第4章-高壓電氣設備選擇解析課件

第四章高壓電氣設備選擇電氣設備選擇的一般原則開關電弧高壓開關設備選擇母線及絕緣子選擇限流電抗器的選擇互感器的選擇第四章高壓電氣設備選擇電氣設備選擇的一般原則1第一節(jié)

電氣設備選擇的一般原則第一節(jié)電氣設備選擇的一般原則2電氣設備選擇的一般原則按正常工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號等，按短路情況下校驗開關的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。電氣設備選擇的一般原則3一、按正常工作條件選擇電氣設備

（1）環(huán)境選擇電氣設備時還應考慮設備的安裝地點、環(huán)境及工作條件，合理地選擇設備的類型，如戶內戶外、海拔高度、環(huán)境溫度及防塵、防腐、防爆等。（2）電壓電氣設備的額定電壓電氣設備的額定電壓不得低于所接電網額定電壓。

對于高壓電氣設備其最高允許電壓為（1.1-1.15）UN,電網最高允許的電壓為1.1UNS,因此電氣設備的額定電壓UN≥UNS

我國普通電器額定電壓是按照海拔1000m設計的，如果在高海拔區(qū)域，還要采取必要措施，增加電氣設備的絕緣。一、按正常工作條件選擇電氣設備4（3）電流電氣設備的額定電流IN應不小于該回路的最大長時負荷電流Ilo.m或計算電流Ica,即

IN≥Ilo.m

電氣設備的額定電流時指規(guī)定環(huán)境溫度為+40°時，長期允許通過的最大電流。如果環(huán)境溫度不一樣，應對額定電流值進行修正。當高于+40°時，每增加1°，額定電流減小1.8%當?shù)陀?40°時，每降低1°，額定電流增大0.5%，但總的增加值不能超過額定電流的20%。（3）電流5如果已知電氣設備的最高允許工作溫度，當環(huán)境最高溫度高于40°而且不超過60°的時候，額定電流也可以按照下式進行修正：

如果已知電氣設備的最高允許工作溫度，當環(huán)境最高溫度高6二、按短路情況進行校驗1．熱穩(wěn)定校驗

當短路電流通過電氣設備時，電器的各部件溫度（發(fā)熱效應）應不超過短時允許的發(fā)熱溫度即：二、按短路情況進行校驗72．動穩(wěn)定性校驗短路電流通過電器時，電氣設備各部件應能承受短路所產生的機械力效應，不發(fā)生變形損壞，即：常用高壓電器設備的選擇與校驗項目如表4-1所示。2．動穩(wěn)定性校驗常用高壓電器設備的選擇與校驗項目如表4-1所8第二節(jié)

開關電弧第二節(jié)開關電弧9在斷路器切斷通有電流的回路時，只要電源電壓大于10-20V，電流大于80-100mA,在動靜觸頭分開瞬間，觸頭間隙會產生電弧。此時觸頭雖然分開，但是電路中的電流還在流通，只有電弧熄滅，電路才能真正斷開。在斷路器切斷通有電流的回路時，只要電源電壓大于10-10一、電弧的形成電弧是一種游離氣體的放電現(xiàn)象電弧的產生和維持是觸頭間隙的絕緣介質的中性質點（分子和原子）被游離的結果。游離時指中性質點轉化為帶電質點的現(xiàn)象。電弧的形成就是氣態(tài)介質或者液體介質高溫氣化后的氣態(tài)介質向等離子體態(tài)的轉化過程。強電場發(fā)射是觸點間隙最初產生電子的主要原因在觸電剛分開的瞬間，間隙很小，間隙的電場強度很大，陰極表明的電子被電場力拉出而進入觸點間隙成為自由電子。一、電弧的形成電弧是一種游離氣體的放電現(xiàn)象11電弧的產生是碰撞游離所致陰極表面發(fā)射的電子和觸頭間隙原有的少數(shù)電子在強電場作用下，加速向陽極移動并積累動能。當有足夠大的動能的電子與介質的中性質點相碰撞的時候，產生正離子和新的自由電子，這種現(xiàn)象不斷的發(fā)生的結果導致觸頭間隙的電子與正離子大量增加，定向移動形成電流，間隙被擊穿，電流急劇增大，出現(xiàn)光效應和熱效應形成電弧。熱游離維持電弧的燃燒

電弧形成后，弧隙溫度劇增，可達6000-10000°C以上。高溫使得弧隙中性質點獲得大量的動能。這種熱運動足以維持電弧的燃燒。電弧的產生是碰撞游離所致12二、電弧的熄滅在中性質點發(fā)生游離的同時，還存在著使帶電質點不斷減少的去游離。去游離分為：復合與擴散1、復合

復合是指異性帶點質點彼此的中和現(xiàn)象。復合速度與以下因素有關帶電質點濃度越大，復合幾率越高電弧溫度越低，帶電質點運動速度越慢弧隙電場強度小，帶電質點運動速度慢，復合幾率高。二、電弧的熄滅1、復合132、擴散擴散是指帶電質點從弧隙逸出進入周圍介質中的現(xiàn)象。擴散去游離主要有兩種：溫度擴散?；∠杜c周圍介質的溫差越大，擴散越強。用冷卻介質吹弧或者電弧在周圍介質中運行，可以增大電弧與周圍介質的溫差，加強擴散左右。濃度擴散。電弧與周圍介質離子的濃度相差越大，擴散越強烈。當游離大于去游離時，電子與離子濃度增加，電弧加強；當游離與去游離相等時，電弧穩(wěn)定燃燒；當游離小于去游離時，電弧減少以致熄滅。2、擴散14三、交流電弧的開斷交流電弧電流每周期自然過零2次。在電流過零時，電弧暫時熄滅。因此，熄滅交流電弧就是讓交流電弧過零后電弧不重燃。交流電弧過零后是否重燃取決于：1、電源加在弧隙上的恢復電壓；是指電源電壓施加于弧隙上的電壓從不大的熄弧電壓逐漸增大直到電源電壓的過程2、弧隙介質強度的耐壓能力的恢復情況；是指電弧電流過零時熄滅，而弧隙的絕緣能力要經過一定時間才能恢復到絕緣的正常過程。由開關電器滅弧裝置的結構和滅弧介質的性質決定。三、交流電弧的開斷15四、滅弧的基本方法滅弧的基本方法就是加強去游離提高弧隙介質強度的恢復過程，或者改變電路參數(shù)降低弧隙電壓的恢復過程。主要方法有：1、利用介質滅弧。如六氟化硫2、利用氣體或者油吹動電弧3、采用特殊的金屬材料作滅弧觸頭。如銅鎢合金、銀銅鎢合金4、電磁吹弧5、使電弧在固體介質的狹縫中運行6、將長弧分隔成短弧7、采用多斷口滅弧8、提高斷路器觸頭的分離速度四、滅弧的基本方法16第三節(jié)

