第四章导体和电气设备的原理与选择

发电厂电气部分(第五版)4.1电气设备选择的一般条件4.2高压断路器和隔离开关的原理与选择4.3互感器的原理与选择4.4限流电抗器的选择4.5高压熔断器的选择4.6裸导体的选择4.7电缆、绝缘子和套管的选择第四章导体和电气设备的原理与选择4.1电气设备选择的一般条件作者：李长松版权所有电气设备选择的一般条件电力系统中的各种电气设备，它们的工作条件并不完全一致，它们的具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是相同的。即：电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并且按短路情况进行各种校验（如热稳定校验和动稳定校验）。作者：李长松版权所有一、按正常工作条件选择电气设备电气设备的额定电压UN就是铭牌上标出的线电压。另外，电气设备还有一个最高工作电压Ualm，即电气设备长期运行所允许的最大电压。1．额定电压选择电气设备时，应使所选电气设备最高工作电压Ualm不低于电气设备装置点的电网最高运行电压Usm

，即UalmUsm

。作者：李长松版权所有一、按正常工作条件选择电气设备1．额定电压通常，电气设备最高工作电压Ualm＝(110%～115%)UN而电网最高运行电压Usm＜(115%)UNS所以，一般按照电气设备的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNS的条件选择即可。作者：李长松版权所有一、按正常工作条件选择电气设备电气设备的额定电流IN是指在一定周围环境温度下，长时间内电气设备所能允许通过的电流。2．额定电流选择电气设备时，应使所选电气设备额定电流IN不低于所工作回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流Imax。即电气设备工作的回路不同，其最大持续工作电流Imax不同。作者：李长松版权所有一、按正常工作条件选择电气设备2．额定电流最大长期持续工作电流Imax的计算回路名称最大长期持续工作电流备注发电机变压器母联断路器母线分段电抗器出线一般可取为等于该段母线上最大一台发电机或变压器的Imax一般可取为等于该段母线上最大一台发电机额定电流的50%-80%A.海拔修正

电气设备的最高工作电压是按一定的海拔高度设计的。如果电气设备布置在规定的海拔高度以上，电气设备的最大工作电压就要降低。空气隙的击穿电压（包括沿面闪络）随着空气密度的增大而升高的原因是，随着空气密度的增大，空气中自由电子平均自由程缩短了，不易造成撞击电离。空气隙的击穿电压随着空气湿度的增大而增大的原因是：水蒸汽是电负性气体，易俘获自由电子形成负离子，使最活跃的电离因素——自由电子的数量减小，阻碍电离的发展

作者：李长松版权所有一、按正常工作条件选择电气设备在选择电气设备时，还应考虑电气设备安装地点的环境条件，如温度、海拔高度等。当环境条件超过电气设备的正常使用条件时，应采取相应措施。3．按当地环境进行修正

海拔高度每增加100m，最大工作电压应降低1％。B.温度修正电器设备的额定环境温度为θ0＝+40℃。如果周围环境温度高于+40℃，则设备额定电流要减小。如果周围环境温度低于+40℃，则设备额定电流可增大。作者：李长松版权所有一、按正常工作条件选择电器K－温度修正系数即：在选择电气设备时，还应考虑电气设备安装地点的环境条件，如温度、海拔高度等。当环境条件超过电气设备的正常使用条件时，应采取相应措施。3．按当地环境进行修正作者：李长松版权所有二、按短路条件校验电气设备短路电流通过电气设备时，电气设备各部分温度(或发热效应)应不超过允许值。1．短路热稳定校验电气设备满足短路热稳定的条件是：式中： Qk－短路电流产生的热效应

It－电气设备允许通过的热稳定电流

t

－电气设备允许通过的热稳定电流的持续时间作者：李长松版权所有二、按短路条件校验电气设备电动力稳定是指电气设备承受短路电流机械效应的能力，也称动稳定。2．短路电动力稳定校验电气设备满足短路动稳定的条件是：式中： ish、Ish－短路冲击电流的幅值及有效值ies、Ies－电气设备允许通过的动稳定电流的幅值和有效值或不需要校验热稳定或动稳定的情况1)用熔断器保护的电气设备，其热稳定由熔断时间保证，可不校验热稳定。2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备可不校验动稳定。3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不校验热、动稳定。二、按短路条件校验电气设备作者：李长松版权所有二、按短路条件校验电气设备为使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作校验用的短路电流应按下列条件计算。3．短路电流计算条件(1)容量和接线按最终设计容量计算，并考虑远景发展规划接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式(2)短路种类一般按三相短路计算若其它种类短路比三相短路严重，则按该情况计算作者：李长松版权所有二、按短路条件校验电气设备3．短路电流计算条件(3)短路计算点的选择选择通过电气设备的短路电流为最大的点为短路计算点发电机变压器回路：应比较断路器前后短路时通过断路器的电流值，择其大者为短路计算点。QF1QF2QF3QF4QF5Ig1Ig2Itk1k2k3k5k4k6k7k8作者：李长松版权所有二、按短路条件校验电气设备3．短路电流计算条件(3)短路计算点的选择母联断路器回路：选择通过电气设备的短路电流为最大的点为短路计算点QF1QF2QF3QF4QF5Ig1Ig2Itk1k2k3k5k4k6k7k8应考虑当由母联断路器向备用母线充电时，备用母线k4点短路，则全部短路电流流过母联断路器的情况。作者：李长松版权所有二、按短路条件校验电气设备3．短路电流计算条件(3)短路计算点的选择出线电抗器回路：一般选电抗器后k8点为短路计算点。选择通过电气设备的短路电流为最大的点为短路计算点QF1QF2QF3QF4QF5Ig1Ig2Itk1k2k3k5k4k6k7k8作者：李长松版权所有二、按短路条件校验电气设备3．短路电流计算条件(4)短路计算时间校验热稳定短路计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断路器的全开断时间tab之和。而即式中： tab－断路器全开断时间

tpr－后备继电保护动作时间

tin－断路器固有分闸时间(查产品参数表) ta－断路器燃弧时间作者：李长松版权所有二、按短路条件校验电气设备3．短路电流计算条件(4)短路计算时间校验电气设备开断能力开断电气设备应能在最严重的情况下开断短路电流，因此短路开断计算时间tbr为主保护动作时间tpr1和断路器固有分闸时间tin之和。即式中： tpr1－主继电保护动作时间

