第六章导体和电气设备的原理14

1、第六章第六章 导体和电气导体和电气设备的原理与选择设备的原理与选择2第一节第一节 电气设备选择的一般条件电气设备选择的一般条件第二节第二节 高压断路器和隔离开关的高压断路器和隔离开关的 原理与选择原理与选择第三节第三节 互感器的原理与选择互感器的原理与选择第四节第四节 限流电抗器的选择限流电抗器的选择第五节第五节 高压熔断器的选择高压熔断器的选择第六节第六节 裸导体的选择裸导体的选择第七节第七节 电缆、绝缘子和套管的选择电缆、绝缘子和套管的选择3第一节第一节 电气设备选择的一般条件电气设备选择的一般条件6.1 6.1 电气设备选择的一般条件电气设备选择的一般条件 一、按正常工作条件选择电气设备

2、一、按正常工作条件选择电气设备1 1、额定电压、额定电压 在选择电气设备时，一般可按照电气设在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压备的额定电压UN不低于装置地点电网额不低于装置地点电网额定电压定电压UNe的条件选择，即的条件选择，即NsNUU 42 2、额定电流、额定电流 电气设备的额定电流电气设备的额定电流IN：是指在额定环：是指在额定环境条件（环境温度、日照、海拔、安装境条件（环境温度、日照、海拔、安装条件等）下，电气设备的长期允许电流。条件等）下，电气设备的长期允许电流。 IN应不小于该回路在各种合理运行方式应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下的最大持续工作电流

3、Imax，即，即 由于发电机、调相机和变压器在电压降由于发电机、调相机和变压器在电压降低低5%时，出力保持不变，故其相应回路时，出力保持不变，故其相应回路的的Imax=1.05IN。maxNII5 若变压器有可能过负荷运行时，若变压器有可能过负荷运行时， Imax应按应按过负荷确定（过负荷确定（1.3-2倍变压器额定电流）。倍变压器额定电流）。 母联断路器回路一般可取母线上最大一台母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的发电机或变压器的Imax 。 母线分段电抗器母线分段电抗器Imax应为母线上最大一台发应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，电机跳闸时，保证该

4、段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的或最大一台发电机额定电流的50%-80%。 出线回路的出线回路的Imax除考虑正常负荷电流外，除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时有其他回路转移过来的负还应考虑事故时有其他回路转移过来的负荷荷 。63 3、环境条件对设备选择的影响、环境条件对设备选择的影响 当电气设备安装地点的环境条件如温度、风速、当电气设备安装地点的环境条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。过一般电气设备使用条件时，应采取措施。 一般非高原型的电气设备使用环境的海拔高度一般非高

5、原型的电气设备使用环境的海拔高度不超过不超过1000m，当地区海拔超过制造厂家的规，当地区海拔超过制造厂家的规定值时，由于大气压力、空气密度和湿度相应定值时，由于大气压力、空气密度和湿度相应减少，使空气间隙和外绝缘的放电特性下降。减少，使空气间隙和外绝缘的放电特性下降。 一般当海拔高度在一般当海拔高度在1000-3500m范围内，制造范围内，制造厂家规定值海拔每升高厂家规定值海拔每升高100m，则电气设备允许，则电气设备允许最高工作电压要下降最高工作电压要下降1%。7二、按短路状态校验二、按短路状态校验1 1、短路热稳定校验、短路热稳定校验 短路电流通过电器时，电气设备各短路电流通过电器时，电

6、气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。部件温度（或发热效应）应不超过允许值。满足热稳定的条件为满足热稳定的条件为ktQtI 2短路电流产生的热效应；短路电流产生的热效应；电气设备允许通过的热稳定电流和电气设备允许通过的热稳定电流和 时间时间ktQtI 2ktQtI 282 2、电动力稳定校验、电动力稳定校验（1 1）电动力稳定：电器承受短路电流机械）电动力稳定：电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为：的条件为：shesshesIIii 或或电气设备电气设备允许通过的允许通过的动稳定电流动稳定电流幅值幅值短路短路冲击冲击电流电流有

7、效值有效值9（2 2）下列几种情况可不校验热稳定或）下列几种情况可不校验热稳定或动稳定动稳定 用熔断器保护的电气设备，其热稳定由用熔断器保护的电气设备，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。熔断时间保证，故可不验算热稳定。 采用有限流电阻的熔断器保护的设备，采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。可不校验动稳定。 装设在电压互感器回路中的裸导体和电装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不校验动、热稳定。气设备可不校验动、热稳定。103 3、短路电流计算条件、短路电流计算条件（1 1）容量和接线）容量和接线|按本工程设计最终容量计算，并考虑电力按本工程设计最终容量计算，并考虑电

8、力系统远景发展规划；系统远景发展规划；|其接线应采用可能发生最大短路电流的正其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。时并列的接线方式。（2 2）短路种类）短路种类|一般按三相短路验算，若其他种类短路较三一般按三相短路验算，若其他种类短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况验算。相短路严重时，则应按最严重的情况验算。11后备继电保护动作时间，后备继电保护动作时间，s s；断路器全开断时间，断路器全开断时间，s s；4 4、短路计算时间、短路计算时间)s(tttbrprk （1 1）校验热稳定的短路计算时间）