高壓開關設備選擇第三節(jié)高壓開關設備選擇17高壓開關設備主要指高壓斷路器、高壓熔斷器、高壓隔離開關和高壓負荷開關等。一、高壓斷路器的選擇具有完善的滅弧裝置，是一種專門用于斷開或者接通電路的開關設備。正常運行時，將設備和線路接入或者退出運行，起著控制作用；當設備發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起到保護作用。高壓開關設備主要指高壓斷路器、高壓熔斷器、高壓隔離開181、高壓斷路器的種類按照滅弧介質分：1）油斷路器。

分為多油與少油兩種。多油斷路器中的油起到絕緣和滅弧的作用，少油斷路器的油只作為滅弧介質，可以產生橫吹、縱吹以及機械運行引起的油吹的作用下，使電弧熄滅。多油斷路器油量大、體積大、鋼材消耗多、動作慢、檢修量大、安裝搬運不方便，容易發(fā)生火災，以及淘汰。少油斷路器具有結構簡單、用油少、體積小、運行比較安全的特點。但是，由于少油斷路器性能差和油的易燃易爆性正逐步被淘汰。1、高壓斷路器的種類19少油斷路器多油斷路器少油斷路器多油斷路器202）六氟化硫斷路器。六氟化硫斷路器是利用六氟化硫氣體作為絕緣和滅弧介質的斷路器。由于六氟化硫優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，六氟化硫斷路器發(fā)展迅速，可以在6-500kV系統(tǒng)使用，主要在110kV以上電力系統(tǒng)中使用。根據(jù)滅弧室的結構分為：壓氣式、自能滅弧式（懸弧式、膨脹式）、混合滅弧式。LN1.LN2型為氣壓式的LW3型戶外式為懸弧滅弧結構2）六氟化硫斷路器。21高壓六氟化硫斷路器35kV六氟化硫斷路器高壓六氟化硫斷路器35kV六氟化硫斷路器223）真空斷路器。利用真空作為絕緣和滅弧介質的斷路器。按照安裝地點的不一樣，分為戶內式和戶外式。真空斷路器是無油改造的理想設備，主要在35kV以下電力系統(tǒng)中使用真空斷路器。3）真空斷路器。23第4章-高壓電氣設備選擇解析課件242、高壓斷路器的選擇除一般電氣設備的選擇原則外，還必須按斷路器的功能校驗其額定斷流容量、額定關合電流等。1）按工作環(huán)境選型按照各類斷路器的特點及使用環(huán)境、條件選擇其形式、特殊工作條件、特殊形狀等2）按所在的電網電壓選擇高壓斷路器的額定電壓，應不小于所在電網的額定電壓2、高壓斷路器的選擇25

3）按所在回路最大長時負荷電流選擇額定電流高壓斷路器的額定電流應不小于所在回路的最大長時負荷電流，即3）按所在回路最大長時負荷電流選擇額定電流264）校驗斷路器的熱穩(wěn)定短路電流通過高壓斷路器時，滿足熱穩(wěn)定的條件是各部件溫度不超過短時允許發(fā)熱溫度，即4）校驗斷路器的熱穩(wěn)定275）校驗斷路器的動穩(wěn)定短路電流通過高壓斷路器時，其各部分應能承受的短路電流通過產生的機械力效應，不發(fā)生形變損壞，即5）校驗斷路器的動穩(wěn)定286）校驗斷路器的開斷能力高壓斷路器必須可靠的切除通過它的最大短路電流，其額定開斷電流應不小于開斷瞬間的最大短路電流，即6）校驗斷路器的開斷能力297）校驗斷路器的額定關合電流

在斷路器合閘之前，如果線路上面已經存在短路故障，則在合閘過程中，動靜觸頭在未接觸時即有巨大的短路電流通過，觸頭更容易熔焊和受電動力的損壞。為保證斷路器在關合短路電流時的安全，斷路器的額定關合電流不應小于短路電流最大沖擊值，即例題講解：見書上4-17）校驗斷路器的額定關合電流例題講解：見書上4-130二、高壓負荷開關的選擇負荷開關（QL）是專門用于接通和斷開負荷電流的開關設備。具有簡單的滅弧裝置和明顯的斷開點，可通斷負荷電流和過負荷電流，具有隔離開關的作用，但不能斷開短路電流。1、高壓負荷開關的種類產氣式、壓氣式、真空式和SF6等2、適用場合無油化、不檢修、要求頻繁操作的場合，與熔斷器配合可作為容量不大或者不重要用戶的電源開關。3、校驗

額定電壓、額定電流選擇，按動、熱穩(wěn)定性校驗。二、高壓負荷開關的選擇1、高壓負荷開關的種類31fn12-12系列戶內高壓負荷開關yb系高壓真空負荷開關戶外交流高壓真空隔離負荷開關fn12-12系列戶內高壓負荷開關yb系高壓真空負荷開關戶外32三、高壓隔離開關的選擇

高壓隔離開關（QS）是主要功能是隔離高壓電源，以保證其他設備和線路的安全檢修及人身安全。隔離開關沒有滅弧裝置，不能帶電拉、合閘。與斷路器配合使用時，必須保證“先通后斷”。通常應在隔離開關和斷路器之間設置閉鎖機構，以防誤操作。三、高壓隔離開關的選擇33第4章-高壓電氣設備選擇解析課件341、高壓隔離開關的種類按安裝地點分：戶內式、戶外式；按有無接地開關分：不接地、單接地、雙接地2、適用場合配合斷路器使用，也可以通斷一定的小電流。3、校驗按電網電壓、額定電流及環(huán)境條件選擇，并按短路電流校驗其動、熱穩(wěn)定性。