tin－断路器固有分闸时间(查产品参数表)作者：李长松版权所有二、按短路条件校验电气设备3．短路电流计算条件(4)短路计算时间tpr1tbrtktintatab动静触头分开短路开始电弧熄灭发出跳闸命令4.2高压断路器和隔离开关的原理与选择作者：李长松版权所有高压断路器开关电器是电力系统的重要设备之一，其中，又以断路器的地位最重要，结构也最复杂。高压断路器是用来在正常情况下接通和断开电路、且在故障情况下能自动迅速开断故障电流的开关设备。对断路器的基本要求是：在各种情况下应具有足够的开断能力，尽可能短的动作时间和高度的工作可靠性。断路器最重要的任务就是熄灭电弧，所以，各种断路器都有不同结构的灭弧装置。作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论电弧是一种气体游离放电现象。能量集中，温度很高，亮度很强三部分组成：阴极区、阳极区和弧柱区＋－静触头阳极区弧柱区阴极区动触头电弧的气体放电是自持放电，维持电弧稳定燃烧的电压很低电弧是一束游离的气体，质量极轻，容易变形。在气体或液体的流动作用下，或在电动力的作用下，电弧能迅速移动、伸长或弯曲作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(一)电弧的产生、维持及物理过程触头的周围原本是空气或其它绝缘介质。为什么在动静触头分离瞬间会变成导电的电弧呢？原因就在于在绝缘介质中出现了大量的自由电子。＋－静触头阳极区弧柱区阴极区动触头大量自由电子由阴极向阳极的定向运动就形成了电弧。作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(一)电弧的产生、维持及物理过程1.弧柱中自由电子的来源A.电极发射大量自由电子，对电弧的产生起决定作用热电子发射：动静触头分离时，触头间接触电阻增大，接触处大量发热，使阴极表面温度升高而发射电子。其数量取决于触头材料和表面温度。冷电子发射(强电场发射)：动静触头分离时，触头间的间隙很小，触头间会形成很高的电场强度，将阴极触头金属表面中的自由电子从中拉出来。其数量取决于电场强度的大小。作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(一)电弧的产生、维持及物理过程1.弧柱中自由电子的来源B.弧柱区的气体游离，产生大量的自由电子和离子，对电弧的形成和维持起决定作用游离是指中性质点变成自由电子和正离子的过程。电场游离(碰撞游离)：在电场作用下，电子加速向阳极运动，途中与介质中的中性质点发生碰撞。若自由电子具有足够动能，就能与中性质点产生碰撞游离，使其游离为正离子和自由电子。这样的过程连续进行导致雪崩式碰撞，使触头间充满了自由电子。在外加电压作用下形成电子流，介质被击穿而形成电弧。作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(一)电弧的产生、维持及物理过程1.弧柱中自由电子的来源热游离：电弧形成后，触头间电压立刻降低，但弧柱的温度很高。处于高温下的介质分子和原子产生剧烈运动，不断发生碰撞，也会游离出自由电子和离子(这就是热游离过程)，可以维持电弧的燃烧。B.弧柱区的气体游离，产生大量的自由电子和离子，对电弧的形成和维持起决定作用游离是指中性质点变成自由电子和正离子的过程。作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(一)电弧的产生、维持及物理过程2.电弧的形成过程由以上分析可以看出，阴极在强电场作用下发射电子。发射的电子在触头电压作用下产生碰撞游离，就形成了电弧。在高温作用下，阴极产生热发射，并在介质中发生热游离，使电弧维持和发展。这就是电弧形成的过程。作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(一)电弧的产生、维持及物理过程3.去游离过程在电弧中，发生游离过程的同时还进行着使带电质点减少的去游离过程。

