氣設備選擇的一般原則1.3 常用電氣設備的選擇及校驗項目 供配電系統中的各種電氣設備由于工作原理和特性不同，選擇及校驗的項目也有所不同，常用高低壓設備選擇校驗項目如下：8第8頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四電氣設備選擇的一般原則設備名稱選 擇 項 目校 驗 項 目額定電壓(kV)額定電流 (A)裝置類型(戶內/戶外)準確度級 短路電流開斷能力(kA)二次容量熱穩定動穩定高壓斷路器高壓負荷開關高壓隔離開關高壓熔斷器電流互感器電壓互感器母線電纜支柱絕緣子穿墻套管9第9頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星

5、期四電氣設備選擇的一般原則設備名稱額定電壓(V)額定電流(A)短路電流開斷能力(kA)熱穩定動穩定低壓斷路器（）（）低壓負荷開關（）（）低壓刀開關（）（）低壓熔斷器返回10第10頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇 高壓斷路器、負荷開關、隔離開關和熔斷器的選擇條件基本相同，除了按電壓、電流、裝置類型選擇，校驗熱、動穩定性外，對高壓斷路器、負荷開關和熔斷器還應校驗其開斷能力。11第11頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇2.1 高壓斷路器的選擇1. 斷路器的種類和類型 高壓斷路器應根據設備安裝的條件，環境等來選擇斷路

6、器的類型和種類。常用的斷路器類型主要有少油斷路器、真空斷路器、SF6斷路器，由于真空斷路器、SF6斷路器技術特性比較好，少油斷路器已經逐漸被它們代替。12第12頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇2. 開斷電流選擇 高壓斷路器運行時應可以開斷短路電流，所以斷路器的額定開斷電流應不小于短路電流周期分量的有效值，實際計算中我們一般根據次暫態電流來進行選擇，即： 或 式中： ， 短路電流與短路容量的次暫態值； ， 斷路器的開斷電流與開斷容量。 13第13頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇3. 短路關合電流的選擇 為了保

7、證斷路器在關合短路時的安全，斷路器的額定關合電流需滿足： 式中： 斷路器的額定關合電流（kA）。14第14頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇2.2 高壓隔離開關的選擇例：試選擇如圖所示變壓器 10.5kV側高壓斷路器QF和高壓隔離開關QS。已知圖中K點短路時I=I=4.8kA,繼電保護動作時間tp=1S。擬采用快速開斷的高壓斷路器，其固有分閘的時間ttr=0.1S, 采用彈簧操作機構。15第15頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇斷路器及隔離開關的選擇結果 計 算 數 據 ZN12-10I型斷路器GN6-10型隔

8、離開關工作電壓 10kV最大工作電流 439.9A短路電流 4.8kA短路電流沖擊電流 12.24kA熱穩定性校驗 I2timar=4.821.1=25.34A2s額定電壓 UN=10kV額定電流 IN=630A額定開斷電流 IOFF=25 kA極限過電流峰值imax=80kA熱穩定值 It2t=2523=1875A2sUN=10kVIN=630A-imax=50kAIt2t=1425=980A2s16第16頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇2.3 高壓熔斷器的選擇1額定電壓選擇 對于般的高壓熔斷器，其額定電壓必須大于或等于電網的額定電壓。對于充填石英

9、砂具有限流作用的熔斷器，則只能用在等于其額定電壓的電網中，因為這種類型的熔斷器能在電流達最大值之前就將電流截斷，致使熔斷器熔斷時產生過電壓。17第17頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇2熔斷器熔體額定電流選擇： 熔斷器額定電流應大于或等于所裝熔體額定電流，即 式中： 熔斷器額定電流（A）; 熔體額定電流（A）。18第18頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇選擇時還應必須滿足以下幾個條件：（1）正常工作時熔斷器的熔體不應熔斷，要求熔體額定電流大于或等于通過熔體的最大工作電流。（2）在電動機啟動時，熔斷器的熔體在尖峰

10、電流的作用下不應熔斷。 （3）對于610kV變壓器，凡容量在1000kVA及以下者，可采用熔斷器作為變壓器的短路及過載保護，其熔體額定電流可取為變壓器一次側額定電流的1.42倍。19第19頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇（4）低壓網絡中用熔斷器作為保護時，為了保證熔斷器保護動作的選擇性，一般要求上級熔斷器的熔體額定電流比下級熔斷器的熔體額定電流大兩級以上。（5） 應保證線路在過載或短路時，熔斷器熔體未熔斷前，導線或電纜不至于過熱而損壞。 20第20頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇3熔斷器極限熔斷電流或極限熔

