供配电课件第5章

§5.1电气设备选择的一般原则电气设备的选择应满足：在正常工作时安全可靠，在短路故障时不至损坏；开关设备具有足够的断流能力，环境适应性等。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo（一）按工作环境及正常工作条件选择电气设备1.按工作电压选择电气设备的额定电压2.按最大负荷电流选择电气设备的额定电流3.

根据电气装置所在位置、使用环境和工作条件，选择电气设备型号

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo（二）按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定1.动稳定校验

2.热稳定校验

3.短路电流计算条件

4.短路计算时间

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo

（三）开关电器必须校验断流能力

开关电器设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo§5.2

高压开关电器的选择

高压开关电器主要指（1）高压断路器（2）高压熔断器（3）高压隔离开关（4）高压负荷开关。1．根据使用环境和安装条件选择设备的型号2．按正常条件选择设备的额定电压和额定电流

3．动稳定校验

4．热稳定校验

5．开关电器断流能力校验

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo（一）高压断路器的选择

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章根据断路器使用场合、环境条件来选择型号，然后再选择额定电压、额定电流值，最后校验动稳定、热稳定和断流容量。CompanyLogo（二）高压隔离开关选择

隔离开关主要用于电气隔离，不能分断正常负荷电流和短路电流。故隔离开关只需要选择额定电压和额定电流，校验动稳定度和热稳定度。

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章隔离开关选型参考表CompanyLogo（三）高压熔断器的选择高压熔断器有户内和户外两种，熔断器的额定电压一般不超过35kV。熔断器没有触头，而且分断短路电流后熔体熔断，故不必校验动稳定和热稳定，仅校验断流能力。高压熔断器按额定电压、额定电流、开断电流和选择性等项来选择和校验。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo（三）高压熔断器的选择

1．保护线路的熔断器的选择（5）熔断器断流能力校验

①对限流式熔断器(RN1型)，其断流能力I∝应满足:

I∝≥I"(3)

（I"(3)为熔断器安装地点的三相次暂态短路电流的有效值。）

②对非限流式熔断器(RW型)，其断流能力应大于三相短路冲击电流有效值：

I∝≥Ish(3)

③对断流能力有下限值的熔断器(RW型)还应满足:

I∝.min≤IK(2)

（I∝.min为熔断器分断电流下限值；Ik(2)为线路末端两相短路电流。）

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo（三）高压熔断器的选择2．保护电力变压器的熔断器熔体电流选择

（1）熔断器型号的选择

户内熔断器选择RN1型,户外熔断器选择RW型。（2）熔体额定电流IN.FE的选择（考虑变压器过负荷20%、变压器低压侧尖峰电流、电机自启动等影响）

熔断器熔体额定电流应满足：IN.FE=(1.5~2.0)I1N.T

IN.FE-熔断器熔体额定电流；I1N.T-变压器一次绕组额定电流。

3．保护电压互感器短路的熔断器选择

因电压互感器二次侧电流很小，故选择RN2型专用熔断器，其熔体额定电流为0.5A。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo（三）高压熔断器的选择4．熔断器选择性校验为了保证前后两级熔断器之间或熔断器与电源(或负荷)保护装置之间动作的选择性，应进行熔体选择性校验。各种型号熔断器的熔体熔断时间可由制造厂提供的安秒特性曲线上查出。如图所示，两个不同熔体的安秒特性曲线（IN.FE1<IN.FE2），同一电流同时通过此二熔体时，熔体1先熔断。所以，为了保证动作的选择性，前一级熔体应采用熔体1，后一级熔体应采用熔体2。对于保护电压互感器用的高压熔断器，只需按额定电压及断流容量两项来选择。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo2.电流互感器的选择（1）电流互感器型号的选择