游离过程＞去游离过程：电弧电流增大，炽热燃烧游离过程＝去游离过程：电弧电流不变，稳定燃烧游离过程＜去游离过程：电弧电流减小，最终熄灭因此，要想使电弧熄灭，就必须设法加强去游离过程，使其大于游离过程。作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(一)电弧的产生、维持及物理过程3.去游离过程A.复合去游离：带电质点的电荷彼此中和的现象电子碰撞中性质点→速度慢的负离子→与正离子中和复合去游离进行的快慢与弧隙电场强度的大小、电弧的温度及电弧的表面积有关。B.扩散去游离：弧柱中的自由电子和正离子由于热运动而从弧柱内部逸出进入周围冷介质的现象浓度扩散；温度扩散；高速冷气吹弧作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(一)电弧的产生、维持及物理过程3.去游离过程由上可知，利用各种方法，人工地强迫冷却电弧的内部和表面，不仅可增强复合去游离的速度，同时也能增强扩散去游离的强度，使电弧很快熄灭。作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(二)交流电弧的特性1.交流电弧的特性tOiuarc电弧电压、电流波形图A燃弧电压B熄弧电压作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(二)交流电弧的特性1.交流电弧的特性tOABiuarc电弧电压、电流波形图随着正弦交流电流的周期性变化，交流电弧电流也将随之每半周过零一次。在电弧电流自然过零时，电弧向弧隙输送能量减少，电弧温度和热游离下降，电弧将自动熄灭。作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(二)交流电弧的特性1.交流电弧的特性如果在电流过零电弧自然熄灭时，采取有效措施加强弧隙的冷却，使弧隙介质的绝缘能力达到不会被弧隙外加电压击穿的程度，则在下半周电弧就不会重燃而最终熄灭。tOABiuarc电弧电压、电流波形图作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(三)交流电弧的熄灭决定交流电弧熄灭的基本因素是“弧隙介质强度的恢复过程”和“弧隙电压的恢复过程”。弧隙介质强度的恢复过程电弧电流过零时，输入弧隙的能量减少，弧隙温度剧降，因而弧隙游离程度也下降。当弧隙温度降低到热游离基本停止时，弧隙重新转变为介质状态。此时，虽然不会出现热击穿而重燃，但是弧隙的绝缘能力或称介质强度（以弧隙能耐受的电压表示）要恢复到正确状态仍需要一定时间，此称为“弧隙介质强度的恢复过程”。作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(三)交流电弧的熄灭弧隙电压的恢复过程电弧电流过零后，弧隙电压将由熄弧电压经过一个由电路参数所决定的振荡过程，逐渐恢复到电源电压，此称为“弧隙电压的恢复过程”。决定交流电弧熄灭的基本因素是“弧隙介质强度的恢复过程”和“弧隙电压的恢复过程”。作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(三)交流电弧的熄灭弧隙介质强度的恢复过程：以耐受电压Ud(t)表示因此，在电弧电流过零后，存在着两个相互联系的对立过程。在恢复过程中，如果恢复电压高于介质强度，弧隙被电击穿，电弧重燃；如果恢复电压低于介质强度，电弧就会真正熄灭。弧隙电压的恢复过程：以耐受电压Ur(t)表示交流电弧熄灭的条件是：Ud(t)＞Ur(t)(a)在t1时刻发生击穿，电弧重燃作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(三)交流电弧的熄灭介质强度和弧隙电压的恢复过程tu0Ud(t)Ur(t)tu0Ud(t)Ur(t)tu0Ud(t)Ur(t)t1(b)电弧熄灭(c)电弧熄灭介质强度的恢复过程与下列因素有关：电弧电流的大小弧隙的冷却条件（灭弧装置的结构）√灭弧介质的特性√触头分离的速度作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(三)交流电弧的熄灭1.弧隙介质强度的恢复过程近阴极效应：150～250伏的起始介质强度－＋＋＋＋＋＋＋＋－－－＋＋＋＋＋＋＋－－－＋＋＋＋＋正离子层空间弧隙电压的恢复过程与线路参数和负荷性质有关。作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(三)交流电弧的熄灭2.弧隙电压的恢复过程弧隙电压的恢复过程可能是周期性或非周期性的。tuUrtuUr周期性振荡过程非周期性过程恢复电压由两部分组成：作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(三)交流电弧的熄灭瞬态恢复电压：首先出现在弧隙两端，时间很短，具有过渡过程特性的电压UtrtuUtrUr0UsrU0瞬态恢复电压Utr是从熄弧电压Ur0过渡到稳态值之间的暂态分量。2.弧隙电压的恢复过程作者：李长松版权所有一、电弧的基本理论(三)交流电弧的熄灭工频恢复电压：瞬态恢复电压Utr消失后，在弧隙两端出现的由工频电源决定的电压Usr工频恢复电压Usr是电弧熄灭以后加在弧隙上的恢复电压稳态值。恢复电压由两部分组成：tuUtrUr0UsrU02.弧隙电压的恢复过程电弧中的去游离强度，很大程度上取决于电弧周围介质的特性，如介质的传热能力、介电强度、热游离温度和热容量等。这些参数的数值越大，则去游离作用越强，电弧就越容易熄灭。作者：李长松版权所有二、高压断路器熄灭电弧的基本方法1.利用灭弧介质常用的灭弧介质有：空气，油(变压器油或断路器油)，SF6，真空。电弧中的去游离强度，很大程度上取决于触头材料。若采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属作触头材料，可以减少热电子发射和电弧中的金属蒸气，抑制游离作用。同时，触头材料还要求有较高的抗电弧、抗熔焊能力。作者：李长松版权所有二、高压断路器熄灭电弧的基本方法2.采用特殊金属材料作灭弧触头常用的触头材料有：铜钨合金，银钨合金。电弧在气流或油流中被强烈地冷却而使复合加强，吹弧也有利于带电离子的扩散。作者：李长松版权所有二、高压断路器熄灭电弧的基本方法3.利用气体或油吹动电弧在高压断路器中利用各种结构形式的灭弧室，使气体或油产生巨大的压力并有力地吹向电弧，使电弧熄灭。吹动的方式有：纵吹和横吹。纵吹：吹动方向与弧柱轴线平行。主要使电弧冷却变细，最后熄灭。横吹：吹动方向与弧柱轴线垂直。主要把电弧拉长，表面积增大并加强冷却。高压断路器常制成每相有两个或更多个串联的断口。如图为双断口的灭弧方式。作者：李长松版权所有二、高压断路器熄灭电弧的基本方法4.利用多断口灭弧采用多断口是把电弧分割成很多小电弧段，在相等的触头行程下，多断口比单断口的电弧拉长了，从而增大了弧隙电阻，而且电弧被拉长的速度(即触头分离速度)也增加，加速了弧隙电阻的增大，同时，也增大了介质强度的恢复速度。由于加在每个断口的电压更低，使弧隙的恢复电压降低，因此灭弧性能更好。III动触头静触头采用多断口的结构后，每一个断口在开断位置的电压分配和开断过程中的恢复电压分配出现了不均匀现象作者：李长松版权所有二、高压断路器熄灭电弧的基本方法4.利用多断口灭弧C0UU1U2CdCd如图为单相断路器在开断接地故障后的电路图。U：电源电压U1、U2：两个断口的电压Cd：断口的等效电容C0：底座对地等效电容则断口电压分布的计算可按下图进行：作者：李长松版权所有二、高压断路器熄灭电弧的基本方法4.利用多断口灭弧可见，U1＞U2两个断口上的电压相差很大，第一个断口的工作条件比第二个断口要严重。UU1U2CdCdC0为了充分发挥每个灭弧室的作用，应该使两个断口的工作条件接近相等。通常在每个断口并联一个比Cd和C0都大得多的电容C，称为“均压电容”。作者：李长松版权所有二、高压断路器熄灭电弧的基本方法4.利用多断口灭弧可见，U1≈U2，电压平均分布在两个断口上，每个断口工作条件基本上一致。UU1U2CdC0CdCC迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，同时，使弧隙的表面积突然增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质扩散，使热游离作用减弱，加强了离子的复合速度，从而加速电弧的熄灭。作者：李长松版权所有二、高压断路器熄灭电弧的基本方法5.拉长电弧并增大断路器触头的分离速度为此，在高压断路器中都装有强有力的断路弹簧，以加快触头的分离速度。作者：李长松版权所有二、高压断路器熄灭电弧的基本方法5.拉长电弧并增大断路器触头的分离速度断路器分闸速度的快慢，通常由断路器全开断时间来衡量，它包括断路器固有动作时间和燃弧时间两部分。＞0.12s，称为低速断路器＜0.08s，称为快速断路器0.08s～0.12s，称为中速断路器当全开断时间作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数(一)高压断路器的种类1.油断路器利用电弧本身的能量，将油加热，形成油蒸汽和大量气体所组成的高压力气泡实现吹弧。这种靠电弧本身能量熄灭电弧的方法，称为“自能式”灭弧室。特点：灭弧时不需要外界供给很大能量，但灭弧能力与电弧电流有关。其燃弧时间随着开断电流减小而增大。作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数(一)高压断路器的种类1.油断路器多油式断路器缺点：体积大，用油量多，有爆炸火灾危险，检修工作量大。特点：内部带有电流互感器。断路器中的油除了作灭弧介质外，还作为触头开断后的弧隙绝缘以及带电部分与接地外壳之间的绝缘介质。作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数(一)高压断路器的种类1.油断路器少油式断路器优点：结构简单，体积小，材料消耗少，用油量少，重量轻，性能稳定，运行方便。应用广泛。缺点：抗震性稍差断路器中的油只作灭弧介质和触头开断后的弧隙绝缘介质，而带电部分对地之间的绝缘采用瓷柱。作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数(一)高压断路器的种类2.压缩空气断路器(简称空气断路器)采用压缩空气作为灭弧介质。压缩空气除了作灭弧介质外，还作为触头开断后的弧隙绝缘介质。优点：“外能式”灭弧室。灭弧能力强；灭弧时间短；无火灾危险；尺寸小，重量轻。缺点：结构复杂；有色金属消耗量大，价格昂贵；需要装设空气压缩机、复杂的压缩空气系统、贮气筒和管道；噪声大。作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数(一)高压断路器的种类3.六氟化硫（SF6）断路器采用六氟化硫(SF6)气体作为灭弧介质和绝缘介质。SF6气体是无色、无味、不燃、无毒的惰性气体。优点：允许断路次数多，检修周期长；断路性能好；多用于SF6封闭式组合电器，大大减少占地面积。它具有很高的电气绝缘强度(是空气的2.5－3倍)和良好的灭弧性能(灭弧能力比空气高100倍)。缺点：要求加工精度高，密封性能好。对气体和水分的检测控制要求更严。作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数(一)高压断路器的种类4.真空断路器以真空作为灭弧介质和绝缘介质。所谓“真空”是相对而言的，指的是绝对压力低于1个大气压的气体稀薄的空间。在这样的空间里，其绝缘强度很高，电弧很容易熄灭。优点：触头开距短(10kV级只需10mm，而油断路器需125mm)；燃弧时间短，且与开断电流无关，一般只有半个周期；触头寿命长，开断次数多；体积小，重量轻；缺点：对灭弧室工艺及触头材料要求高作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数(一)高压断路器的种类作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数(二)高压断路器的技术参数1.额定电压UN产品铭牌上注明的电压是指正常工作的线电压。我国采用的额定电压等级有：