1、高壓隔離開關的種類35四、高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器（FU）是一種過流保護元件，由熔件與熔管兩部分組成。當過載或短路時，電流增大，其熔件熔斷，達到切除故障保護設備的目的。熔件通過的電流越大，其熔斷時間越短。電流與熔斷時時間的關系曲線叫做熔件的安-秒特性曲線。在選擇熔件時，除了保證在正常工作條件下熔件不熔斷外，為了使保護具有選擇性，還應使其安-秒特性符合保護選擇性的要求。四、高壓熔斷器的選擇36安-秒特性曲線安-秒特性曲線371、高壓熔斷器的種類按安裝地點分：戶內式、戶外式；按滅弧方式：氣體材料滅弧、石英砂滅弧電流等級分：3.5、10、15、20、30、40、50、75等2、校驗除按工作環(huán)境、電網電壓、長時最大負荷電流選型外，還必須校驗熔斷器的斷流容量，即1、高壓熔斷器的種類38戶外高壓熔斷器rw10型高壓跌落式熔斷器rn1rn2熔管-高壓熔斷器戶外高壓熔斷器rw10型高壓跌落式熔斷器rn1rn2熔管-392、校驗

限流式的熔斷器，不能用在低于其額定電壓的電網上，以免熔件熔斷時電弧電阻過大而出現(xiàn)截流過電壓。熔斷器的額定電流有2個，即熔件和熔管的額定電流，即所選熔件應在最大長時負荷電流及設備起動電流的作用下不熔斷，在短路電流作用下可靠熔斷；與上級保護裝置的動作時限配合，以免保護裝置越級動作。熔斷器的額定電流可按變壓器額定電流的1.5-2倍選取。2、校驗40五、高壓開關柜的選擇高壓開關柜屬于高壓成套配電裝置。按一定的接線方式將同一回路的開關電器、母線、計量表計、保護電器及操動機構等組裝在一個金屬柜中，稱為一套完整的配電裝置。優(yōu)點是：節(jié)省空間、方便安裝、可靠供電、美化環(huán)境。1、高壓開關柜的種類按結構形式分：固定式、移動式；

按作用分：進線柜、饋線柜、電壓互感器柜、高壓電容柜、電能計量柜、高壓環(huán)網柜等。2、選擇1）選擇高壓開關柜的型號2）選擇高壓開關柜的回路方案編號五、高壓開關柜的選擇1、高壓開關柜的種類41第4章-高壓電氣設備選擇解析課件42第四節(jié)

母線及絕緣子選擇第四節(jié)母線及絕緣子選擇43一、母線的選擇母線的選擇包括母線選型、截面積選擇以及動熱穩(wěn)定校驗1、母線的選擇母線選型包括材料、截面形狀和布置方式材料：銅、鋁、鋁合金等截面形狀：矩形、管型、多股絞線布置方式：平放、豎放一、母線的選擇441）按最大長時負荷電流選擇2）按經濟電流密度選擇母線截面2、選擇母線截面積選擇1）按最大長時負荷電流選擇2）按經濟電流密度選擇母線截面2453、按短路條件進行校驗1）母線熱穩(wěn)定性校驗所選母線的截面應不小于最小熱穩(wěn)定截面。即2）母線動穩(wěn)定性校驗母線材料允許應力應不小于短路電流作用母線上的電動應力3、按短路條件進行校驗46二、母線支柱絕緣子和套管絕緣子的選擇支柱絕緣子對著母線起著支持、固定與絕緣的作用，母線穿過建筑物或者其他物體時要用套管絕緣子。二、母線支柱絕緣子和套管絕緣子的選擇471、支柱絕緣子的選擇按照使用地點分為戶內式和戶外式。

1）額定電壓的選擇支柱絕緣子的額定電壓不小于所在電網的電壓，即

2）支柱絕緣子動穩(wěn)定性校驗按最大允許力Fal進行校驗，即1、支柱絕緣子的選擇482、套管絕緣子的選擇套管絕緣子按是否帶導體分為普通型和母線型。普通型套管絕緣子應按使用地點、額定電壓、額定電流選擇，并按照短路條件校驗其動、熱穩(wěn)定性。母線型套管絕緣子，因本身不帶導體所以不按照額定電流選擇，但應保證套管絕緣子形式和母線尺子相配合。2、套管絕緣子的選擇49第五節(jié)

限流電抗器的選擇第五節(jié)限流電抗器的選擇50過大的短路電流不但使設備選擇困難，而且也不經濟，所以必須對過大的短路電流進行限制。一般企業(yè)內部10kV以下電力網中的短路電流，通常應該限制在20kA以內6-10kA高壓母線上的短路容量規(guī)則規(guī)定不允許超過100MA.過大的短路電流不但使設備選擇困難，而且也不經濟，所以51一、短路電流的限制

限制短路電流的措施就是增加短路回路的電抗1、改變供電系統(tǒng)的運行方式采用低壓側母線采用分列運行方式，即“母線硬分段”的接線方式，提高總阻抗。優(yōu)點：不需要增加設備、繼電保護簡單。只有在該方法不滿足要求的時候，才考慮增加電抗。

2、在回路中串入限流電抗器將電抗器串聯(lián)與線路首端，增加線路總阻抗，限制短路電流。電抗有普通電抗器和分列電抗器兩種。一、短路電流的限制52二、普通電抗器的選擇電抗器除了按照一般條件選擇外，還要進行電抗百分數(shù)選擇和電壓損失、殘壓等校驗。

1、額定電壓選擇2、額定電流的選擇按所在線路的最大長時負荷電流來選擇

3、電抗百分值的選擇按短路電流限制到一定數(shù)值的要求來選擇。設要求將電抗器后的短路電流限制到則電源到電抗器后的系統(tǒng)的總電抗標幺值為,設電源到電抗器的前系統(tǒng)原有的電抗標幺值為，則所需電抗器的電抗標幺值為二、普通電抗器的選擇53