根据安装地点和工作要求选择电流互感器的型号。（2）电流互感器额定电压的选择

电流互感器额定电压应不低于装设点线路额定电压。（3）电流互感器变比选择

根据一次负荷计算电流Ic选择电流互感器变比。电流互感器一次侧额定电流有20、30、40、50、75、100、150、200、300、400、600、800、1000、1200、1500、2000（A）等多种规格，二次侧额定电流均为5A。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章计量用的电流互感器变比选择应使其一次电流不小于线路的计算电流IC；保护用的电流互感器为保证其准确度的要求，变比可选择大一些。CompanyLogo（二）电压互感器选择电压互感器的选择如下：

1．按装设点环境及工作要求选择电压互感器型号。2．电压互感器的额定电压应不低于装设点线路额定电压。3．按测量仪表对电压互感器准确度要求选择并校验准确度。计量用电压互感器准确度选0.5级以上，测量用的准确度选1.0～3.0级，保护用的准确度为3P级和6P级。

准确度校验:二次侧负荷S2应不大于电压互感器二次侧额定容量，即

S2≤S2N

和

分别为仪表、继电器电压线圈消耗的总有功功率和总无功功率。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo§5.4

母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择（一）母线的选择

母线都用支柱绝缘子固定在开关柜上，因而无电压要求。1.型号选择母线的种类有矩形母线和管形母线，母线的材料有铜、铝。目前变电所的母线除大电流采用铜母线以外，一般尽量采用铝母线。变配电所高压开关柜上的高压母线，通常选用硬铝矩形母线（LMY）。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo（一）母线的选择2.母线截面选择

(1)对一般汇流母线按计算电流选择母线截面

Ial≥Ic式中，Ial—汇流母线允许的载流量(A)；Ic—汇集到母线上的计算电流(A)

(2)对年平均负荷、传输容量较大时，宜按经济电流密度选择母线截面

Sec=Ic/jec式中，jec为经济电流密度，Sec为母线经济截面积。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo3.硬母线动稳定校验——对母线机械强度的校验

σal≥σc

式中，σal为母线最大允许应力(Pa)，硬铝母线（LMY）σal=70Mpa，硬铜母线（TMY）σal=140Mpa；σc为母线短路时冲击电流ish(3)产生的最大应力。计算公式为：

σc=M/W式中，M为母线通过ish(3)时受到的弯曲力矩；W为母线截面系数。

M=Fc(3)·l

/K式中，Fc(3)为三相短路时中间相受到的最大计算电动力(N)；l为档距(m)；K为系数,当母线档数为1~2档时，K=8，当母线档数为大于2档时，K=10。

W=b2·h/6式中，b为母线截面水平宽度(m)；h为母线截面垂直高度(m)。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo4.母线热稳定校验母线截面积不小于热稳定最小允许截面积Smin，即

式中，I∞(3)为三相短路稳态电流(A)，tima为假想时间(s)；C为导体的热稳定计算系数。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章5.母线着色(1)母线着色的作用：

①可以增加母线的热辐射能力，便于导线散热。

②便于区分三相交流母线的相序及直流母线的极性等。

③母线着色可防止母线的腐蚀。

(2)母线颜色的规定。

按照我国技术规范规定：三相交流母线A相着黄色，B相着绿色、C相着红色，中性线不接地时着紫色，中性线接地时着黑色。在直流母线中，正极着褚色，负极着蓝色。CompanyLogo

（二）支柱绝缘子的选择

支柱绝缘子的型号及有关参数见表5-4。应按下列条件选择：

（1）按使用场所（户内、户外）选择型号；（2）选择额定电压；

（3）校验动稳定

FC(3)≤KFal

式中，Fal为支柱绝缘子最大允许机械破坏负荷（见表5-4）；按弯曲破坏负荷计算时，K=0.6，按拉伸破坏负荷计算时，K=1；Fc（3）为短路时冲击电流作用在绝缘子上的计算力，母线在绝缘子上平放时，按Fc（3）=F（3）计算，母线竖放时，则Fc（3）=1.4F（3）。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo（三）穿墙套管的选择（1）使用场所选择型号；（2）选择额定电压；（3）选择额定电流（4）校验动稳定和热稳定