9、校验热稳定的短路计算时间t tk k)(stttbrprk )s(tttbrprk 12Y 断路器的全开断时间断路器的全开断时间断路器固有分闸时间，断路器固有分闸时间，s s。户内少油断户内少油断路器为路器为0.05-0.15s0.05-0.15s，户外少油断路器为，户外少油断路器为0.04-0.07s0.04-0.07s，真空断路器为，真空断路器为0.05-0.06s0.05-0.06s，SF6SF6和压缩空气断路器约为和压缩空气断路器约为0.03-0.04s0.03-0.04s。断路器开断时电弧持续时间，断路器开断时电弧持续时间，s s。少油少油断路器为断路器为0.04-0.06s0.04

10、-0.06s， SF6SF6和压缩空气断和压缩空气断路器约为路器约为0.02-0.04s0.02-0.04s。)s(tttainbr )(stttainbr )(stttainbr 13（2 2）校验开断电器开断能力的短路计）校验开断电器开断能力的短路计算时间算时间主保护动作时间；主保护动作时间；断路器固有分闸时间。断路器固有分闸时间。)(1stttinprk )(1stttinprk )(1stttinprk 146.2 6.2 高压断路器和隔离开关的原理与选择高压断路器和隔离开关的原理与选择 高压断路器的主要功能：高压断路器的主要功能： 控制：控制：正常运行倒换运行方式，把设备或正常运行倒

11、换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起着控制作用。线路接入电网或退出运行，起着控制作用。 保护保护：当设备或线路发生故障时，能快速：当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路，保证无故障部分正常运行，切除故障回路，保证无故障部分正常运行，起着保护作用。起着保护作用。 高压断路器的特点：高压断路器的特点：能断开电器中负荷电流和短路电流。能断开电器中负荷电流和短路电流。15 高压隔离开关的主要功能高压隔离开关的主要功能 保证高压电器及装置在检修工作时的保证高压电器及装置在检修工作时的安全。安全。 高压隔离开关的特点高压隔离开关的特点 没有灭弧装置。没有灭弧装置。 不能用于切断、投入负荷电流

12、或开断短不能用于切断、投入负荷电流或开断短路电流。路电流。 用于不产生强大电弧的某些切换操作。用于不产生强大电弧的某些切换操作。166.2.3 6.2.3 高压断路器选择高压断路器选择一、断路器种类和型式一、断路器种类和型式 如表如表6-16-1。二、额定电压和电流选择二、额定电压和电流选择 max,IIUUNNsN 分别为电气设备和电网的额定电分别为电气设备和电网的额定电压，压，kVkV分别为电气设备的额定电流和电分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电流，网的最大负荷电流，A ANsNUU ,max,IIN17三、开断电流选择三、开断电流选择高压断路器的额定开断电流；高压断路器的额定开断

13、电流；实际开断瞬间的短路电流周期分量。实际开断瞬间的短路电流周期分量。ptNbrII ptNbrII ptNbrII 18 短路全电流短路全电流开断计算时间，开断计算时间，s s；非周期分量衰减时间常数，非周期分量衰减时间常数，s s；短路电流周期分量的初始值，短路电流周期分量的初始值，kAkA；电源至短路点的等效总电抗和等效总电源至短路点的等效总电抗和等效总阻抗。阻抗。22)2(abrTtptkeIII rxTabrtaTI rx ,191 1、对于采用快速保护和快速断路器的地点、对于采用快速保护和快速断路器的地点和靠近电源处的短路点，其开断短路电流应和靠近电源处的短路点，其开断短路电流应计

14、及非周期分量的影响，需要用全电流进行计及非周期分量的影响，需要用全电流进行验算。验算。2 2、对于采用中、慢速断路器的地点和在远、对于采用中、慢速断路器的地点和在远离发电厂的变电所二次电压主母线、配电离发电厂的变电所二次电压主母线、配电网中变电所主母线、网中变电所主母线、12MW12MW以下发电机回路以下发电机回路和和Ta0.1sTa0.1s等处的短路点，其开断短路电等处的短路点，其开断短路电流可不计及非周期分量的影响，即流可不计及非周期分量的影响，即)(kAIIk 20四、短路关合电流的选择四、短路关合电流的选择 为了保证断路器在关合短路电流时为了保证断路器在关合短路电流时的安全，不会引起触

15、头熔接和遭受电动力的安全，不会引起触头熔接和遭受电动力的损坏，应满足：的损坏，应满足：shNcii 1断路器的额定关合电流；断路器的额定关合电流；短路电流最大冲击值。短路电流最大冲击值。shNcii 1shNcii 121五、短路热稳定和动稳定校验五、短路热稳定和动稳定校验 校验式为：校验式为：)()(22kAiiskAQtIsheskt 短路电流产生的热效应；短路电流产生的热效应；断路器允许通过的热稳定电流和时间断路器允许通过的热稳定电流和时间ktQtI 2ktQtI 2断路器允许通过的动稳定电流幅值断路器允许通过的动稳定电流幅值)()(22kAiiskAQtIsheskt )()(22kA

16、iiskAQtIsheskt 短路冲击电流幅值短路冲击电流幅值226.2.4 6.2.4 隔离开关的选择隔离开关的选择一、隔离开关的主要功用：一、隔离开关的主要功用：1 1、 隔离电压。隔离电压。2 2、倒闸操作。、倒闸操作。3 3、分、合小电流。、分、合小电流。二、隔离开关的选择校验：二、隔离开关的选择校验：1 1、 种类和型式的选择。种类和型式的选择。 根据配电装置特点、使用要求及技根据配电装置特点、使用要求及技术经济条件选择其种类和型式。术经济条件选择其种类和型式。232、按额定电压和额定电流选择、按额定电压和额定电流选择max,IIUUNNsN 24短路电流产生的热效应；短路电流产生的