根據(jù)電抗器的額定電壓、額定電流可以計算出電抗器在額定參數(shù)下的電抗值百分值根據(jù)電抗器的額定電壓、額定電流可以計算出電抗器在額定54

4、正常運行時電壓損失校驗正常運行時，電抗器有一定的電壓降，考慮到電抗器電阻很小，其電壓損失主要由無功分量產生，為了使用戶端的電壓不至于過分降低，應滿足

5、母線殘余電壓校驗當短路直接發(fā)生在電抗器后面時，母線殘壓應不小于所在電網電壓的60%-70%，即若低于此值，則應該選擇大一級的電抗器4、正常運行時電壓損失校驗5、母線殘余電壓校驗55

6、母線動熱穩(wěn)定性校驗為了使動穩(wěn)定性得到保證，應滿足動穩(wěn)定條件，即為了使熱穩(wěn)定性得到保證，應滿足熱穩(wěn)定條件，即6、母線動熱穩(wěn)定性校驗為了使熱穩(wěn)定性得到保證，應56第六節(jié)

互感器的選擇第六節(jié)互感器的選擇57互感器是電流互感器和電壓互感器的合稱，它是測量儀表、繼電保護等二次設備獲取一次回路信息的傳感器。互感器將一次側電路的大電流、高電壓變成小電流和低電壓，以便二次側測量儀表和繼電保護隔離高壓電路以小型化、標準化。互感器主要是電磁式的，本質是一種特殊的變壓器,其工作原理和結構與變壓器基本相同，一次側接在電路中，二次側接測量儀表和繼電保護。非電磁型的新型互感器，如電子型、光電型的，現(xiàn)在也越來越多?；ジ衅魇请娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅鞯暮戏Q，它是測量儀表、58戶外高壓電流互感器_lvqb-110各種型號高壓電流互感器互感器35kv電流互感器戶外高壓電流互感器_lvqb-110各種型號高壓電流互感器互59一、電磁式電流互感器由一次繞組、鐵芯和二次繞組組成。

特點有：1、一次繞組匝數(shù)少而粗，二次繞組匝數(shù)多而且細。2、一次繞組串在一次電路中，二次繞組與儀表、繼電器電流線圈串聯(lián)，由于電流線圈阻抗很小，二次回路接近短路。3、互感器等值總阻抗在一次回路中所占比重極小，其一次回路電流的大小取決于其負荷電流的大小，與二次繞組無關，可以看作恒流源。一、電磁式電流互感器60電流互感器的額定電流比稱為電流互感器的變比，用Ki表示，即（一）電流互感器誤差和準確級1、電流互感器誤差

電流互感器二次側測量的與一次回路的在大小和方向上面有差別，這種差別稱為電流互感器的測量誤差。大小誤差稱為電流誤差，方向誤差稱為。電流互感器的額定電流比稱為電流互感器的變比，用Ki表示，即612、電流互感器誤差準確級

根據(jù)測量誤差的大小，電流互感器可以分為不同的準確等級。準確級是指在規(guī)定的二次負荷變化范圍內，一次電流為額定值最大電流誤差。準確級設為0.1、0.2、0.5、1、3、5六個級別（數(shù)值越小越精確），（二）常用電流互感器的類型按一次繞組匝數(shù)分：單匝式、多匝式按用途分為：計量用和保護用按絕緣介質分：油浸式、環(huán)氧樹脂式、干式、SF6氣體絕緣式注意：電流互感器均為單相式2、電流互感器誤差準確級（二）常用電流互感器的類型62（三）電流互感器的選擇1、額定電壓應大于或者等于電網額定電壓2、額定電流應大于或者等于一次回路最大長時負荷電流3、電流互感器的準確級應不小于二次側所接儀表的準確級4、電流互感器的額定容量應不小于所接二次設備的容量由于互感器的二次電流已標準化（5A或者1A）,故二次容量僅取決于二次負荷電阻。（三）電流互感器的選擇635、動穩(wěn)定性校驗電流互感器的動穩(wěn)定性包括內部和外部2個部分。內部動穩(wěn)定性是考慮故障電流通過自身繞組產生的電動力。外部動穩(wěn)定性是異相電流產生的電動力。內部穩(wěn)定性用動穩(wěn)定倍數(shù)Kes表示，即

內部動穩(wěn)定校驗式為:5、動穩(wěn)定性校驗64外部動穩(wěn)定校驗式為：外部動穩(wěn)定校驗式為：656、熱穩(wěn)定性校驗電流互感器的熱穩(wěn)定性可以用Kts表示，一般是1s時間內的熱穩(wěn)定電流Its與其額定電流IN2之比值，即7、10%誤差校驗保護型的電流互感器，為保證繼電器保護可靠動作，允許其誤差不超過10%。6、熱穩(wěn)定性校驗7、10%誤差校驗66（四）電流互感器運行中應注意事項1、電流互感器在接線時，應注意接線端子的極性2、電流互感器的二次繞組及外殼均接地3、電流互感器二次回路不準開路或者接熔斷器4、電流互感器的額定容量應不小于所接二次設備的容量（四）電流互感器運行中應注意事項67二、電磁式電壓互感器電壓互感器一次繞組是并聯(lián)在高壓電路上，二次繞組與儀表和繼電器的電壓線圈相聯(lián)。特點有：1、一次繞組并聯(lián)在電路中，其匝數(shù)很大，阻抗很大，對被測電路沒有影響。2、二次繞組并聯(lián)的儀表和繼電器的電壓線圈具有很大的阻抗，在正常運行時，電壓互感器接近于空載運行。3、一次回路電壓大小與互感器二次負荷無關，對二次系統(tǒng)相當于恒壓源。二、電磁式電壓互感器68高壓互感器10kv高壓電壓互感器戶外電壓互感器高壓互感器10kv高壓電壓互感器戶外電壓互感器69電壓互感器的變比是一二次側額定電壓之比，用Ku表示，即（一）電壓互感器誤差和準確級電壓互感器的誤差分為：電壓誤差和角誤差。主要的標準準確級：0.1,0.2,0.5,1.0,3.0電壓互感器的變比是一二次側額定電壓之比，用Ku表示，即（一）70（二）電壓互感器的類型及接線

