页数：58页文件大小：241.7 KB来源： 供配电技术ppt课件
本课件可查阅按正常工作条件选择设备、热稳定与动稳定校验、高压断路器高压熔断器选择、电流互感器与电压互感器，含各知识点的公式、例题与逐页文字说明，便于检索电气设备的选择相关概念、参数取值与计算步骤。
第五章电气设备的选择电气设备的选择是供配电系统设计的重要步骤，其选择的恰当与否将影响到整个系统能否安全可靠的运行，故必须遵循一定的选择原则。
本章对常用的高、低压电器即高压断路器、高压隔离开关、仪用互感器、母线、绝缘子、高低压熔断器及成套配电装置（高压开关柜）等分别介绍了其选择方法，为合理、正确使用电气设备提供了依据。
•第一节电气设备选择的一般原则•第二节高压开关电器的选择•第三节互感器的选择•第四节母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择•第五节高压开关柜的选择•第六节低压熔断器选择•第七节低压断路器选择
第一节电气设备选择的一般原则1．按工作环境及正常工作条件选择电气设备（
式中，imax为电气设备的极限通过电流峰值；Imax为电气设备的极限通过电流有效值。
(2)热稳定校验≥式中, It为电气设备的热稳定电流；t为热稳定时间。
3．开关电器断流能力校验对具有断流能力的高压开关设备需校验其断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。
即：≥或S∝≥ Sk .max
第二节高压开关电器的选择高压开关电器主要指高压断路器、高压熔断器、高压隔离开关和高压负荷开关。
具体选择如下：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≥或≥4．热稳定校验≥
5．开关电器断流能力校验Soc≥Sk·max或≥式中，Ioc、Soc为制造厂提供的最大开断电流和开断容量。
一、高压断路器选择按断路器使用场合、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。
例5-1试选择某35KV变电所主变次总高压开关柜的高压断路器，已知变压器35/10.5kV,5000KVA,三相最大短路电流为3.35kA，冲击短路电流为8.54kA，三相短路容量为60.9MVA，继电保护动作时间为1.1s。
解：因为户内型，故选择户内少油断路器。
根据变压器二次侧额定电流选择断路器的额定电流。
查附录表A-4，选择SN10-10I/630型少油断路器，其有关技术参数及安装地点电气条件和计算选择结果列于下表，可见断路器的参数均大于装设地点的电气条件，选断路器合格。
表5-2高压断路器选择校验表序号SN10-10I/630选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1UN10kV≥UW.N10kV合格2IN630A≥IC275A合格3I∝.N16kA≥IK(
二、高压隔离开关选择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。
例5-2按例5-1所给的电气条件，选择柜内隔离开关。
解：由于10kV出线控制采用成套开关柜，选择GN-10T/600高压隔离开关。
选择计算结果列于下表。
序号GN-10T/600选择要求安装地点电气条件结论项目数据项目计算数据1UN10kV≥UW.N10kV合格2IN600A≥IC275A合格3imax52kA≥ish(
2.保护电力变压器（高压侧）的熔断器熔体额定电流的选择(
第三节互感器的选择一、电流互感器选择高压电流互感器二次侧线圈一般有一至数个不等,其中一个二次线圈用于测量,其他二次线圈用于保护。
1.电流互感器的主要性能(1)准确级电流互感器测量线圈的准确级设为0.1、0.2、0.5、1、3、5六个级别（数值越小越精确），保护用的互感器或线圈的准确级一般为５Ｐ级和10Ｐ级两种,电流误差分别为１％和３％，其复合误差分别为5％和10％。
(
(
S2≈∑Si+（RWL+RXC）式中，Si、Zi为二次回路中的仪表、继电器线圈的额定负荷(VA)和阻抗(Ω)；
为二次回路中所有接头、触点的接触电阻，一般取0.1Ω；为二次回路导线电阻5.电流互感器动稳定和热稳定校验（1）动稳定度校验Kes—动稳定倍数
（2）热稳定度校验（KtI1N）2·t ≥ I∞(3)2timaKt—热稳定倍数例5-3按例5-1电气条件，选择柜内电流互感器。
已知电流互感器采用两相式接线，如图所示，其中0.5级二次绕组用于测量，接有三相有功电度表和三相无功电度表各一只，每一电流线圈消耗功率0.5VA，电流表一只，消耗功率3VA。
电流互感器二次回路采用BV-500-1×2.5mm2的铜芯塑料线,互感器距仪表的单向长度为2m。
解：根据变压器10kV额定电流275A，查附录表7，选变比为400/5 A的LQJ-10型电流互感器，Kes=160，Kt=75，0.5级二次绕组的Z2N=0.4Ω。(