17、热效应；隔离开关允许通过的热稳定电流和时间隔离开关允许通过的热稳定电流和时间ktQtI 2ktQtI 2隔离开关允许通过的动稳定电流幅值隔离开关允许通过的动稳定电流幅值)()(22kAiiskAQtIsheskt )()(22kAiiskAQtIsheskt 隔离开关允许通过的动稳定电流幅值隔离开关允许通过的动稳定电流幅值3、热稳定和动稳定校验、热稳定和动稳定校验)()(22kAiiskAQtIsheskt 256.3 互感器的原理及选择互感器的原理及选择| 互感器：是电力系统中测量仪表、继电互感器：是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路信息保护等二次设备获取电气一次回路信息

18、的传感器。的传感器。| 将高电压、大电流按比例变成低电压将高电压、大电流按比例变成低电压（100、100/3V）和小电流（）和小电流（5、1A），），其一次侧接在一次系统，二次侧接测量其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护等。仪表与继电保护等。互感器的每一个二次绕组必须有一可靠的接地，以互感器的每一个二次绕组必须有一可靠的接地，以防绕组间绝缘损坏而使二次部分长期存在高电压。防绕组间绝缘损坏而使二次部分长期存在高电压。266.3.1 电磁式电流互感器电磁式电流互感器一、特点：一、特点：1、一次绕组串联在电路中，并且匝数很少，、一次绕组串联在电路中，并且匝数很少，故一次绕组中的电流完全取

19、决于被测电路故一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关。的负荷电流，而与二次电流大小无关。2、电流互感器的二次绕组所接仪表的电流、电流互感器的二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。感器在近于短路状态下运行。CT的额定电的额定电流比流比Ki为：为：1221NNIIKNNi 27 3、 电流互感器的电流误差电流互感器的电流误差fi及相位差及相位差i决决定于互感器铁心及二次绕组的结构，同时又定于互感器铁心及二次绕组的结构，同时又与互感器的运行状态有关。与互感器的运行状态有关。 电流互感电流互感

20、器在运行时，器在运行时，二次绕组严禁二次绕组严禁开路。开路。28二、电流互感器的准确级和额定容量二、电流互感器的准确级和额定容量1、电流互感器的准确级、电流互感器的准确级 准确级：在规定的二次负荷变化范围内，准确级：在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。一次电流为额定值时的最大电流误差。 电流互感器根据测量时误差的大小可划分电流互感器根据测量时误差的大小可划分为不同的准确级。如表为不同的准确级。如表6-3。2、保护型准确级、保护型准确级 保护用电流互感器按用途可分为：保护用电流互感器按用途可分为： 稳态保护用（稳态保护用（P） 暂态保护用（暂态保护用（TP）29（1）稳

21、态保护用电流互感器）稳态保护用电流互感器|额定准确限值一次电流：一次电流为额定一额定准确限值一次电流：一次电流为额定一次电流的倍数，也称为额定准确限值系数。次电流的倍数，也称为额定准确限值系数。 |保护级的准确级：是以额定准确限值一次电保护级的准确级：是以额定准确限值一次电流下的最大复合误差流下的最大复合误差（%）来标称的。）来标称的。 TidtiiKTI02121)(1100(%) | 稳态保护电流互感器的准确级和误差限值见表稳态保护电流互感器的准确级和误差限值见表6-4。30（2）暂态保护用电流互感器）暂态保护用电流互感器 分为分为TPX、TPY、TPZ三个级别。三个级别。 TPX级电流互

22、感器级电流互感器 TPY级电流互感器级电流互感器 TPZ级电流互感器级电流互感器313、电流互感器的额定容量、电流互感器的额定容量 电流互感器的额定容量电流互感器的额定容量S2N：指电流互感：指电流互感器在额定二次电流器在额定二次电流I2N和额定二次阻抗和额定二次阻抗Z2N下运行时，二次绕组输出的容量。下运行时，二次绕组输出的容量。NNNZIS2222 32三、电流互感器的选择三、电流互感器的选择1、种类和型式的选择、种类和型式的选择 应根据安装地点（屋内、屋外等）、安装应根据安装地点（屋内、屋外等）、安装方式（穿墙式、支持式、装入式等）及产品情方式（穿墙式、支持式、装入式等）及产品情况来选择

23、电流互感器的种类和型式。况来选择电流互感器的种类和型式。 620kV屋内配电装置和高压开关柜，一般用屋内配电装置和高压开关柜，一般用LA、LDZ、LFZ型；型； 发电机回路和发电机回路和200A以上回路一般用以上回路一般用LMZ、LAJ、LBJ型等；型等； 35kV及以上配电装置一般用油浸瓷箱式结构及以上配电装置一般用油浸瓷箱式结构的独立式电流互感器，常用的独立式电流互感器，常用LCW系列；系列；33| 在有条件时，如回路中有变压器套管、在有条件时，如回路中有变压器套管、穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，以节约投资和占地。以节约投资和占地。| 选择母线式电

24、流互感器时，应校核其窗选择母线式电流互感器时，应校核其窗口允许穿过的母线尺寸。口允许穿过的母线尺寸。| 当继电保护有特殊要求时，应采用专用当继电保护有特殊要求时，应采用专用的电流互感器。的电流互感器。2、一次回路额定电压和电流的选择、一次回路额定电压和电流的选择max1,IIUUNNsN 应满足：应满足：343、准确级的选择、准确级的选择 准确级是根据所供仪表和继电器的用途准确级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。考虑。 互感器的准确级不得低于所供仪表的准互感器的准确级不得低于所供仪表的准确级。确级。 当所供仪表要求不同准确级时，应按其当所供仪表要求不同准确级时，应按其中要求准确级最高的仪表来确