3、6、10、35、60、110、220、330、500kV。考虑到输电线始端和末端的电压可能不同，以及电力系统调压的要求，对电器又规定了与各级额定电压相应的最高工作电压。断路器应能在其最高工作电压下长期正常工作。保证断路器长期工作的电压。作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数(二)高压断路器的技术参数2.额定电流IN电器长期通过额定电流时，其发热温度不会超过允许值。3.额定开断电流INbr断路器在额定电压下能正常可靠开断的最大短路电流。它标志断路器的开断能力。断路器可以长期通过的最大电流。4.额定开断容量SNbr对三相电路有作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数(二)高压断路器的技术参数5.额定动稳定电流ies(额定极限通过电流)6.额定热稳定电流It表示断路器能承受短路电流热效应的能力。通常It=INbr

表示断路器对短路电流的电动稳定性。7.热稳定电流作用时间t在此时间内，当热稳定电流通过断路器时，其发热温度不超过规定允许值。作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数(二)高压断路器的技术参数8.合闸时间9.分闸时间断路器跳闸线圈通电起到三相内电弧完全熄灭为止。断路器合闸线圈通电起到主触头刚接触为止的时间。固有分闸时间：跳闸线圈通电起到触头刚分离为止燃弧时间：触头分离到各相电弧完全熄灭为止分闸时间等于断路器固有分闸时间和燃弧时间之和。

作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数(三)高压断路器的型号含义作者：李长松版权所有三、高压断路器的种类和基本参数(三)高压断路器的型号含义SN10－10/600－350S

少油D

多油K

压缩空气Z

真空LSF6FSF6封闭式N

户内W

户外产品设计序号额定电压(kV)额定电流(A)额定开断容量(kVA)作者：李长松版权所有四、高压断路器的选择与校验(一)高压断路器的选择1.选择断路器的种类和形式

特点安装场所电压等级可选择的主要型式参考型号规范发电机回路UN≤10.5kV中小型机组少油式断路器SN3-10SN4-10大型机组专用SF6断路器专用空气断路器作者：李长松版权所有四、高压断路器的选择与校验(一)高压断路器的选择1.选择断路器的种类和形式

特点安装场所电压等级可选择的主要型式参考型号规范配电装置35kV及以下少油式断路器多油式断路器真空断路器SF6断路器6～10kV:馈线SN10-10母联分段SN3-10SN4-1035kV:SN10-35ZN10-35DW-35系列LN-35系列作者：李长松版权所有四、高压断路器的选择与校验(一)高压断路器的选择1.选择断路器的种类和形式

特点安装场所电压等级可选择的主要型式参考型号规范配电装置110kV～330kV少油式断路器空气断路器SF6断路器SW4-110～330SW6-110～330KW4-110～330KW5-110～330LW-110～330配电装置500kVSF6断路器LW-500作者：李长松版权所有四、高压断路器的选择与校验(一)高压断路器的选择2.选择断路器的额定电压UN≥UNS3.选择断路器的额定电流IN≥Imax4.选择断路器的额定开断电流Inbr≥Ipt或Inbr≥I”Ipt－断路器开断瞬间的短路电流周期分量有效值I”

－短路次暂态电流有效值作者：李长松版权所有四、高压断路器的选择与校验(二)高压断路器的校验1.校验断路器的热稳定It2·t≥Qk2.校验断路器的动稳定ies≥ish(3)隔离开关的主要用途是保证装置中检修工作的安全。作者：李长松版权所有五、隔离开关的主要用途1.隔离电压2.倒闸操作投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，进行电路的切换操作。在需要检修的部分和其它带电部分之间，用隔离开关构成足够大的明显可见的空气绝缘间隔。隔离开关没有灭弧装置，不能开断或闭合负荷电流和短路电流但具有一定的分、合小电感电流和电容电流的能力。作者：李长松版权所有五、隔离开关的主要用途3.分、合小电流分、合避雷器、电压互感器和空载母线分、合励磁电流不超过2A的空载变压器分、合电容电流不超过5A的空载线路作者：李长松版权所有六、隔离开关的种类1.按安装地点分：户内式、户外式2.按绝缘支柱数目分：单柱式、双柱式、三柱式3.按闸刀运动方向分：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式、插入式GW5－110GD/1000隔离开关N