按相數(shù)分：單相、三相三芯柱、三相五芯柱按繞組分：雙繞組、三繞組按絕緣方式分：干式、油浸式和充氣式按安裝地方分：戶內式、戶外式接線方式：

（a）單相電壓互感器如圖所示是單相電壓互感器，用于同步或者測量儀表（二）電壓互感器的類型及接線（a）單相電壓互感器如圖所示是71

（b）V形接線如圖所示是V形接線，2個單相電壓互感器接成V形，這種接線方式常用于中性點不接地系統(tǒng)中，可測量三相的線電壓，也可接電能表或者功率表。（b）V形接線如圖所示是V形接線，2個單相電壓72如圖所示是Yynd接線，3個單相電壓互感器接成Yynd

。yn接線繞組可以用來測量相電壓、線電壓以及接電能表和功率表。開口的三角形繞組可以用來測量零序電壓值、監(jiān)測電網的絕緣。

（c）Yynd接線如圖所示是Yynd接線，3個單相電壓互感器接成Y73

（d）三相三繞組五柱式電壓互感器如圖所示是三相三繞組五柱式電壓互感器，用于10kV以下系統(tǒng)，相電壓、線電壓以及接電能表和功率表。開口的三角形繞組可以用來測量零序電壓值、監(jiān)測電網的絕緣。一二次繞組都接地，是為了防止一、二次繞組絕緣被擊穿后，傷害人和設備的，一般35kV以下電路，電壓互感器都接有熔斷器。（d）三相三繞組五柱式電壓互感器如圖所示是三相74（三）電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇原則如下：1、電壓互感器一次額定電壓不小于電網的額定電壓2、電壓互感器二次額定電壓按照表4-6進行選擇3、電壓互感器的準確值不小于所接儀表的準確值4、電壓互感器的額定容量不小于二次側負荷的容量繞組二次繞組二次輔助繞組高壓繞組接于線電壓上接于相電壓上中性點接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)二次繞組電壓100100表4-6電壓互感器的二次繞組電壓（三）電壓互感器的選擇繞組二次繞組二次輔助繞組高壓繞組接于線75（四）電壓互感器運行中應注意事項1、電壓互感器在接線時，應注意接線端子的極性同名端2、電壓互感器在運行時，二次側不能短路3、電壓互感器二次繞組的一端及外殼應接地（四）電壓互感器運行中應注意事項76第四章高壓電氣設備選擇電氣設備選擇的一般原則開關電弧高壓開關設備選擇母線及絕緣子選擇限流電抗器的選擇互感器的選擇第四章高壓電氣設備選擇電氣設備選擇的一般原則77第一節(jié)

電氣設備選擇的一般原則第一節(jié)電氣設備選擇的一般原則78電氣設備選擇的一般原則按正常工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號等，按短路情況下校驗開關的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。電氣設備選擇的一般原則79一、按正常工作條件選擇電氣設備

（1）環(huán)境選擇電氣設備時還應考慮設備的安裝地點、環(huán)境及工作條件，合理地選擇設備的類型，如戶內戶外、海拔高度、環(huán)境溫度及防塵、防腐、防爆等。（2）電壓電氣設備的額定電壓電氣設備的額定電壓不得低于所接電網額定電壓。

對于高壓電氣設備其最高允許電壓為（1.1-1.15）UN,電網最高允許的電壓為1.1UNS,因此電氣設備的額定電壓UN≥UNS

我國普通電器額定電壓是按照海拔1000m設計的，如果在高海拔區(qū)域，還要采取必要措施，增加電氣設備的絕緣。一、按正常工作條件選擇電氣設備80（3）電流電氣設備的額定電流IN應不小于該回路的最大長時負荷電流Ilo.m或計算電流Ica,即

IN≥Ilo.m

電氣設備的額定電流時指規(guī)定環(huán)境溫度為+40°時，長期允許通過的最大電流。如果環(huán)境溫度不一樣，應對額定電流值進行修正。當高于+40°時，每增加1°，額定電流減小1.8%當?shù)陀?40°時，每降低1°，額定電流增大0.5%，但總的增加值不能超過額定電流的20%。（3）電流81如果已知電氣設備的最高允許工作溫度，當環(huán)境最高溫度高于40°而且不超過60°的時候，額定電流也可以按照下式進行修正：

如果已知電氣設備的最高允許工作溫度，當環(huán)境最高溫度高82二、按短路情況進行校驗1．熱穩(wěn)定校驗

當短路電流通過電氣設備時，電器的各部件溫度（發(fā)熱效應）應不超過短時允許的發(fā)熱溫度即：二、按短路情況進行校驗832．動穩(wěn)定性校驗短路電流通過電器時，電氣設備各部件應能承受短路所產生的機械力效應，不發(fā)生變形損壞，即：常用高壓電器設備的選擇與校驗項目如表4-1所示。2．動穩(wěn)定性校驗常用高壓電器設備的選擇與校驗項目如表4-1所84第二節(jié)

開關電弧第二節(jié)開關電弧85在斷路器切斷通有電流的回路時，只要電源電壓大于10-20V，電流大于80-100mA,在動靜觸頭分開瞬間，觸頭間隙會產生電弧。此時觸頭雖然分開，但是電路中的電流還在流通，只有電弧熄滅，電路才能真正斷開。在斷路器切斷通有電流的回路時，只要電源電壓大于10-86一、電弧的形成電弧是一種游離氣體的放電現(xiàn)象電弧的產生和維持是觸頭間隙的絕緣介質的中性質點（分子和原子）被游離的結果。游離時指中性質點轉化為帶電質點的現(xiàn)象。電弧的形成就是氣態(tài)介質或者液體介質高溫氣化后的氣態(tài)介質向等離子體態(tài)的轉化過程。強電場發(fā)射是觸點間隙最初產生電子的主要原因在觸電剛分開的瞬間，間隙很小，間隙的電場強度很大，陰極表明的電子被電場力拉出而進入觸點間隙成為自由電子。一、電弧的形成電弧是一種游離氣體的放電現(xiàn)象87電弧的產生是碰撞游離所致陰極表面發(fā)射的電子和觸頭間隙原有的少數(shù)電子在強電場作用下，加速向陽極移動并積累動能。當有足夠大的動能的電子與介質的中性質點相碰撞的時候，產生正離子和新的自由電子，這種現(xiàn)象不斷的發(fā)生的結果導致觸頭間隙的電子與正離子大量增加，定向移動形成電流，間隙被擊穿，電流急劇增大，出現(xiàn)光效應和熱效應形成電弧。熱游離維持電弧的燃燒