25、定电流互中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器的准确级。感器的准确级。35（1）用于测量精度较高的大容量发电机、变）用于测量精度较高的大容量发电机、变压器、系统干线和压器、系统干线和500kV电压级的电流互感电压级的电流互感器，宜用器，宜用0.2级；级；（2）供重要回路中的电能表和所有计费用的）供重要回路中的电能表和所有计费用的电能表的电流互感器，不应低于电能表的电流互感器，不应低于0.5级；级；（3）供运行监视的电流表、功率表、电能表）供运行监视的电流表、功率表、电能表的电流互感器，用的电流互感器，用0.51级；级；（4）供估计被测数值的仪表的电流互感器，）供估计被测数值的仪表的电流互感器，

26、可用可用3级；级；（5）供继电保护用的电流互感器，应用）供继电保护用的电流互感器，应用D级级或或B级（或新型号级（或新型号P级、级、TPY级）。级）。364、额定容量的选择、额定容量的选择M 互感器按选定准确级所规定的额定容量互感器按选定准确级所规定的额定容量S2N应大于或等于二次侧所接负荷应大于或等于二次侧所接负荷I22N，即：，即：cLreaLLNNrrrrZZIS 22222（6-32）分别为二次侧回路中所接仪表和继分别为二次侧回路中所接仪表和继电器的电流线圈电阻（忽略电抗）；电器的电流线圈电阻（忽略电抗）；接触电阻，一般可取接触电阻，一般可取0.1；连接导线电阻。连接导线电阻。cLre

27、aLLNNrrrrZZIS 、22222cLreaLLNNrrrrZZIS 22222cLreaLLNNrrrrZZIS 2222237M代入：代入：LcrLS/ M得到在满足电流互感器准确级额定容量得到在满足电流互感器准确级额定容量要求下的二次导线的允许最小截面为：要求下的二次导线的允许最小截面为：)()()(2222222mmrrrZLrrrISLIScreaLccreaNNcN 连接导线截面（连接导线截面（mm2），计算长度（），计算长度（m）；）；导线的电阻率。导线的电阻率。cLS、LcrLS/ 38M 电流互感器常用接线方式电流互感器常用接线方式 扫描图6-9395、热稳定和动稳定校

28、验、热稳定和动稳定校验（1）热稳定校验）热稳定校验| 指对本身带有一次回路导体的电流互感指对本身带有一次回路导体的电流互感器进行热稳定校验。器进行热稳定校验。| 电流互感器热稳定能力常以电流互感器热稳定能力常以1s允许通过允许通过的热稳定电流的热稳定电流It或一次额定电流或一次额定电流I1N的倍数的倍数Kt来表示，校验式为：来表示，校验式为：kNtktQIKQI 212)(或或40（2）动稳定校验）动稳定校验Y 内部电动力校验：是由同一相的电流相内部电动力校验：是由同一相的电流相互作用产生的。互作用产生的。shesNshesiKIii 12或或电流互感器的动稳定电流；电流互感器的动稳定电流；动

29、稳定电流倍数。动稳定电流倍数。shesNshesiKIii 12或或shesNshesiKIii 12或或41作用于电流互感器瓷帽端部的允许力，作用于电流互感器瓷帽端部的允许力，由制造厂提供；由制造厂提供；电流互感器出线端至最近一个母线支柱电流互感器出线端至最近一个母线支柱绝缘子之间的跨距；绝缘子之间的跨距；相间距离；相间距离；系数，表示互感器瓷套端部承受该跨上系数，表示互感器瓷套端部承受该跨上电动力的一半。电动力的一半。Y 外部电动力校验：是由不同相的电流相外部电动力校验：是由不同相的电流相互作用产生的。互作用产生的。)(1073. 15 . 027NaLiFshal 5 . 0aLFal5

30、 . 0aLFal5 . 0aLFal5 . 0aLFal例题例题62426.3.2 电压互感器电压互感器一、电磁式电压互感器一、电磁式电压互感器1、特点、特点（1）容量很小，类似一台小容量变压器，）容量很小，类似一台小容量变压器，但结构上；但结构上；（2）二次侧仪表和继电器的要求有较高的）二次侧仪表和继电器的要求有较高的安全系数电压线圈阻抗大，互感器在近于安全系数电压线圈阻抗大，互感器在近于空载状态下运行。空载状态下运行。432、电磁式电压互感器的准确级、电磁式电压互感器的准确级 是指在规定的一次电压和二次负荷变化是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率因数为额定值时，电压误范围内

31、，负荷功率因数为额定值时，电压误差的最大值。我国电压互感器准确级和误差差的最大值。我国电压互感器准确级和误差限值标准见表限值标准见表6-9。3、电磁式电压互感器的分类、电磁式电压互感器的分类 按安装地点分为：屋内和屋外式。按安装地点分为：屋内和屋外式。 按相数分为：单相和三相式，只有按相数分为：单相和三相式，只有20kV以下才有以下才有三相式；三相式； 按绝缘分为：浇注式和油浸式，浇注式用于按绝缘分为：浇注式和油浸式，浇注式用于335kV，油浸式主要用于，油浸式主要用于110kV及以上电压互感器。及以上电压互感器。44二、电容式电压互感器二、电容式电压互感器1、结构原理图、结构原理图 45Y