①动稳定校验Fc≤0.6Fal

Fc=K(l1+l2)/a·ish

(3)2×10-7N式中，

Fc为三相短路冲击电流作用于穿墙套管上的计算力（N）；Fal为穿墙套管允许的最大抗弯破坏负荷（N）；l1为穿墙套管与最近一个支柱绝缘子之间的距离（m），l2为套管本身的长度（m），a为相间距离，K=

0.862。

②热稳定校验:

I∞(3)2tima≤It

2·t式中，It为热短时的电流有效值；t为热稳定短路电流有效值试验时间。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo§5.6

低压熔断器选择（一）低压熔断器选择（1）根据工作环境条件要求选择熔断器的型号；（2）熔断器的额定电压应不低于保护线路的额定电压；（3）熔断器的额定电流应不小于其熔体的额定电流，即

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo5.7

低压断路器选择一、低压断路器选择的一般原则

（1）低压断路器的型号及操作机构形式应符合工作环境、保护性能等方面的要求；（2）额定电压应不低于装设地点线路的额定电压；（3）额定电流应不小于它所能安装的最大脱扣器的额定电流；（4）短路断流能力应不小于线路中最大的短路电流。在校验断流能力时，线路最大的短路电流应是指IK(3)或Ish(3)(ish(3))，①对万能式（DW型）断路器，其分断时间在0.02S以上时，即：

②对塑壳式（DZ型或其他型号）断路器，其分断时间在0.02S以下时，

I∝≥I"(3）第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章≥≥或CompanyLogo二、低压断路器脱扣器的选择和整定（一）过电流脱扣器的选择和整定1、过电流脱扣器额定电流的选择：

2、过电流脱扣器动作电流的整定过流脱扣器动作电流按照其额定电流的整数倍整定，即整定倍数可以分级或连续调节。

（1）瞬时过电流脱扣器动作电流IOP(0)

：

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章IN·OR≥ICIOP(0)≥Krel·IPKK·IN≥IOPCompanyLogo（2）短延时过流脱扣器动作电流IOP(S)和动作时间的整定：

动作时间一般不超过1s，通常分为0.2、0.4、0.6秒三级。（具体分级参见产品手册）（3）长延时过流脱扣器动作电流和动作时间整定：

长延时过流脱扣器用于过负荷保护，动作时间为反时限特性。动作时间在1～2h。

第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章IOP(S)≥Krel·IPK（其中Krel=1.2）IOP(1)≥Krel·IC（其中Krel=1.1）（4）过流脱扣器与配电线路的配合要求

IOP≤KOL·Ial

式中，Ial为绝缘导线或电缆的允许载流量，KOL为导线或电缆允许的短时过负荷系数。对瞬时和短延时过流脱扣器KOL=4.5，对长延时过流脱扣器

KOL=1。对有爆炸气体区域内的配电线路KOL=0.8。

当上述要求得不到满足时，可改选脱扣器动作电流，或增大配电线路导线截面。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo（二）低压断路器热脱扣器的选择和整定

1、热脱扣器的额定电流应不小于线路最大计算负荷电流IC，即

IN.R≥IC

2、热脱扣器的动作电流整定：动作电流应线路最大计算负荷电流来整定

IOP.TR≥Krel.IC

（Krel

1.1，并在调试中修改。）（三）欠电压脱扣器和分励脱扣器选择

欠电压脱扣器主要用于欠压或失压保护，当电压下降至（0.35~0.7）UN时便能动作。分励脱扣器主要用于断路器的分闸操作，在（0.85~1.1）UN时便能可靠动作。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章CompanyLogo三、前后级低压断路器之间选择性配合（一）动作电流选择性配合：

前一级的动作电流大于后一级动作电流的1.2倍，即：

（二）动作时间选择性配合：1、如果后一级（靠近负载）采用瞬时过流脱扣器，则前一级（靠近电源）要求采用短延时过流脱扣器；2、如果前后级都采用短延时脱扣器，则前一级短延时