电气设备的选择与校验

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1、电气设备的选择与校验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，故须遵循一定选择原则。本节对常用的高、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）等分别介绍其选择方法，为合理、正确使 用电气设备提供了依据。高压电气设备选择和校验项目 1 电气设备选择的一般原则 2 高压开关电器的选择 3 互感器的选择 4 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择 5 高压开关柜的选择 6 低压熔断器选择 7 低压断路器选择第五章供电系统中电气设备的选择及校验一. 电气设备选择的一般原则1按工作

2、环境及正常工作条件选择电气设备第五章供电系统中电气设备的选择及校验（1）根据电气装置所处的位置（户内或户外）、使 用环境和工作条件，选择电气设备型号等。（2）按工作电压选择电气设备的额定电压UN UWN （3）按最大负荷电流选择电气设备的额定电流IN Imax 或 IN Ic 一. 电气设备选择的一般原则 第五节供电系统中电气设备的选择及校验2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 imax ish (3) 或Imax Ish (3) 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 It2t It(3)2tima 式中，

3、 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： Ioc Ikmax (3) 或 S S k .max 第五章供电系统中电气设备的选择及校验二.高压开关电器的选择1根据使用环境和安装条件选择设备的型号4热稳定校验 It2tI(3)2tima第五章供电系统中电气设备的选择及校验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： 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imax ish(3) 或 Imax Ish(3) 5开关

4、电器断流能力校验Soc Skmax或 Ioc Ikmax(3)式中，Ioc 、Soc为制造厂提供的最大开断电流和开断 容量。 1)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。 第五章供电系统中电气设备的选择及校验例5-1 试选择某35kV户内型变电所主变压器二次侧 高压开关柜的高压断路器，已知变压器35/10.5kV ，5000kVA， 安装处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。 第五章供电系统中电气设备的选择及校验GG-1A(F

5、)型固定式高压压开关设备设备第五章供电系统中电气设备的选择及校验解：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P294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。第五章供电系统中电气设备的选择及校验序号SN10-10I/630选择要求安装地点 电气条件结论项目数据项目计算数据1UN10kVUW.N10kV合格2IN630AIC275A合格3imax40kAish(3)8.54kA合格4It2t1624= 1024 kA2sI

6、2tima(3.35)2 (1.1+0.1) =13.5 kA2s合格5断流 容量300 MVA合格2)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，查P294表A -5选择GN6 -10T/600高压隔离开关。选择计算结果列 于下表。 第五章供电系统中电气设备的选择及校验序号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1UN10kVUW.N10kV合格2IN600AIC275A合格3imax52kAish(3)8.54kA合格4It2

7、t2025= 2000k A2sI2tima(3.35)2 (1.1+0.1) = 13.5 kA2s合格第五章供电系统中电气设备的选择及校验3) 高压熔断器的选择 1. 保护线路的熔断器的选择第五章供电系统中电气设备的选择及校验(1)熔断器的额定电压UNFU应等于线路的额定电压UNUNFU=UN (2)熔体额定电流INFE不小于线路计算电流Ic，即INFEIc (3)熔断器额定电流INFU不小于熔体的额定电流INFE。INFU INFE (4)熔断器断流能力校验 对限流式熔断器（如RN1型）其断流能力Ioc应满足Ioc I“ (3) 式中，I(3)为熔断器安装地点的三相次暂态短路电流的 有效

8、值。 第五章供电系统中电气设备的选择及校验对非限流式熔断器(RW型),其断流能力应大于三相短 路冲击电流有效值： IocIsh(3)对断流能力有下限值的熔断器(RW型)还应满足: Iocmin Ik(2) 式中，Iocmin为熔断器分断电流下限值；Ik(2)为线路末端 两相短路电流。 2. 保护电力变压器（高压侧）的熔断器熔体额定电流 的选择（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INFE的选择 熔断器熔体额定电流应满足： INFE = (1.52.0)I1NT INFE - 熔断器熔体额定电流； I1NT - 变压器一次绕组 额定电流。 3.

9、 保护电压互感器的熔断器熔体额定电流的选择因为电压互感器二次侧电流很小，故选择RN2型专 用熔断器作电压互感器短路保护，其熔体额定电流为 0.5A。 三. 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%。(2) 线圈铁芯特性 测量用的电流互感器的铁芯在一次电路短路时易于

10、饱和，以限制二次电流的增长倍数，保护仪表。保护用 的电流互感器铁芯则在一次电流短路时不应饱和，二次 电流与一次电流成比例增长，以保证灵敏度要求。2.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。(3) 变流比与二次额定负荷 电流互感器的一次额定电流有多种规格可供用户 选择，二次绕组回路所带负荷不应超过额定负荷值。(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、4

11、00、600、800、1000、1200、1500、2000 （A）等多种规格，二次侧额定电流均为5A。(4)电流互感器准确度选择及校验准确度选择的原则：计量用的电流互感器的准确度 选0.20.5级，测量用的电流互感器的准确度选1.03.0 级。准确度校验公式为：S2S2N S2Si+2N2 （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(W) ；XC为二次回路中所有 接头、触点的接触电阻，一般取0.1W；RWL 为二 次回路导线电阻 5.电流互感器动稳定和热稳定校验Kes 动稳定倍数 （1）动稳定度校验（2）热稳定度校验 （Kt I1N）2 t I

12、(3)2 tima Kt 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 级二次绕组用于计量，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-500-12.5mm2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P296附录表A-7 ，选变比为400/5 A的LQJ-10型电流互感器，Kes=160， Kt=75（1s），0.5级二次绕组的Z2N=0.4W。(1)准确度校验 S2NI2N2Z2N=52

13、0.4=10VA S2Si+I2N2（RWL+RXC）=（0.5+0.5+3/2）+5232/(532.5)+0.1=5.65 10VA （2） 动稳定校验 Kes2 I1N=1601.4140.4kA=90.50ish =8.54kA 满足动稳定要求。 （3） 热稳定度校验 （Kt I1N）2 t=（750.4）21=900 I(3)2 tima =3.3521.2=13.5kA2s满足热稳定要求。所以选择LQJ-10 400/5A型电流互感器满足要求。故满足准确度要求。 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

14、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1.03.0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 S2S2N 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

15、 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P296附录表A-8，选三只JDZJ-10型电压 互感器电压比为10000/3：100/3V，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 = 26(VA) 50(VA) 故二次负荷满足准确度要求。四. 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