電弧形成后，弧隙溫度劇增，可達6000-10000°C以上。高溫使得弧隙中性質點獲得大量的動能。這種熱運動足以維持電弧的燃燒。電弧的產生是碰撞游離所致88二、電弧的熄滅在中性質點發(fā)生游離的同時，還存在著使帶電質點不斷減少的去游離。去游離分為：復合與擴散1、復合

復合是指異性帶點質點彼此的中和現(xiàn)象。復合速度與以下因素有關帶電質點濃度越大，復合幾率越高電弧溫度越低，帶電質點運動速度越慢弧隙電場強度小，帶電質點運動速度慢，復合幾率高。二、電弧的熄滅1、復合892、擴散擴散是指帶電質點從弧隙逸出進入周圍介質中的現(xiàn)象。擴散去游離主要有兩種：溫度擴散。弧隙與周圍介質的溫差越大，擴散越強。用冷卻介質吹弧或者電弧在周圍介質中運行，可以增大電弧與周圍介質的溫差，加強擴散左右。濃度擴散。電弧與周圍介質離子的濃度相差越大，擴散越強烈。當游離大于去游離時，電子與離子濃度增加，電弧加強；當游離與去游離相等時，電弧穩(wěn)定燃燒；當游離小于去游離時，電弧減少以致熄滅。2、擴散90三、交流電弧的開斷交流電弧電流每周期自然過零2次。在電流過零時，電弧暫時熄滅。因此，熄滅交流電弧就是讓交流電弧過零后電弧不重燃。交流電弧過零后是否重燃取決于：1、電源加在弧隙上的恢復電壓；是指電源電壓施加于弧隙上的電壓從不大的熄弧電壓逐漸增大直到電源電壓的過程2、弧隙介質強度的耐壓能力的恢復情況；是指電弧電流過零時熄滅，而弧隙的絕緣能力要經過一定時間才能恢復到絕緣的正常過程。由開關電器滅弧裝置的結構和滅弧介質的性質決定。三、交流電弧的開斷91四、滅弧的基本方法滅弧的基本方法就是加強去游離提高弧隙介質強度的恢復過程，或者改變電路參數(shù)降低弧隙電壓的恢復過程。主要方法有：1、利用介質滅弧。如六氟化硫2、利用氣體或者油吹動電弧3、采用特殊的金屬材料作滅弧觸頭。如銅鎢合金、銀銅鎢合金4、電磁吹弧5、使電弧在固體介質的狹縫中運行6、將長弧分隔成短弧7、采用多斷口滅弧8、提高斷路器觸頭的分離速度四、滅弧的基本方法92第三節(jié)

高壓開關設備選擇第三節(jié)高壓開關設備選擇93高壓開關設備主要指高壓斷路器、高壓熔斷器、高壓隔離開關和高壓負荷開關等。一、高壓斷路器的選擇具有完善的滅弧裝置，是一種專門用于斷開或者接通電路的開關設備。正常運行時，將設備和線路接入或者退出運行，起著控制作用；當設備發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起到保護作用。高壓開關設備主要指高壓斷路器、高壓熔斷器、高壓隔離開941、高壓斷路器的種類按照滅弧介質分：1）油斷路器。

分為多油與少油兩種。多油斷路器中的油起到絕緣和滅弧的作用，少油斷路器的油只作為滅弧介質，可以產生橫吹、縱吹以及機械運行引起的油吹的作用下，使電弧熄滅。多油斷路器油量大、體積大、鋼材消耗多、動作慢、檢修量大、安裝搬運不方便，容易發(fā)生火災，以及淘汰。少油斷路器具有結構簡單、用油少、體積小、運行比較安全的特點。但是，由于少油斷路器性能差和油的易燃易爆性正逐步被淘汰。1、高壓斷路器的種類95少油斷路器多油斷路器少油斷路器多油斷路器962）六氟化硫斷路器。六氟化硫斷路器是利用六氟化硫氣體作為絕緣和滅弧介質的斷路器。由于六氟化硫優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，六氟化硫斷路器發(fā)展迅速，可以在6-500kV系統(tǒng)使用，主要在110kV以上電力系統(tǒng)中使用。根據(jù)滅弧室的結構分為：壓氣式、自能滅弧式（懸弧式、膨脹式）、混合滅弧式。LN1.LN2型為氣壓式的LW3型戶外式為懸弧滅弧結構2）六氟化硫斷路器。97高壓六氟化硫斷路器35kV六氟化硫斷路器高壓六氟化硫斷路器35kV六氟化硫斷路器983）真空斷路器。利用真空作為絕緣和滅弧介質的斷路器。按照安裝地點的不一樣，分為戶內式和戶外式。真空斷路器是無油改造的理想設備，主要在35kV以下電力系統(tǒng)中使用真空斷路器。3）真空斷路器。99第4章-高壓電氣設備選擇解析課件1002、高壓斷路器的選擇除一般電氣設備的選擇原則外，還必須按斷路器的功能校驗其額定斷流容量、額定關合電流等。1）按工作環(huán)境選型按照各類斷路器的特點及使用環(huán)境、條件選擇其形式、特殊工作條件、特殊形狀等2）按所在的電網電壓選擇高壓斷路器的額定電壓，應不小于所在電網的額定電壓2、高壓斷路器的選擇101