户内W

户外产品设计序号额定电压(kV)改进型额定电流(A)带接地刀闸隔离开关的型号含义：作者：李长松版权所有六、隔离开关的种类作者：李长松版权所有七、隔离开关的选择和校验(一)隔离开关的选择1.选择隔离开关的种类和形式2.选择隔离开关的额定电压UN≥UNS3.选择隔离开关的额定电流IN≥Imax作者：李长松版权所有七、隔离开关的选择和校验(二)隔离开关的校验1.校验隔离开关的热稳定It2·t≥Qk2.校验隔离开关的动稳定ies≥ish(3)4.3互感器的原理与选择将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压(100V)和小电流(5A或1A)，从而使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜和便于屏内安装；并可采用小截面电缆进行远距离测量。互感器是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。互感器的作用是：作者：李长松版权所有互感器的作用将二次设备与高压部分隔离，保护工作人员的安全；同时，互感器二次侧均接地，这样可防止当一、二次绝缘损坏时，在二次设备上发生高压危险。作者：李长松版权所有一、电流互感器的工作原理电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器，它的工作原理和变压器相似。一次绕组串联在所测量的一次回路中，并且匝数很少。因此，一次绕组中的电流I1完全取决于被测回路的负荷电流，而与二次绕组电流I2大小无关。电流互感器的原理接线如图：TVN1N2I2I1负载AWhTA～电流互感器的工作特点：作者：李长松版权所有一、电流互感器的工作原理电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器，它的工作原理和变压器相似。二次绕组匝数N2很多，是一次绕组匝数的若干倍。二次绕组中的电流I2完全取决于一次绕组电流I1。即有：电流互感器的原理接线如图：TVN1N2I2I1负载AWhTA～电流互感器的工作特点：作者：李长松版权所有二、电流互感器的工作状态TVN1N2I2I1负载AWhTA～电流互感器的二次回路中所串接的负载，是测量仪表和继电器的电流线圈。它们的阻抗都很小，因此电流互感器在正常工作时，二次侧接近于短路状态，这是与普通电力变压器的主要区别。电流互感器在正常工作时，二次绕组绝对不允许开路作者：李长松版权所有二、电流互感器的工作状态电流互感器在正常工作状态时，二次负荷电流I2所产生的二次磁势F2对一次磁势F1有去磁作用，因此合成磁势F0及铁芯中的合成磁通Φ数值都不大，在二次绕组内所感应的电势E2数值不超过几十伏。为了减小电流互感器的尺寸、重量和造价，其铁芯截面是按正常工作状态（即合成磁势F0及铁芯中合成磁通Φ数值都不大的状态）设计的。TVN1N2I2I1负载AWhTA～作者：李长松版权所有二、电流互感器的工作状态因此，如果运行中的电流互感器二次绕组开路，则二次磁势F2等于零，而一次磁势F1不变，且全部用于激磁。此时合成磁势F0等于F1，比正常状态的合成磁势增大了许多倍，使铁芯中的磁通急剧增加而达到饱和状态。铁芯饱和致使随时间变化的磁通波形变为平顶波。在波形上升和下降处，因磁通急剧变化在开路的二次绕组内所感应的电势E2可达几千伏甚至更高，对设备和人员是极其危险的。tE2Φ作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差Z2f’r1x1I1r2’x2’r0x0I2’I0E2’U2’1.误差的来源根据磁势平衡原理有I1N1-I2N2=I0N1可见，由于电流互感器本身存在励磁损耗和磁饱和等影响，使一次电流I1和二次电流I2在大小和相位上都有误差。ΨI2’U2’E2’ΦI0I1aobcψ+αδi作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差1.误差的来源(1)电流误差fi：为二次电流的测量值乘以额定电流比所得的值与实际一次电流之差，占后者的百分数。因为所以作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差1.误差的来源(1)电流误差fi：当δi很小时，所以有：作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差1.误差的来源(2)相位误差δi：为旋转180°的二次电流相量与一次电流相量之间的夹角。当-I2超前I1时，δi为正。当δi很小时：所以：作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差2.影响误差的因素可见，fi和δi都与激磁磁势F0(I0N1)及一次磁势F1(I1N1)有关。F0↑F1↓→fi↑δi↑；F0↓

F1↑→fi↓δi↓。具体影响电流互感器的误差的因素有：一、二次绕组的匝数；一次电流的大小；铁芯材料质量、结构尺寸；二次回路的负载阻抗等作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差3.减小误差的措施A.运行时，应使一次实际电流接近一次额定电流。但如果I1继续增大，由于铁芯磁路饱和，误差反而会增大。同时，此时的发热也会超过允许值。当I1比IN1小得多时，由于F1很小，则误差较大。当I1=(100%-120%)IN1

时，F1↑→fi↓δi↓。多匝式：N1>1；当被测电流很小时，也能保证要求的精度。缺点是构造较复杂，价格贵。当IN1小于600A～1000A时，可以将电流互感器制成多匝式的。作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差3.减小误差的措施B.I1较小时，必须增加一次绕组匝数N1。因为当I1很小时，若N1=1；则I1N1小，误差就大。作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差3.减小误差的措施单匝式：N1=1；当被测电流很小时，误差很大。优点是构造较简单，价格较低，尺寸较小，短路电流通过时的动稳定度高。IN1大于600A～1000A的电流互感器，都制成单匝式的。B.I1较小时，必须增加一次绕组匝数N1。增大铁芯的横截面S，磁路不易饱和作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差3.减小误差的措施C.为了减小磁势F0，必须减小铁芯的磁阻rm。缩短磁路长度L(如采用圆形截面铁芯)采用磁导率μ高的电工钢因为，如果F1不变的情况下，而增大Z2f，则I2减小，F2减小，使F0增大，结果是fi、δi增大。Z2f一般包括测量仪表阻抗、继电器的电流线圈阻抗、连接电缆电阻和接头电阻。作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差3.减小误差的措施D.要尽量减小二次回路的负载Z2f。由于二次电流与二次匝数成反比，所以减少二次绕组的匝数N2会是二次电流比未减少匝数前增大，从而补偿了电流误差。作者：李长松版权所有三、电流互感器的误差3.减小误差的措施E.减少二次绕组的匝数N2。电流互感器的准确级以电流误差fi来定义的。即：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。（准确级越大，误差越大，精度越低）作者：李长松版权所有四、电流互感器的准确级与额定容量1.电流互感器的准确级测量用：0.2级0.5级1级3级10级保护用：P级（稳态、220kV以下）TP级（暂态、330~500kV）只有二次负载阻抗Z2f在一定范围内（小于某个值），才能保证电流互感器达到一定的准确级。同一台电流互感器工作在不同准确级时，可以带不同范围（上限值）的二次负载阻抗。电流互感器的额定容量S2N是指在二次额定电流I2N和额定二次阻抗Z2N下运行时，二次绕组输出的容量。即（I2N=5A）：作者：李长松版权所有四、电流互感器的准确级与额定容量2.电流互感器的额定容量可见，额定容量和额定阻抗只差一个系数，所以，额定容量常用二次额定阻抗来表示。同一台电流互感器工作在不同准确级时，会有不同的额定容量，即可以带不同范围的额定二次阻抗。作者：李长松版权所有四、电流互感器的准确级与额定容量2.电流互感器的额定容量要想保证准确级，就要保证：Z2L≤Z2N(或S2L≤S2N)型号准确级额定容量LMZ1-10-3000/50.51.6Ω12.4Ω仪表继电器电缆接头作者：李长松版权所有五、电流互感器的接线单相式接线单相式接线仅反映三相电流平衡系统的运行状态，可作为一般测量和过负荷保护等。作者：李长松版权所有五、电流互感器的接线不完全星形接线不完全星形接线常用于6－10kV中性点不直接接地三相三线制系统中，可供三相二元件功率表或电能表使用，仅取A相电流和C相电流即可。它们的公用回线中流过的电流即为B相电流，从而节省了一台电流互感器。作者：李长松版权所有五、电流互感器的接线两相电流差接线两相电流差接线可用于6－10kV的过电流保护。作者：李长松版权所有五、电流互感器的接线三相星形接线三相星形接线广泛应用于负荷不平衡的三相四线制系统，也可用于一般的三相三线制系统，可测量电路的三相电流，监视各相负荷不对称情况。作者：李长松版权所有六、电流互感器的选择选择电流互感器时，首先要根据装设地点、用途等具体条件确定互感器的结构类型、准确度等级、额定电流比KL；其次要根据互感器的额定容量和二次负荷计算二次回路连接导线的截面积；最后其动稳定和热稳定。作者：李长松版权所有六、电流互感器的选择1.结构类型和准确度的确定根据配电装置的类型，相应选择户内或户外式电流互感器。一般情况下，35kV以下为户内式，而35kV及以上为户外式或装入式(装入变压器或断路器内部)。作者：李长松版权所有六、电流互感器的选择1.结构类型和准确度的确定电流互感器准确级的确定，取决于二次负荷的性质。O.2级用于实验室的精密测量、重要的发电机和变压器回路及500kV重要回路；二次负荷如果属一般电能计量，则电流互感器采用O.5级；功率表和电流表可配用1.O级的电流互感器；一般测量则可用3.0级。如果几个性质不同的测量仪表需要共用一台电流互感器时，则互感器的准确级按就高不就低的原则确定。作者：李长松版权所有六、电流互感器的选择1.结构类型和准确度的确定一般用于继电保护装置的电流互感器，可选P类（5P或1OP级）或TP类（TPX、TPY或TPZ）。作者：李长松版权所有六、电流互感器的选择2.额定电压的选择电流互感器的额定电压，应满足下列条件：UN≥USN3.额定电流的选择及额定电流比的确定电流互感器一次绕组的额定电流I1N已标准化，应选择比一次回路最大长期电流Imax略大一点的标准值。I1N≥Imax作者：李长松版权所有六、电流互感器的选择4.二次回路连接导线截面积的计算电流互感器准确级确定以后，就能够查出保证其准确级的二次负荷Z2N，应使其中：