（
二、电压互感器选择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
式中，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。
例5-4例5-1总降变电所10kV母线上配置三只单相三绕组电压互感器，采用Y0/Y0/接法，作母线电压、各回路有功电能和无功电能测量及母线绝缘监视用。
电压互感器和测量仪器的接线如图所示。
若该母线共有四路出线，每路出线装设三相有功电度表和三相无功电度表及功率表各一只，每个电压线圈消耗的功率
为1.5VA，四只电压表，其中三只分别接于各相，作相电压监视，另一只电压表用于测量各线电压，电压线圈的负荷均为4.5VA。
电压互感器侧电压继电器线圈消耗功率为2.0VA。
试选择电压互感器，校验其二次负荷是否满足准确度要求。
解：根据要求查附录表8，选三只JDZJ-10型电压互感器电压比为10000/：100/ V，0.5级二次绕组（单相）额定负荷为50VA。
除三只电压表分别接于相电压外，其余设备的电压线圈均接于AB或BC线电压间，可将其折算成相负荷，B相的负荷最大，若不考虑电压线圈的功率因数，接于线电压的负荷折算成单相负荷为B相负荷为S2= 4.5+ SBφ= 4.5+ SAB= 4.5 + [4.5 + 4×(1.5+1.5+1.5) ] =27(VA)＜50(VA)故二次负荷满足准确度要求。
第四节母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择一、母线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，其选择条件如下：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）。
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为汇流母线允许的载流量(A)；
Ic为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。
3.硬母线动稳定校验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。
4.母线热稳定校验式中，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。
5.热稳定校验I∞(3) 2tima≤It2·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。
例5-5选择例5-1总降变电所10kV室内母线，已知铝母线的经济电流密度为1.15，假想时间为1.2s，母线水平放置在支柱绝缘子上，型号为ZA-10Y，跨距为1.1m,母线中心距为0.3m，变压器10KV套管引入配电室穿墙套管型号为CWL-10/600，相间距离为0.22m，与最近一个支柱绝缘子间的距离为1.8m，试校验母线、支柱绝缘子、穿墙套管是否满足动稳定和热稳定的要求。
解：（
弯曲力矩按大于2档计算(m3)计算应力为母线满足动稳定要求
Fc(
0.6 Fal=0.6×7.5×103=4500(N)Fc＜0.6 Fal穿墙套管满足动稳定要求
第五节高压开关柜的选择
二、高压开关柜的选择1.选择开关的型号主要根据负荷等级选择开关柜型号，一般一、二级负荷选择移开式开关柜，如KYN2-10、JYN2-10、JY N1-35型开关柜，三级负荷选固定式开关柜，如KGN-10型开关柜。
2.选择开关柜回路方案号每种型号的开关柜主要有电缆进出线柜、架空线进出线柜、联络柜、避雷器及电压互感器柜、所用变柜等，但各型号开关柜的方案号可能不同。
例如例5-1某总降变电所变压器10kV次总回路选择KGN-10型固定式开关柜，回路方案号07。
第六节低压熔断器选择1.低压熔断器的选择
⑵熔体额定电流应满足下式条件：IN·FE≥K·Ipk式中，K为小于1的计算系数，当熔断器用作单台电动机保护时，K的取值与熔断器特性及电动机起动情况有关，K的取值见表5-6。
⑶熔断器保护还应考虑与被保护线路配合，在被保护线路过负荷或短路时能得到可靠的保护，还应满足下式条件：IN·FE≤KoL·Ial式中Ial为绝缘导线和电缆最大允许载流量，KoL为绝缘导线和电缆允许短时过负荷系数。
当熔断器作短路保护时，绝缘导线和电缆的过负荷系数取2.5，明敷导线取1.5；当熔断器作过负荷保护时，各类导线的过负荷系数取0.8∽1，对有爆炸危险场所的导线过负荷系数取下限值0.8。熔体额定电流，应同时满足上述三个条件。3.熔断器断流能力校验
4.前后级熔断器选择性的配合低压线路中，熔断器较多，前后级间的熔断器在选择性上必须配合，以使靠近故障点的熔断器最先熔断。