11、斷容量的校驗（1）對有限流作用的熔斷器，由于它們會在短路電流到達沖擊值之前熔斷，因此可按下式校驗斷流能力： 或 式中 ： 、 熔斷器極限熔斷電流和容量； 、 熔斷器安裝處三相短路次暫態有效值和短路容量； 21第21頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇（2）對無限流作用的熔斷器，由于它們會在短路電流到達沖擊值之后時熔斷，因此可按下式校驗斷流能力 式中： 、 熔斷器安裝處三相短路沖擊電流有效值和短路容量；22第22頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇（3）對有斷流容量上、下限值的熔斷器， 其斷流容量的上限值按式(6.2

12、.11)進行校驗；其斷流容量的下限值，在小電流接地系統中按下式校驗： 或 式中 ： 、 熔斷器的斷流電流和容量的下限值； 、 最小運行方式下熔斷器所保護線路末端兩相短路電流的有效值和容量。23第23頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四高壓開關設備的選擇4熔斷器保護靈敏度的校驗 為了保證熔斷器在其保護范圍內發生短路故障時能可靠地熔斷，因此要求滿足： (47) 式中： 熔斷器保護范圍末端短路故障時流過熔斷器最小短路電流。返回24第24頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四低壓開關電器選擇3.1 低壓斷路器的選擇1. 低壓斷路器的種類和類型按用途常分為：配電

13、用斷路器；電動機保護用斷路器;照明用斷路器;漏電保護用斷路器。按結構型式分有塑殼式和框架式兩大類。25第25頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四低壓開關電器選擇2. 低壓斷路器脫扣電流的整定（1)低壓斷路器過流脫扣器額定電流的選擇 過流脫扣器額定電流應大于或等于線路的計算電流，即： 式中： 過流脫扣器額定電流； 線路的計算電流。26第26頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四低壓開關電器選擇（2）瞬時和短延時脫扣器的動作電流的整定 瞬時和短延時脫扣器的動作電流應躲過線路的尖峰電流 瞬時和短延時脫扣器的動作電流整定值； 線路的尖峰電流； 可靠系數。 27

14、第27頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四低壓開關電器選擇（3）長延時脫扣器的動作電流的整定 長延時脫扣器的動作電流應大于或等于線路的計算電流 式中： 長延時脫扣器的動作電流整定值； 可靠系數，取1.1。28第28頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四低壓開關電器選擇（4）過電流脫扣器與導線允許電流的配合 過電流脫扣器的整定電流與導線或電纜的允許電流（修正值）應按下式配合：式中： 導線或電纜的允許載流量； 導線或電纜允許短時過負荷系數 29第29頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四低壓開關電器選擇3. 低壓斷路器保護靈敏度和斷流能

15、力的校驗（1） 低壓斷路器保護靈敏度校驗 1.52 1.52式中： , 在最小運行方式下線路末端發生兩相或單相短路時的短路電流； 兩相短路時的靈敏度,一般取2; 單相短路時的靈敏度,對于框架開關一般取2,對于塑殼開關一般取1.5。30第30頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四低壓開關電器選擇（2）低壓斷路器斷流能力的校驗 對于動作時間在0.02S以上的框架斷路器，其極限分斷電流應不小于通過它的最大三相短路電流的周期分量有效值：式中： 框架斷路器其極限分斷電流； 三相短路電流的周期分量有效值。31第31頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四低壓開關電器選

16、擇 對于動作時間在0.02S以下的塑殼斷路器，其極限分斷電流應不小于通過它的最大三相短路電流沖擊值。 或式中： 、 塑殼斷路器極限分斷電流峰值、效值； 、 三相短路電流沖擊值、沖擊有效值。32第32頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四低壓開關電器選擇3.2 低壓刀開關的選擇 低壓刀開關選擇和校驗選擇時還應注意考慮到以下幾點：（1）極數和類型（2）開斷能力返回33第33頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四4 母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇1 母線的選擇1母線材料和類型選擇 母線的材料有銅和鋁。 母線的截面形狀有矩形、槽形和管形。 三相母線有水平布置和垂