ra、rre－二次负载(测量仪表或继电器线圈)的电阻；

rL

－连接导线的电阻；

rc

－连接处的接触电阻(一般取O.1Ω)。作者：李长松版权所有六、电流互感器的选择4.二次回路连接导线截面积的计算上式中除rL外均可查得，于是可求出允许的rL值。由于导线电阻与导线截面、长度和电阻率均有关，所以连接导线的最小截面应为其中：

ρ－连接导线的电阻率，Ω·mm2/m；控制电缆一般采用铜导线，ρ＝0.0175；

Lc

－连接导线的计算长度，m，与互感器接线有关；作者：李长松版权所有七、电流互感器的选择4.二次回路连接导线截面积的计算如果电流互感器至测量仪表的距离为L1，当电流互感器采用单相接线时，L＝2L1；当电流互感器采用不完全星形接线时，则L＝L1；当电流互感器采用星形接线时，中性线上的电流很小，故可取L＝L1。L－连接导线的计算长度，m，与互感器接线有关；为了保证连接导线的机械强度，要求导线的最小截面积不应小于1.5mm2（铜）。作者：李长松版权所有六、电流互感器的选择5.热稳定校验电流互感器接线的热稳定校验，应满足下列条件：其中：

Qk

－短路电流在短路作用时间内的热效应，kA2·s；

Kt

－电流互感器热稳定倍数，即电流互感器1s热稳定电流与一次线圈额定电流的比值。电流互感器的动稳定校验包括两个方面的内容，即：内部电动力稳定性校验和外部电动力稳定性校验。作者：李长松版权所有六、电流互感器的选择6.动稳定校验(1)内部电动力稳定性校验对于复匝式电流互感器，应满足：其中：

Kes

－电流互感器动稳定倍数，由制造厂提供。作者：李长松版权所有六、电流互感器的选择6.动稳定校验(2)外部电动力稳定性校验a.相间相互作用的电动力有可能使瓷绝缘的电流互感器损坏。外部动稳定应满足：Fa1