32、C2上的电压为：上的电压为：121112KUCCCUUC 463、特点、特点（1）结构简单、成本低，且电压越高经济）结构简单、成本低，且电压越高经济性越显著；性越显著；（2）分压电容可兼作载波通信的耦合电容；）分压电容可兼作载波通信的耦合电容；（3）缺点是输出容量较小，误差较大；）缺点是输出容量较小，误差较大；（4）适用于）适用于110500kV中性点直接接地系中性点直接接地系统。统。47三、电压互感器选择三、电压互感器选择1、种类和型式选择、种类和型式选择 应根据装设地点和使用条件进行选择。应根据装设地点和使用条件进行选择。（1）320kV屋内配电装置，宜采用油浸绝缘结构，屋内配电装置，宜采

33、用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。也可采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。（2）35kV配电装置，宜采用油浸绝缘结构的电磁配电装置，宜采用油浸绝缘结构的电磁式电压互感器。式电压互感器。（3）110220kV配电装置，用电容式或串级电磁配电装置，用电容式或串级电磁式电压互感器。为避免铁磁谐振，当容量和准确式电压互感器。为避免铁磁谐振，当容量和准确级满足要求时，宜优先采用电容式电压互感器。级满足要求时，宜优先采用电容式电压互感器。48（4）330kV及以上配电装置，宜采用电容式及以上配电装置，宜采用电容式电压互感器。电压互感器。（5）在）在500kV配电装置中，配置有

34、双套主保配电装置中，配置有双套主保护，并考虑到后备保护、自动装置和测量护，并考虑到后备保护、自动装置和测量的要求，电压互感器应具有三个二次绕组，的要求，电压互感器应具有三个二次绕组，即两个主二次绕组和一个辅助二次绕组。即两个主二次绕组和一个辅助二次绕组。（6）SF6全封闭组和电器应采用电磁式电压全封闭组和电器应采用电磁式电压互感器。互感器。（7）三相式电压互感器投资省，但仅）三相式电压互感器投资省，但仅20kV以下才有三相式产品。以下才有三相式产品。492、额定电压的选择、额定电压的选择（1 1）选择原则）选择原则 电压互感器的一次绕组的额定电压必须电压互感器的一次绕组的额定电压必须与实际承受

35、的电压相符，由于电压互感与实际承受的电压相符，由于电压互感器接入电网方式的不同，在同一电压等器接入电网方式的不同，在同一电压等级中，电压互感器一次绕组的额定电压级中，电压互感器一次绕组的额定电压也不尽相同；也不尽相同； 电压互感器二次绕组的额定电压应能使电压互感器二次绕组的额定电压应能使所接表计承受所接表计承受100V100V电压，根据测量目的电压，根据测量目的的不同，其二次侧额定电压也不相同。的不同，其二次侧额定电压也不相同。50（2）对于单相式电压互感器）对于单相式电压互感器 单台电压互感器，当用于单台电压互感器，当用于110kV及以上中性点接及以上中性点接地系统时，可测量某一相对地电压；

36、当用于地系统时，可测量某一相对地电压；当用于35kV及以下中性点不接地系统时，只能测量相间电压，及以下中性点不接地系统时，只能测量相间电压，不能测量相对地电压。一、二次绕组额定电压均不能测量相对地电压。一、二次绕组额定电压均以线电压表示，分别为以线电压表示，分别为UNS和和100V； 三台单相互感器的一、二次绕组分别接成星形三台单相互感器的一、二次绕组分别接成星形（用于（用于3kV及以上系统），每台一次绕组接于电及以上系统），每台一次绕组接于电网相电压上，单台的一、二次绕组的额定电压均网相电压上，单台的一、二次绕组的额定电压均以相电压表示，分别为以相电压表示，分别为 。第。第三绕组的额定电压，

37、对中性点非直接接地系统三绕组的额定电压，对中性点非直接接地系统为为 ，对中性点直接接地系统为，对中性点直接接地系统为100V。VUNS3100/3/和和V100/351 两台单相互感器分别跨接于电网的两台单相互感器分别跨接于电网的UAB及及UBC的线间电压上，结成不完全三角形的线间电压上，结成不完全三角形接线，广泛应用在接线，广泛应用在20kV以下中性点不接以下中性点不接地的电网中测量三个相间电压，节省一地的电网中测量三个相间电压，节省一台互感器（仍不能测量相对地电压）。台互感器（仍不能测量相对地电压）。（3）对于三相式电压互感器）对于三相式电压互感器 一、二次绕组均接成星形，一次绕组一、二次

38、绕组均接成星形，一次绕组三个引出端跨接于电网线电压上，额定电三个引出端跨接于电网线电压上，额定电压均以线电压表示，分别为压均以线电压表示，分别为UNS和和100V。52（1）选取原则：）选取原则： 根据仪表和继电器接线要求选择电压根据仪表和继电器接线要求选择电压互感器的接线方式，并尽可能将负荷均匀互感器的接线方式，并尽可能将负荷均匀分布在各相上，然后计算各相负荷大小，分布在各相上，然后计算各相负荷大小，按照所接仪表的准确级和容量，选择互感按照所接仪表的准确级和容量，选择互感器的准确级和额定容量。器的准确级和额定容量。3、容量和准确级选择、容量和准确级选择（2）互感器的额定二次容量，应不小于电压