3）按所在回路最大長時負荷電流選擇額定電流高壓斷路器的額定電流應不小于所在回路的最大長時負荷電流，即3）按所在回路最大長時負荷電流選擇額定電流1024）校驗斷路器的熱穩(wěn)定短路電流通過高壓斷路器時，滿足熱穩(wěn)定的條件是各部件溫度不超過短時允許發(fā)熱溫度，即4）校驗斷路器的熱穩(wěn)定1035）校驗斷路器的動穩(wěn)定短路電流通過高壓斷路器時，其各部分應能承受的短路電流通過產生的機械力效應，不發(fā)生形變損壞，即5）校驗斷路器的動穩(wěn)定1046）校驗斷路器的開斷能力高壓斷路器必須可靠的切除通過它的最大短路電流，其額定開斷電流應不小于開斷瞬間的最大短路電流，即6）校驗斷路器的開斷能力1057）校驗斷路器的額定關合電流

在斷路器合閘之前，如果線路上面已經存在短路故障，則在合閘過程中，動靜觸頭在未接觸時即有巨大的短路電流通過，觸頭更容易熔焊和受電動力的損壞。為保證斷路器在關合短路電流時的安全，斷路器的額定關合電流不應小于短路電流最大沖擊值，即例題講解：見書上4-17）校驗斷路器的額定關合電流例題講解：見書上4-1106二、高壓負荷開關的選擇負荷開關（QL）是專門用于接通和斷開負荷電流的開關設備。具有簡單的滅弧裝置和明顯的斷開點，可通斷負荷電流和過負荷電流，具有隔離開關的作用，但不能斷開短路電流。1、高壓負荷開關的種類產氣式、壓氣式、真空式和SF6等2、適用場合無油化、不檢修、要求頻繁操作的場合，與熔斷器配合可作為容量不大或者不重要用戶的電源開關。3、校驗

額定電壓、額定電流選擇，按動、熱穩(wěn)定性校驗。二、高壓負荷開關的選擇1、高壓負荷開關的種類107fn12-12系列戶內高壓負荷開關yb系高壓真空負荷開關戶外交流高壓真空隔離負荷開關fn12-12系列戶內高壓負荷開關yb系高壓真空負荷開關戶外108三、高壓隔離開關的選擇

高壓隔離開關（QS）是主要功能是隔離高壓電源，以保證其他設備和線路的安全檢修及人身安全。隔離開關沒有滅弧裝置，不能帶電拉、合閘。與斷路器配合使用時，必須保證“先通后斷”。通常應在隔離開關和斷路器之間設置閉鎖機構，以防誤操作。三、高壓隔離開關的選擇109第4章-高壓電氣設備選擇解析課件1101、高壓隔離開關的種類按安裝地點分：戶內式、戶外式；按有無接地開關分：不接地、單接地、雙接地2、適用場合配合斷路器使用，也可以通斷一定的小電流。3、校驗按電網電壓、額定電流及環(huán)境條件選擇，并按短路電流校驗其動、熱穩(wěn)定性。

1、高壓隔離開關的種類111四、高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器（FU）是一種過流保護元件，由熔件與熔管兩部分組成。當過載或短路時，電流增大，其熔件熔斷，達到切除故障保護設備的目的。熔件通過的電流越大，其熔斷時間越短。電流與熔斷時時間的關系曲線叫做熔件的安-秒特性曲線。在選擇熔件時，除了保證在正常工作條件下熔件不熔斷外，為了使保護具有選擇性，還應使其安-秒特性符合保護選擇性的要求。四、高壓熔斷器的選擇112安-秒特性曲線安-秒特性曲線1131、高壓熔斷器的種類按安裝地點分：戶內式、戶外式；按滅弧方式：氣體材料滅弧、石英砂滅弧電流等級分：3.5、10、15、20、30、40、50、75等2、校驗除按工作環(huán)境、電網電壓、長時最大負荷電流選型外，還必須校驗熔斷器的斷流容量，即1、高壓熔斷器的種類114戶外高壓熔斷器rw10型高壓跌落式熔斷器rn1rn2熔管-高壓熔斷器戶外高壓熔斷器rw10型高壓跌落式熔斷器rn1rn2熔管-1152、校驗

限流式的熔斷器，不能用在低于其額定電壓的電網上，以免熔件熔斷時電弧電阻過大而出現(xiàn)截流過電壓。熔斷器的額定電流有2個，即熔件和熔管的額定電流，即所選熔件應在最大長時負荷電流及設備起動電流的作用下不熔斷，在短路電流作用下可靠熔斷；與上級保護裝置的動作時限配合，以免保護裝置越級動作。熔斷器的額定電流可按變壓器額定電流的1.5-2倍選取。2、校驗116五、高壓開關柜的選擇高壓開關柜屬于高壓成套配電裝置。按一定的接線方式將同一回路的開關電器、母線、計量表計、保護電器及操動機構等組裝在一個金屬柜中，稱為一套完整的配電裝置。優(yōu)點是：節(jié)省空間、方便安裝、可靠供電、美化環(huán)境。1、高壓開關柜的種類按結構形式分：固定式、移動式；

按作用分：進線柜、饋線柜、電壓互感器柜、高壓電容柜、電能計量柜、高壓環(huán)網柜等。2、選擇1）選擇高壓開關柜的型號2）選擇高壓開關柜的回路方案編號五、高壓開關柜的選擇1、高壓開關柜的種類117第4章-高壓電氣設備選擇解析課件118第四節(jié)

母線及絕緣子選擇第四節(jié)母線及絕緣子選擇119一、母線的選擇母線的選擇包括母線選型、截面積選擇以及動熱穩(wěn)定校驗1、母線的選擇母線選型包括材料、截面形狀和布置方式材料：銅、鋁、鋁合金等截面形狀：矩形、管型、多股絞線布置方式：平放、豎放一、母線的選擇1201）按最大長時負荷電流選擇2）按經濟電流密度選擇母線截面2、選擇母線截面積選擇1）按最大長時負荷電流選擇2）按經濟電流密度選擇母線截面21213、按短路條件進行校驗1）母線熱穩(wěn)定性校驗所選母線的截面應不小于最小熱穩(wěn)定截面。即2）母線動穩(wěn)定性校驗母線材料允許應力應不小于短路電流作用母線上的電動應力3、按短路條件進行校驗122二、母線支柱絕緣子和套管絕緣子的選擇支柱絕緣子對著母線起著支持、固定與絕緣的作用，母線穿過建筑物或者其他物體時要用套管絕緣子。二、母線支柱絕緣子和套管絕緣子的選擇1231、支柱絕緣子的選擇按照使用地點分為戶內式和戶外式。