－作用于电流互感器端部的允许电动力，由制造厂家提供，N；L

－电流互感器瓷帽端部至最近一个母线支持绝缘子之间的距离，m；a

－相间距离，m；ish

－短路冲击电流，A。按工作原理，电压互感器可分为：作者：李长松版权所有电压互感器电压互感器的作用是把高电压变为低电压。电磁式电压互感器电力变压器型，原理和普通变压器相似；电容式电压互感器电容分压型；适用于110kV－500kV系统；1.电磁式电压互感器的工作原理作者：李长松版权所有一、电磁式电压互感器的工作原理和工作状态TAN1N2U2U1负载VWhTV～电磁式电压互感器的工作原理、构造和连接方法都和普通电力变压器相同。其主要区别在于电压互感器的容量很小，通常只有几十到几百伏安。2.电磁式电压互感器的工作状态作者：李长松版权所有一、电磁式电压互感器的工作原理和工作状态一次绕组并联在所测量的一次回路中。一次绕组电压等于电网电压，不受二次回路负荷的影响；并且在大多数情况下，二次负荷是恒定的。接在二次绕组的负荷是仪表和继电器的电压线圈，它们的阻抗很大，通过的电流很小，因此，电压互感器正常工作时，二次绕组接近于空载状态（即是说，运行中的电压互感器，二次绕组决不能短路）。此时，二次电压接近于二次电势，并决定于一次电压值。即有：额定电压比1.电磁式电压互感器的误差来源作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差Z2f’r1x1I1r2’x2’r0x0-I2’I0E2’-U2’U1I0r1oψφ2Φaδu+δu-δu-fu-U2’-I2’I0U1bo’cjI0x1-I2’(r1+r2’)-jI2’(x1+x2’)+fuI0r1oψφ2Φaδu+δu-δu-fu-U2’-I2’I0U1bo’cjI0x1-I2’(r1+r2’)-jI2’(x1+x2’)d+fu1.电磁式电压互感器的误差来源作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差(1)电压误差fu：二次电压乘以额定电压比与实际一次电压之差占一次电压的百分比。I0r1oψφ2Φaδu+δu-δu-fu-U2’-I2’I0U1bo’cjI0x1-I2’(r1+r2’)-jI2’(x1+x2’)d+fu1.电磁式电压互感器的误差来源作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差(1)电压误差fu：二次电压乘以额定电压比与实际一次电压之差占一次电压的百分比。I0r1oψφ2Φaδu+δu-δu-fu-U2’-I2’I0U1bo’cjI0x1-I2’(r1+r2’)-jI2’(x1+x2’)d+fu1.电磁式电压互感器的误差来源作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差(2)相位误差δu：旋转180°的二次电压相量与一次电压相量之间的夹角。并规定U1超前-U2’时，δu为正。当δu为很小时，有：I0r1oψφ2Φaδu+δu-δu-fu-U2’-I2’I0U1bo’cjI0x1-I2’(r1+r2’)-jI2’(x1+x2’)d+fu1.电磁式电压互感器的误差来源作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差(2)相位误差δu：旋转180°的二次电压相量与一次电压相量之间的夹角。并规定U1超前-U2’时，δu为正。I0r1oψφ2Φaδu+δu-δu-fu-U2’-I2’I0U1bo’cjI0x1-I2’(r1+r2’)-jI2’(x1+x2’)d+fu1.电磁式电压互感器的误差来源作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差可见，fu和δu都由两部分组成：与I0有关的fu0和δu0是空载误差I0r1oψφ2Φaδu+δu-δu-fu-U2’-I2’I0U1bo’cjI0x1-I2’(r1+r2’)-jI2’(x1+x2’)d+fu1.电磁式电压互感器的误差来源作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差与I2’有关的ful和δul是负载误差2.影响误差的因素及减小误差的方法作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差I0r1oψφ2Φaδu+δu-δu-fu-U2’-I2’I0U1bo’cjI0x1-I2’(r1+r2’)-jI2’(x1+x2’)d+fu(1)影响误差的因素有：互感器本身的构造及材料内阻抗r1、x1、r2、x2空载电流I0互感器的运行工况二次负载电流I2的大小二次负载的功率因数cosφ2一次侧电压U1的大小2.影响误差的因素及减小误差的方法作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差(2)减小误差的方法互感器本身的构造及材料内阻抗r1、x1、r2、x2空载电流I0互感器的运行工况二次负载电流I2的大小二次负载的功率因数cosφ2一次侧电压U1的大小减小内阻抗：减小线圈电阻；减少匝数；选用合理的线圈结构减小空载电流I0：减小磁阻；增加匝数；选用高磁导率的材料2.影响误差的因素及减小误差的方法作者：李长松版权所有二、电磁式电压互感器的误差(2)减小误差的方法互感器本身的构造及材料内阻抗r1、x1、r2、x2空载电流I0互感器的运行工况二次负载电流I2的大小二次负载的功率因数cosφ2一次侧电压U1的大小减小二次负载电流I2：二次负载Z2f尽可能大，即减少并联的仪表和继电器的数目功率因数cosφ2：应保证在0.8的范围内一次侧电压U1：一般变化范围不大电压互感器的准确级以电压误差fu来定义的。即：在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，二次负荷功率因数为额定值时，电压误差的最大值。（准确级越大，误差越大，精度越低）作者：李长松版权所有三、电压互感器的准确级与额定容量1.电压互感器的准确级测量用：0.2级0.5级1级3级只有二次负载阻抗Z2f在一定范围内（大于某个值），才能保证电压互感器达到一定的准确级。同一台电压互感器工作在不同准确级时，可以带不同范围（下限值）的二次负载阻抗。测量用保护用电压互感器的额定容量SN2是指对应于最高准确级下的容量(VA)。即：电压互感器在这种负荷容量下所引起的误差，不会超过这一准确级规定的数值。作者：李长松版权所有三、电压互感器的准确级与额定容量2.电压互感器的额定容量同一台电压互感器工作在不同准确级时，会有不同的额定容量，即可以带不同范围的额定二次阻抗。另外，按照电压互感器在最高工作电压下长期工作允许发热条件，还规定有最大（极限）容量。作者：李长松版权所有三、电压互感器的准确级与额定容量2.电压互感器的额定容量同一台电压互感器工作在不同准确级时，会有不同的额定容量，即可以带不同范围的额定二次阻抗。例如：JSJW-10型电压互感器二次绕组额定容量(VA)最大容量(VA)0.5级1级3级120200400960作者：李长松版权所有四、电压互感器的分类和结构1.电压互感器的分类和结构(1)单相式和三相式。35kV及以上电压等级不制造三相式，均为单相式电压互感器。(2)户内式和户外式。35kV以下多制成户内式；110kV及以上电压等级则制成户外式；35kV电压互感器既有户内式也有户外式。作者：李长松版权所有四、电压互感器的分类和结构1.电压互感器的分类和结构(3)双绕组和三绕组。三绕组电压互感器有两个二次绕组，一个是基本二次绕组，用于测量仪表和继电器；另一个称为附加二次绕组或开口三角绕组，用来反映系统单相接地。(4)按绝缘分为干式、浇注式、油浸式和瓷绝缘。油浸式又分为普通结构和串级结构两种。3－35kV电压等级都制成普通结构，110kV及以上电压等级的电压互感器才制成串级结构。作者：李长松版权所有四、电压互感器的分类和结构1.电压互感器的分类和结构如图为110kV串级式电压互感器内部结构图和接线示意图。作者：李长松版权所有四、电压互感器的分类和结构1.电压互感器的分类和结构随着电压等级的升高，电压互感器一次绕组的绝缘需随之增强。串级式电压互感器的一次绕组分成匝数相等的几组，并在组与组的连接点上与铁芯相连，使铁芯与绕组之间可以采用分级绝缘。同时将铁芯与绕组装入充满变压器油的瓷箱中，从而可节省绝缘材料降低电压互感器成本。串级式电压互感器接线示意图作者：李长松版权所有四、电压互感器的分类和结构1.电压互感器的分类和结构如图为JSJW-10型电压互感器原理图和外形结构示意图。作者：李长松版权所有四、电压互感器的分类和结构1.电压互感器的分类和结构JSJW-10型电压互感器常用于3－20kV中性点不直接接地系统或经消弧线圈接地系统中。在这种情况下，五柱式的两个旁轭为产生的零序磁通提供了畅通的磁路，这就避免了普通电压互感器因零序磁阻太大导致电流过大而发热损坏。在这种系统中如果发生单相接地故障，则接地相对地电压为零，非接地相对地电压升高倍。作者：李长松版权所有四、电压互感器的分类和结构2.电压互感器的型号含义作者：李长松版权所有五、电压互感器的接线图(a)接线仅用于小接地电流系统（35kV及以下），只能测得线电压。图(b)接线只能用于大接地电流系统（110kV及以上），只能测量相电压。作者：李长松版权所有五、电压互感器的接线图(c)接线是由两台单相电压互感器组成的V－V形接线（二次侧b相接地），可用来测量线电压，但不能测量相电压，广泛用于35kV及以下的电网中。作者：李长松版权所有五、电压互感器的接线图(d)所示为一台三相五柱式电压互感器接线。一次绕组接成星形，且中性点接地。基本二次绕组也接成星形，并中性点接地，既可测量线电压，又可测量相电压。附加二次绕组每相的额定电压按100V/3设计，接成开口三角形，亦要求一点接地。正常时，开口三角形绕组两端电压为零，如果系统发生一相完全接地，开口三角形绕组两端会出现100V电压，供给绝缘监测继电器，使之发出一个故障信号（但不跳开断路器）。这种接线在3－35kV电网中得到广泛应用。作者：李长松版权所有五、电压互感器的接线用在小接地电流系统时二次绕组的额定电压为100V/3；而用在大接地电流系统中二次绕组的额定电压为100V。其目的是不管在那种系统中当发生一次系统一相完全接地时，在开口三角形绕组两端的电压均为100V。图(e)为由三台单相三绕组电压互感器构成的接线。Y0/Y0/这种接线可用于小接地电流系统，也可用于大接地电流系统。但应注意两种情况下附加的二次绕组的额定电压不同。作者：李长松版权所有五、电压互感器的接线3－35kV电压互感器高压侧一般经隔离开关和高压熔断器接入高压电网，低压侧也应装设熔断器。110kV及以上的电压互感器可直接经隔离开关接入电网，不设高压熔断器（低压侧仍需装熔断器）。380V的电压互感器可直接经熔断器接入电网，而不用隔离开关。作者：李长松版权所有五、电压互感器的接线无论是电流互感器还是电压互感器，都要求二次侧有一点可靠接地，以防止万一互感器绝缘损坏，一次侧的高电压窜入二次回路危及二次设备和人身的安全。作者：李长松版权所有六、电压互感器的选择1.选择结构类型、接线方式和准确等级根据配电装置类型，相应地电压互感器可选择户内式或户外式。35kV及以下可选用油浸式结构或浇注式结构；110kV及以上可选用串级式结构或电容分压式结构。3－20kV当只需要测量线电压时，可采用两只单相电压互感器的V－V接线。作者：李长松版权所有六、电压互感器的选择1.选择结构类型、接线方式和准确等级Y0/Y0/35kV以下，当需要测量线电压，同时又需要测量相电压和监视电网绝缘时，可采用三相五柱式电压互感器或由三个单相三绕组电压互感器(接地专用)构成接线。Y0/Y0/110kV及以上的电网，则根据需要选择一台单相电压互感器或由三个单相三绕组电压互感器(接地专用)构成接线。作者：李长松版权所有六、电压互感器的选择1.选择结构类型、接线方式和准确等级选择电压互感器的准确级要根据二次负荷的需要。若二次负荷为电能计量，可采用0.5级电压互感器；发电厂中功率表和电压继电器可配用1.0级；一般的测量表计（如电压表）可配用3.0级。如果几种准确级要求不同的二次负荷同接一台电压互感器，则应按负荷要求的最高等级考虑。作者：李长松版权所有六、电压互感器的选择2.选择额定电压电压互感器一次绕组的额定电压应与安装地点电网额定电压相等。特别要注意开口三角形绕组额定电压的选择：用在小接地电流系统时的额定电压为100V/3；而用在大接地电流系统时的额定电压为100V。作者：李长松版权所有六、电压互感器的选择3.选择容量电压互感器的型号和准确级确定以后，与此准确级对应的额定容量即已确定（可从本书附录四有关手册中查得）。为了保证电压互感器得准确级，其二次侧所带负荷的实际容量不能超过额定容量。计算电压互感器的二次负荷容量时，必须注意互感器的接线方式和二次负荷的连接方法，可查有关手册。作者：李长松版权所有七、互感器在主接线中配置原则互感器在主接线中的配置与测量仪表、同步点的选择、保护和自动装置的要求以及主接线的形式有关。图6－14为发电厂中互感器配置示例。作者：李长松版权所有七、互感器在主接线中配置原则1、电压互感器的配置：1)、母线：除旁路母线外每组母线配置一组，用于同步、测量和保护；2)、线路：对端有电源时，装设一台单相用于同期；3)、发电机：装设2-3组电压互感器；4)、变压器：为满足同期或保护的要求，低压侧装设一组。作者：李长松版权所有七、互感器在主接线中配置原则1、电流互感器的配置：1)、满足测量和保护装置的需要；对于大电流接地系统按三相配置，对于小电流接地系统采用两相或三相配置；2)、装设地点应按尽量消除保护装置的死区来设置；3)、尽量不在紧靠母线侧装设电流互感器；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。4.4限流电抗器的选择作者：李长松版权所有限流电抗器关于“百分电抗”百分电抗是以电抗器自身额定值为基准值的标么值乘以100。即：所以电抗器电抗的有名值为：相同UN、IN时，XL%越大，XL越大，限流效果越好。相同UN、XL%时，IN越小，XL越大，限流效果越好。作者：李长松版权所有一、普通电抗器的选择和校验1.选择额定电压和额定电流额定电压：额定电流：注意：电抗器安装地点不同，所在回路的Imax就不同，一定要正确选择。作者：李长松版权所有一、普通电抗器的选择和校验2.选择电抗百分数电抗器的百分数是按“将所在回路的短路电流(电抗器后发生短路)限制到一定数值”的原则来选择的。这样，经过电抗器限流后，所在回路就可以选用轻型的断路器(比如，出线就选用SN10系列断路器)。也就是说，经过电抗器限流后的短路电流值I”不会超过所要选用的轻型断路器的额定开断电流INbr。因此：最终我们就按“将电抗器所在回路的短路电流(电抗器后发生短路)限制到不大于所要选用的轻型断路器的额定开断电流INbr”的原则来选择电抗百分数。作者：李长松版权所有一、普通电抗器的选择和校验2.选择电抗百分数电源QFLE*I”其中： x’*∑－电源到电抗器前的系统电抗标么值