39、）互感器的额定二次容量，应不小于电压互感器的二次负荷，即：互感器的二次负荷，即：22SSN 53二次负荷：二次负荷：仪表的有仪表的有功功率功功率202020202)()()sin()cos(QPSSS 仪表的无仪表的无功功率功功率仪表的功仪表的功率因数率因数仪表的视仪表的视在功率在功率 互感器和负荷接线方式不一时每相负荷的互感器和负荷接线方式不一时每相负荷的计算公式如表计算公式如表6-7。例题例题63546.3.3 互感器在主接线中配置原则互感器在主接线中配置原则 发电厂中互感器配置如图发电厂中互感器配置如图6-14。551. 电压互感电压互感器的配置器的配置 除旁路母线外，一般工作及备用母线

40、都装有一组电压互感器，用于同步、测量仪表和保护装置。 旁路母线上是否装设电压互感器要根据出线同期方式而定。(1) 母线母线561. 电压互感电压互感器的配置器的配置 35 kV 及以上输电线路，当对端有电源时，装有一台单相电压互感器，用于监视线路有无电压、进行同步和设置重合闸。(2) 线路线路571. 电压互感电压互感器的配置器的配置 一般装 23 组电压互感器。 一组供自动调节励磁装置，采用三只单相、双绕组互感器。 另一组供测量仪表、同期和保护装置使用，采用三相五柱式或三只单相接地专用互感器。(3) 发电机发电机581. 电压互感电压互感器的配置器的配置 当互感器负荷太大时，可增设一组不完全

41、星形连接的互感器，专供测量仪表用。(3) 发电机发电机 大、中型发电机中性点常接有单相电压互感器，用于 100% 定子接地保护。591. 电压互感电压互感器的配置器的配置 变压器低压侧有时为了满足同期或继电保护的要求，设有一组电压互感器。(4) 变压器变压器602. 电流互感电流互感器的配置器的配置 (1) 为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器等回路中均设有电流互感器。612. 电流互感电流互感器的配置器的配置 如有两组电流互感器，应尽可能设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中。 (2) 保护用电流互感器的装设地点，应按尽量消除主保护装置

42、的死区来设置。622. 电流互感电流互感器的配置器的配置 (3) 为了防止电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧，即尽可能不在紧靠母线侧装设电流互感器。632. 电流互感电流互感器的配置器的配置 (4) 为了减轻内部故障对发电机的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。646.3.4 高压互感器的新进展高压互感器的新进展一、电子式互感器一、电子式互感器 区别：区别：传感部分不传送功率，只传感部分不传送功率，只送信号，再由电子放大器放大后送送信号，再由电子放大器放大后送到负荷。到负荷。65有源电子式有源电子式PTPT的结构示意图的

43、结构示意图66二、电光式电流互感器二、电光式电流互感器 利用材料的磁光效应或电光效应，将利用材料的磁光效应或电光效应，将电流的变化转换成激光或光波，经过光电流的变化转换成激光或光波，经过光通道传送到低压侧，再转变成电信号经通道传送到低压侧，再转变成电信号经放大后供仪表和继电器使用。放大后供仪表和继电器使用。67无源电流和电压组合式互感器框图无源电流和电压组合式互感器框图686.4 限流电抗器的选择限流电抗器的选择6.4.1 额定电压和额定电流的选择额定电压和额定电流的选择maxIIUUNNSN ，| 当分裂电抗器用于发电厂的发电机或主变压器当分裂电抗器用于发电厂的发电机或主变压器回路时，回路时

44、，Imax一般按发电机或主变压器额定电流一般按发电机或主变压器额定电流的的70%选择。选择。| 用于变电站主变压器回路时，用于变电站主变压器回路时，Imax取两臂中负取两臂中负荷电流较大者，荷电流较大者， 当无负荷资料时，一般也按主变当无负荷资料时，一般也按主变压器额定容量的压器额定容量的70%选择。选择。696.4.2 电抗百分数的选择电抗百分数的选择一、普通电抗器的电抗百分数的选择一、普通电抗器的电抗百分数的选择1、按将短路电流限制到一定数值的要求来选择、按将短路电流限制到一定数值的要求来选择Y 设要求将电抗器后的短路电流限制到设要求将电抗器后的短路电流限制到I”，则，则电源至电抗器后的短

45、路点的总电抗标幺值电源至电抗器后的短路点的总电抗标幺值IIxd /*Y 设电源至电抗器前的系统电抗标幺值是设电源至电抗器前的系统电抗标幺值是 ，则所需电抗器的电抗标幺值：则所需电抗器的电抗标幺值： *x *xxxL70Y 以额定参数下的百分电抗表示，则应选以额定参数下的百分电抗表示，则应选择电抗器的百分电抗为：择电抗器的百分电抗为：2、正常运行时电压损失、正常运行时电压损失U(%)校验。校验。Y 普通电抗器在运行时，电抗器的普通电抗器在运行时，电抗器的 Y电抗器电阻很小，且电抗器电阻很小，且U主要由电流的无功主要由电流的无功分量分量 产生，故电压损失为：产生，故电压损失为：%100)(%)*

46、NddNdLUIUIxIIx%5(%) U sinmaxI%5sin(%)(%)max NLIIxU713、母线残压校验、母线残压校验 若出线电抗器回路未设置速断保护，若出线电抗器回路未设置速断保护，为减轻短路对其他用户的影响，当线路为减轻短路对其他用户的影响，当线路电抗器后短路时，母线残压电抗器后短路时，母线残压Ure(%)应不应不低于电网电压额定值的低于电网电压额定值的60%70%，即：，即：NsNLreUIIxU%)70%60(%)(%) 72二、分裂电抗器电抗百分数的选择二、分裂电抗器电抗百分数的选择1、分裂电抗器电抗百分值、分裂电抗器电抗百分值xL(%)和单臂自感电抗和单臂自感电抗x