1FU（前级）与2FU（后级），当K点发生短路时2FU应先熔断，但由于熔断器的特性误差较大，一般为±30%∽±50%，当1FU发生负误差（提前动作），2FU为正误差（滞后动作），如图5-5b所示。
则1FU可能先动作，从而失去选择性。
为保证选择性配合，要求：≥3t2′式中，t1′为1FU的实际熔断时间，t2′为2FU实际熔断时间。
一般前级熔断器的熔体电流应比后级大2～3级。
例5-6有一台电动机，UN=380V、PN=17kW，IC=42.3A，属重载起动，起动电流188A，起动时间为3～8s。采用BLV型导线穿钢管敷设线路，导线截面为10mm2。该电机采用RT0型熔断器做短路保护，线路最大短路电流为21kA。选择熔断器及熔体的额定电流，并进行校验。解：1．选择熔体及熔断器额定电流
熔断器的额定电流应不小于其熔体的额定电流，查附表11选RT0－100型熔断器，其熔体额定电流为80A，熔断器额定电流为100A,最大断流能力50kA。
2．校验熔断器能力IOC=50kA>=21kA断流能力满足要求。
3．导线与熔断器的配合校验：熔断器作短路保护,导线为绝缘导线时：KoL=2.5、查附表13-2 Ial=48A。
IN·FE=80A<2.5×44A=110A满足要求。
第七节低压断路器选择
式中，Krel为可靠系数。
Krel=1.35对动作时间在0.02s以上的断路器，如DW型、ME型等。
Krel=2∽2.5对动作时间在0.02s以下的断路器，如DZ型等。
②短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定短延时过流脱扣器动作电流Iop(s)也应躲过线路尖峰电流Ipk，即：Iop(s)≥KrelIpk式中，Krel为可靠系数，可取1.2。
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动作电流Iop（l）只需躲过线路中最大负荷计算电流Ic，即：Iop(l)≥KrelIc式中，Krel取1.1。
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。
一般动作时间在1∽2h。
④过流脱扣器与配电线路的配合要求防止被保护线路因过负荷或短路故障引起导线或电缆过热，其配合条件为：Iop≤KOLIal
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。
2.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·TR≥Ic②热脱扣器动作电流整定热脱扣器的动作电流应按线路最大计算负荷电流来整定，
即：Iop·TR≥Krel·Ic式中，Krel取1.1，并应在实际运行时调试。3.欠电压脱扣器和分励脱扣器选择欠压和分励脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压，并按直流或交流的类型及操作要求进行选择
四、低压断路器灵敏度的校验低压断路器短路保护灵敏度应满足下式条件式中，Ks为灵敏度，Iop为瞬时或短延时过流脱扣器的动作电流整定值。
Ik·min为保护线路末端在最小运行方式下的短路电流，对TN和TT系统Ik·min应为单相短路电流，对IT系统则视为两相短路电流。
例5-6某0.38kV动力线路，采用低压断路器保护，线路计算电流为125A，尖峰电流为390A，线路首端三相短路电流为7.6kA，最小单相短路电流为2.5kA，线路允许载流量为165A（BLV三芯绝缘导线穿塑料管，30℃时），试选择低压断路器。
解：低压断路器用于配电线路保护，选择DW15系列断路器，查附录表10-4、10-5，确定配置瞬时和长延时过流脱扣器（半导体式，非选择型）。
1．瞬时脱扣器额定电流选择及动作电流整定①IN·OR≥Ic=125A，故选取IN·OR=200A脱扣器
②与保护线路的配合Iop=160＜KOLIal=1×165A=165A满足要求3．断路器额定电流选择IN。
aF≥IN。
OR=200A查附录表10-1、选400ADW15系列断路器。
4.断流能力校验Ioc=20kA＞7.6kV满足要求5.灵敏度校验Ks= Ik.min/Iop= 2.5×103/600=4.2>1.3灵敏度满足要求。
所选低压断路器为DW15-200或DW15-400Y，脱扣器额定电流为200A。
习题1.根据——选择电气设备的型号。
2.按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定,如——、——、——、——等电气设备。
3.电缆只需校验——，支柱绝缘子只需校验——。
4.断路器既要校验——和——，也要校验——。
5.高压开关柜回路方案号根据——选择。
1.工作要求和环境条件。
2.隔离开关、电流互感器、穿墙套管、母线。
3.热稳定、动稳定。
4.热稳定和动稳定、断流能力。
5.主接线。
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