x*L－电抗器电抗标么值（上述标么值都是在系统基准值Sd、Ud、Id下得出的）按要求：应该把短路电流I”限制到所用QF的INbr。比如：对SN8-10/600型QF，其SNbr=200MVA作者：李长松版权所有一、普通电抗器的选择和校验2.选择电抗百分数电源QFLE*I”其中：作者：李长松版权所有一、普通电抗器的选择和校验2.选择电抗百分数电源QFLE*I”而作者：李长松版权所有一、普通电抗器的选择和校验2.选择电抗百分数电源QFLE*I”先由负荷电流和短路电流选择该回路的断路器；由断路器的INbr得到短路电流的限制值I”利用上式计算所需百分电抗最小值，然后选择。作者：李长松版权所有一、普通电抗器的选择和校验3.校验正常运行时的电压损失φ：功率因数角，一般cosφ=0.8以相电压表示ΔU％U1U2jImaxXLImaxooabcφImaxU2XLU1作者：李长松版权所有一、普通电抗器的选择和校验3.校验正常运行时的电压损失要求⊿U％≤5％，才校验通过。若大于5％，说明XL％选大了，需重新选择后再校验。作者：李长松版权所有一、普通电抗器的选择和校验4.校验母线短路时的母线残压而短路时通常sinφ≈1(感性负载φ＝80°～90°)对母线分段电抗器、厂用电抗器和装有无延时保护的出线电抗器，不校验此项。由于母线短路时的母线残压就等于此时在电抗器上的电压降，所以有：注意：上式中的I”应是按选定百分电抗后重新计算的短路电流值。作者：李长松版权所有一、普通电抗器的选择和校验5.校验动稳定最大三相短路冲击电流应不大于电抗器动稳定电流。6.校验热稳定实际短路电流热效应应不大于电抗器热稳定效应。作者：李长松版权所有二、分裂电抗器的选择和校验1.分裂电抗器的原理分裂电抗器两臂间有磁的联系。两臂自感L相同，自感抗为XL＝ωL；两臂间互感为M＝fL（f为互感系数，一般为0.4－0.6），XM＝ωM＝ωfL＝fXL。分裂电抗器的等值电路如图：作者：李长松版权所有二、分裂电抗器的选择和校验2.分裂电抗器电抗百分值确定分裂电抗器电抗百分值仍按下式计算：但因分裂电抗器产品系按单臂自感电抗XL1给出，所以应进行换算。XL1与XL