47、L1(%)的关系：的关系： 决定于电源连接方式和限制某一侧短路电流有关。决定于电源连接方式和限制某一侧短路电流有关。73%1LLxx （1）当）当3侧有电源，侧有电源，1、2侧无电源，在侧无电源，在1（或（或2）短路时短路时（2）当）当1、2侧有电源，在侧有电源，在3侧短路时侧短路时fxxLL 1%2%1742、分裂电抗器的电压波动计算、分裂电抗器的电压波动计算（1）母线）母线I段电压的百分数段电压的百分数)sinsin(%)(%)(%)221111 NNLIIfIIxUU 分裂电抗器电源侧电压的百分值分裂电抗器电源侧电压的百分值分别为分别为I、II段母线上负荷电流及段母线上负荷电流及功率因数

48、角。功率因数角。(%)U2121 、II75Y 如无负荷资料，可取如无负荷资料，可取I1=0.3IN， I1=0.3IN，cos1= cos2=0.8。Y 同理，同理，II段母线的电压为段母线的电压为)sinsin(%)(%)(%)112212 NNLIIfIIxUU 6.4.3 热稳定和动稳定校验热稳定和动稳定校验shesktiiQtI ，2766.5 高压熔断器的选择高压熔断器的选择Y 熔断器的作用：用来保护电器设备免受过熔断器的作用：用来保护电器设备免受过载和短路电流的损害。是最简单的保护电器。载和短路电流的损害。是最简单的保护电器。Y F-C回路：高压熔断器与高压接触器配合。回路：高压

49、熔断器与高压接触器配合。771、高压熔断器型式选择、高压熔断器型式选择（1）作为电力线路、电力变压器的短路或过）作为电力线路、电力变压器的短路或过载保护，可选用载保护，可选用RN1、RN3、 RN5、 RN6、RW3RW7、 RW9RW11等系列；等系列；（2）作为电压互感器的短路保护，可选用）作为电压互感器的短路保护，可选用RN2、RN4、RW10、RW7、 RXWO等系等系列；列；（3）作为电力电容器回路短路或过载保护，）作为电力电容器回路短路或过载保护，可选用可选用BRN1、BRN2、BRW等系列；等系列；782、高压熔断器额定电压选择、高压熔断器额定电压选择（1）对于一般的高压熔断器，

50、额定电压应）对于一般的高压熔断器，额定电压应满足：满足：NsNUU （2）对于充填石英砂有限流作用的熔断器，）对于充填石英砂有限流作用的熔断器，只能用于其额定电压的电网中，即要求：只能用于其额定电压的电网中，即要求：NsNUU 793、高压熔断器额定电流选择、高压熔断器额定电流选择Y 包括熔断器熔管的额定电流包括熔断器熔管的额定电流INft和熔体和熔体的额定电流的额定电流INfs的选择。的选择。 （1）熔断器熔管的额定电流）熔断器熔管的额定电流INft的选择的选择 NfsNftII （2）熔体的额定电流）熔体的额定电流INfs的选择的选择maxKIINfs NcNfsKII 保护电容器的高压熔

51、断器：保护电容器的高压熔断器：804、熔断器开断电流校验、熔断器开断电流校验（1）对于没有限流作用的熔断器，选择时）对于没有限流作用的熔断器，选择时用冲击电流的有效值用冲击电流的有效值Ish进行校验。进行校验。)(IIIshNbr 或或（2）对于有限流作用的熔断器，选择时可）对于有限流作用的熔断器，选择时可用用I”进行校验。进行校验。816.6 裸导体的选择裸导体的选择一、导体选型一、导体选型1、常用材料：铜、铝、铝合金。、常用材料：铜、铝、铝合金。| 铜：铜：电阻率低、机械强度大、抗腐蚀性强，电阻率低、机械强度大、抗腐蚀性强，是很好的导体材料。只用在持续工作电流较是很好的导体材料。只用在持续

52、工作电流较大、且出线位置特别狭窄或污秽对铝有严重大、且出线位置特别狭窄或污秽对铝有严重腐蚀的场所。腐蚀的场所。| 铝：铝：电阻率大、密度低，广泛用于屋内、电阻率大、密度低，广泛用于屋内、外配电装置。其不足之处：外配电装置。其不足之处：| 机械强度较低；机械强度较低；| 常温下，其表面会迅速生成一层电阻率很大的常温下，其表面会迅速生成一层电阻率很大的氧化铝薄膜，且不易清除。氧化铝薄膜，且不易清除。|抗腐蚀性较差。抗腐蚀性较差。822、截面形状、截面形状 常用的形状有矩形、槽形和管形。常用的形状有矩形、槽形和管形。（1）矩形）矩形u 在在35kV及以下、持续工作电流在及以下、持续工作电流在4000

53、A及以下及以下的屋内配电装置中，一般采用矩形母线。的屋内配电装置中，一般采用矩形母线。u 单条矩形导体截面最大不超过单条矩形导体截面最大不超过1250mm2，以减，以减小集肤效应。小集肤效应。u 使用于大电流时，每相可用使用于大电流时，每相可用24条并列使用。条并列使用。u 每相不宜超过每相不宜超过4条。条。83（2）槽形）槽形一般用于一般用于35kV及以下，持续工作电流为及以下，持续工作电流为40008000A的配电装置中。的配电装置中。 机械强度好，载流量大，集肤效应系数较小。机械强度好，载流量大，集肤效应系数较小。（3）管形）管形一般用于一般用于110kV及以上、持续工作电流在及以上、持