17、直布置兩種布置方式，有立放和平放放置方式。34第34頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇2母線截面的選擇（1）一般匯流母線按長期允許發熱條件選擇截面式中： 母線允許載流量（A）； 通過母線的計算電流（A）。35第35頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇（2）當母線較長或傳輸容量較大時，按經濟電流密度選擇母線截面式中： 經濟截面（mm2）； 通過母線的計算電流（A）； 經濟電流密度（A/ mm2）。 36第36頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四母線、支柱絕緣子和穿墻套管

18、選擇3母線熱穩定性校驗 當系統發生短路時，母線上最高溫度不應超過母線短時允許最高溫度。 式中： ， 母線截面積及最小允許截面(mm2)； 熱穩定系數。 短路電流的假想時間(S)； 短路電流的穩態值(A)。37第37頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇4母線動穩定校驗 當短路沖擊電流通過母線時，母線將承受很大電動力。要求每跨母線中產生的最大應力計算值不大于母線材料允許的抗彎應力,即：式中： 短路時每跨母線中的最大計算應力(Pa); 母線允許抗彎應力(Pa)。38第38頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四母線、支柱絕緣子和穿

19、墻套管選擇 根據材料力學的原理，母線在彎曲時最大相間計算應力為 式中： W母線對垂直于作用力方向軸的截面系數，又稱抗彎矩(m3)。與母線截面形狀，布置方式有關。 M最大彎矩（Nm）。 39第39頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇當母線只有兩段跨距時，最大彎矩M為 當母線跨距數目在兩個以上時,最大彎矩M為式中：F 一跨距長度母線所受電動力(N)； l 母線跨距長度(m)。40第40頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇 校驗母線動穩定時，也可根據母線允許應力計算出最大允許跨距，與實際跨距值比較

20、，即要求： 式中： F1單位長度母線上所受電動力(N/m)。41第41頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇 校驗時，如果不滿足要求，則必須采取措施以減小母線計算應力，具體方法有： 降低短路電流，但需增加電抗器； 增大母線相間距離，但需增加配電裝置尺寸； 增大母線截面，但需增加投資； 減小母線跨距尺寸，但需增加絕緣子； 將立放的母線改為平放，但散熱效果變差。42第42頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇支柱絕緣子與穿墻套管的選擇 支柱絕緣子與穿墻套管的選擇方法分別為：（1）對支柱絕緣子，按額定

21、電壓條件選擇，校驗短路時動穩定性。 （2）穿墻套管按額定電壓和額定電流條件選擇，校驗短路時熱穩定性和動穩定性。 （3）母線型穿墻套管不需按額定電流條件選擇，只需保證套管與母線的尺寸相配合。43第43頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇校驗支柱絕緣子和穿墻套管的動穩定計算如下： 式中： 在短路時作用于絕緣子的計算力（N）； 絕緣子允許的抗彎強度(N); 其中 K受力折算系數，對610kV的絕緣子，當為水平布置且母線立放K=1.4；其他情況為1。 F母線承受的電動力值（N）。44第44頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四母線

22、、支柱絕緣子和穿墻套管選擇穿墻套管熱穩定校驗方法為： 式中： I 短路電流的穩態值（kA）； tima短路電流的假想時間（s）； It 設備在t秒內允許通過的短時熱穩定電流（kA）； t 設備的熱穩定時間（s）。返回45第45頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四5 互感器的選擇 46第46頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四5 互感器的選擇 1 電流互感器的選擇電流互感器按以下條件選擇：(1)選擇額定電壓和額定電流(2)確定裝置類別和結構(3)確定準確度級(4)校驗二次負荷或容量47第47頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四互感器的選擇 電流互感器二次側所接實際負荷Z2或容量S2不超過該準確度級下的最大允許負荷ZN2或容量SN2，即： 或式中：ZN2、SN2電流互感器某一準確度級的允許負荷和容量。 Z2、S2電流互感器二次側所接實際負荷和容量。 48第48頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四互感器的選擇(5)電流互感器動穩定校驗 電流互感器的動穩定性倍數Kes是指電流 互感器允許短時極限通過電流峰值與電流互感器一次側額定電流峰值之比，即： 電流互感器的動穩定性校驗條件為： 49第49頁，共56頁，2022年，5月20日，19點17分，星期四互感器的選擇(6)電流互感器熱穩定性校驗