1）額定電壓的選擇支柱絕緣子的額定電壓不小于所在電網的電壓，即

2）支柱絕緣子動穩(wěn)定性校驗按最大允許力Fal進行校驗，即1、支柱絕緣子的選擇1242、套管絕緣子的選擇套管絕緣子按是否帶導體分為普通型和母線型。普通型套管絕緣子應按使用地點、額定電壓、額定電流選擇，并按照短路條件校驗其動、熱穩(wěn)定性。母線型套管絕緣子，因本身不帶導體所以不按照額定電流選擇，但應保證套管絕緣子形式和母線尺子相配合。2、套管絕緣子的選擇125第五節(jié)

限流電抗器的選擇第五節(jié)限流電抗器的選擇126過大的短路電流不但使設備選擇困難，而且也不經濟，所以必須對過大的短路電流進行限制。一般企業(yè)內部10kV以下電力網中的短路電流，通常應該限制在20kA以內6-10kA高壓母線上的短路容量規(guī)則規(guī)定不允許超過100MA.過大的短路電流不但使設備選擇困難，而且也不經濟，所以127一、短路電流的限制

限制短路電流的措施就是增加短路回路的電抗1、改變供電系統(tǒng)的運行方式采用低壓側母線采用分列運行方式，即“母線硬分段”的接線方式，提高總阻抗。優(yōu)點：不需要增加設備、繼電保護簡單。只有在該方法不滿足要求的時候，才考慮增加電抗。

2、在回路中串入限流電抗器將電抗器串聯(lián)與線路首端，增加線路總阻抗，限制短路電流。電抗有普通電抗器和分列電抗器兩種。一、短路電流的限制128二、普通電抗器的選擇電抗器除了按照一般條件選擇外，還要進行電抗百分數(shù)選擇和電壓損失、殘壓等校驗。

1、額定電壓選擇2、額定電流的選擇按所在線路的最大長時負荷電流來選擇

3、電抗百分值的選擇按短路電流限制到一定數(shù)值的要求來選擇。設要求將電抗器后的短路電流限制到則電源到電抗器后的系統(tǒng)的總電抗標幺值為,設電源到電抗器的前系統(tǒng)原有的電抗標幺值為，則所需電抗器的電抗標幺值為二、普通電抗器的選擇129

根據(jù)電抗器的額定電壓、額定電流可以計算出電抗器在額定參數(shù)下的電抗值百分值根據(jù)電抗器的額定電壓、額定電流可以計算出電抗器在額定130

4、正常運行時電壓損失校驗正常運行時，電抗器有一定的電壓降，考慮到電抗器電阻很小，其電壓損失主要由無功分量產生，為了使用戶端的電壓不至于過分降低，應滿足

5、母線殘余電壓校驗當短路直接發(fā)生在電抗器后面時，母線殘壓應不小于所在電網電壓的60%-70%，即若低于此值，則應該選擇大一級的電抗器4、正常運行時電壓損失校驗5、母線殘余電壓校驗131

6、母線動熱穩(wěn)定性校驗為了使動穩(wěn)定性得到保證，應滿足動穩(wěn)定條件，即為了使熱穩(wěn)定性得到保證，應滿足熱穩(wěn)定條件，即6、母線動熱穩(wěn)定性校驗為了使熱穩(wěn)定性得到保證，應132第六節(jié)

互感器的選擇第六節(jié)互感器的選擇133互感器是電流互感器和電壓互感器的合稱，它是測量儀表、繼電保護等二次設備獲取一次回路信息的傳感器?；ジ衅鲗⒁淮蝹入娐返拇箅娏鳌⒏唠妷鹤兂尚‰娏骱偷碗妷?，以便二次側測量儀表和繼電保護隔離高壓電路以小型化、標準化?；ジ衅髦饕请姶攀降?，本質是一種特殊的變壓器,其工作原理和結構與變壓器基本相同，一次側接在電路中，二次側接測量儀表和繼電保護。非電磁型的新型互感器，如電子型、光電型的，現(xiàn)在也越來越多?；ジ衅魇请娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅鞯暮戏Q，它是測量儀表、134戶外高壓電流互感器_lvqb-110各種型號高壓電流互感器互感器35kv電流互感器戶外高壓電流互感器_lvqb-110各種型號高壓電流互感器互135一、電磁式電流互感器由一次繞組、鐵芯和二次繞組組成。

特點有：1、一次繞組匝數(shù)少而粗，二次繞組匝數(shù)多而且細。2、一次繞組串在一次電路中，二次繞組與儀表、繼電器電流線圈串聯(lián)，由于電流線圈阻抗很小，二次回路接近短路。3、互感器等值總阻抗在一次回路中所占比重極小，其一次回路電流的大小取決于其負荷電流的大小，與二次繞組無關，可以看作恒流源。一、電磁式電流互感器136電流互感器的額定電流比稱為電流互感器的變比，用Ki表示，即（一）電流互感器誤差和準確級1、電流互感器誤差

電流互感器二次側測量的與一次回路的在大小和方向上面有差別，這種差別稱為電流互感器的測量誤差。大小誤差稱為電流誤差，方向誤差稱為。電流互感器的額定電流比稱為電流互感器的變比，用Ki表示，即1372、電流互感器誤差準確級

根據(jù)測量誤差的大小，電流互感器可以分為不同的準確等級。準確級是指在規(guī)定的二次負荷變化范圍內，一次電流為額定值最大電流誤差。準確級設為0.1、0.2、0.5、1、3、5六個級別（數(shù)值越小越精確），（二）常用電流互感器的類型按一次繞組匝數(shù)分：單匝式、多匝式按用途分為：計量用和保護用按絕緣介質分：油浸式、環(huán)氧樹脂式、干式、SF6氣體絕緣式注意：電流互感器均為單相式2、電流互感器誤差準