54、续工作电流在8000A以以上的配电装置中。上的配电装置中。 机械强度高，载流量大，集肤效应系数较小。机械强度高，载流量大，集肤效应系数较小。管内可通风或通水改善散热条件，其载流能力随通管内可通风或通水改善散热条件，其载流能力随通入冷却介质的速度而变。入冷却介质的速度而变。 电晕放电电压高。电晕放电电压高。843、布置方式、布置方式Y 相间距离可取得较大，相间距离可取得较大，无需增加间隔深度。无需增加间隔深度。Y 便于观察。便于观察。Y 对矩形导体，兼有水平对矩形导体，兼有水平布置的两种方式的优点。布置的两种方式的优点。Y 结构较复杂，并增加建结构较复杂，并增加建筑高度。筑高度。Y 用于用于20

55、kV以下、短路电以下、短路电流很大的配电装置中。流很大的配电装置中。（1）三相垂直布置。）三相垂直布置。 85Y 建筑部分简单，可降低建筑物高度，安装较建筑部分简单，可降低建筑物高度，安装较容易。容易。Y 相间距离受间隔深度限制，不便观察。相间距离受间隔深度限制，不便观察。Y 矩形水平布置多用于中、小容量配电装置。矩形水平布置多用于中、小容量配电装置。Y 分为导体竖放和导体平放两种，导体竖放较分为导体竖放和导体平放两种，导体竖放较平放散热条件好，允许载流量较平放大，但机平放散热条件好，允许载流量较平放大，但机械轻度较平放小。械轻度较平放小。（2）三相水平布置。）三相水平布置。 8687二、导体

56、截面选择二、导体截面选择1、按导体长期发热允许电流选择、按导体长期发热允许电流选择 计算式为：计算式为：1maxaKII 导体所在回路中最大持续工作电流，导体所在回路中最大持续工作电流，A；在额定环境温度在额定环境温度 时导体时导体允许电流，允许电流，A；与实际环境温度和海拔有关的综合校正与实际环境温度和海拔有关的综合校正系数系数1maxaKII 1maxaKII KC 250 88 当导体允许最高温度为当导体允许最高温度为+70摄氏度和不摄氏度和不计日照时，计日照时，K值可用下式计算：值可用下式计算：011 aaK导体长期发热允许最高温度导体长期发热允许最高温度导体安装地点实际环境温度导体安

57、装地点实际环境温度 1a2、按经济电流密度选择、按经济电流密度选择经济电流密度经济电流密度J：不同种类的导体和不同的不同种类的导体和不同的最大负荷利用小时数最大负荷利用小时数Tmax，将有一个年计算，将有一个年计算费用最低的电流密度。费用最低的电流密度。89 导体的经济截面导体的经济截面SJ为：为：三、电晕电压校验三、电晕电压校验)(2maxmmJISJ 各种铝导体的经济电流密度如图各种铝导体的经济电流密度如图6-17。1、导体的电晕会产生一些不利的影响、导体的电晕会产生一些不利的影响（1）过电压时相间容易被击穿。）过电压时相间容易被击穿。（2）对有机绝缘材料和金属有侵蚀作用。）对有机绝缘材料

58、和金属有侵蚀作用。（3）电晕引起电能损失。）电晕引起电能损失。（4）电晕有特殊的噪声和破裂声。）电晕有特殊的噪声和破裂声。（5）电晕会产生无线电干扰。）电晕会产生无线电干扰。902、校验方法、校验方法（1）60kV及以下的系统，不必校验。及以下的系统，不必校验。（2）对）对110kV及以上系统的裸导体，应按当地晴天及以上系统的裸导体，应按当地晴天不发生全面电晕的条件校验，使裸导体的临界电不发生全面电晕的条件校验，使裸导体的临界电晕电压晕电压Ucr大于最高工作电压大于最高工作电压Umax，即：，即：maxUUcr （3）当所选导体型号及外径大于、等于下列数值时，）当所选导体型号及外径大于、等于下

59、列数值时，可不进行电晕校验：可不进行电晕校验： 软导线型号：软导线型号：110kV、LGJ-70；220kV、 LGJ-300。 管型导体外径：管型导体外径：110kV、20mm； 220kV、30mm。91四、热稳定校验四、热稳定校验 校验导体热稳定时，若计及集肤效应系校验导体热稳定时，若计及集肤效应系数数Kf的影响，由短路时发热的计算公式可得的影响，由短路时发热的计算公式可得到短路热稳定决定的导体最小截面到短路热稳定决定的导体最小截面Smin为：为：fkwhfkKQCAAKQS1min 热稳定系数，其值见表热稳定系数，其值见表6-9。短路热效应，短路热效应，A2.s。kQC92五、硬导体的

60、动稳定校验五、硬导体的动稳定校验1、矩形导体应力计算、矩形导体应力计算（1）单条矩形导体构成母线的应力计算。导）单条矩形导体构成母线的应力计算。导体最大相间计算应力为：体最大相间计算应力为：)(102PaWLfWMphph 单位长度导体上所受相间电动力，单位长度导体上所受相间电动力，N/m。导体支柱绝缘子间的跨距，导体支柱绝缘子间的跨距，m导体所受的最大弯矩，导体所受的最大弯矩，N.m。导体对垂直于作用力方向轴的截面系数，导体对垂直于作用力方向轴的截面系数，m3。WMLfph93 导体最大相间应力应小于导体材料允许应力，即导体最大相间应力应小于导体材料允许应力，即 可见，可见，Lmax是根据材