全國(guó)注冊(cè)電氣工程師考試專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)部分電氣設(shè)備選擇

4.14電氣設(shè)備選擇

4.14.1掌握電器設(shè)備選擇和校驗(yàn)的基本原則和方法

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗(yàn)的原則和方法考試大綱要求：1

1.按正常工作條件額定電壓和額定電流

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------開(kāi)關(guān)電器最高工作電壓；-----開(kāi)關(guān)電器裝設(shè)處的最高工作電壓；-----開(kāi)關(guān)電器額定電壓；-----系統(tǒng)的標(biāo)稱(chēng)電壓；----開(kāi)關(guān)電器額定電流；----開(kāi)關(guān)電器裝設(shè)處的計(jì)算電流；2

2.按短路情況來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。----開(kāi)關(guān)電器的極限通過(guò)電流峰值；----開(kāi)關(guān)電器的極限通過(guò)電流有效值；----開(kāi)關(guān)電器安裝處的三相短路沖擊電流；----開(kāi)關(guān)電器安裝處的三相短路沖擊電流有效值；動(dòng)穩(wěn)定：

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3熱穩(wěn)定：----開(kāi)關(guān)電器的t秒熱穩(wěn)定電流有效值；----開(kāi)關(guān)電器安裝處的三相短路電流有效值；----假想時(shí)間；

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3.按裝置地點(diǎn)的三相短路容量來(lái)校驗(yàn)開(kāi)關(guān)電氣的斷流能力（遮斷容量〕。斷路器負(fù)荷開(kāi)關(guān)

4.按裝置地點(diǎn)、工作環(huán)境、使用要求及供貨條件及經(jīng)濟(jì)條件來(lái)選擇。----斷路器的額定分?jǐn)嚯娏鳎?---斷路器的額定分?jǐn)嗳萘浚?---斷路器安裝處最大運(yùn)行方式下三相短路電流有效值；----斷路器安裝處最大運(yùn)行方式下的短路容量；----負(fù)荷開(kāi)關(guān)的額定分?jǐn)嚯娏鳎?---負(fù)荷開(kāi)關(guān)安裝處的最大負(fù)荷電流；

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5例1試選擇某10KV高壓配電所進(jìn)線側(cè)的高壓戶(hù)內(nèi)真空斷路器的型號(hào)規(guī)格。已知該進(jìn)線的計(jì)算電流為295A，配電所母線的三相短路電流周期分量有效值為3.2kA，繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為1.1s。解：初步選ZN1-12/630-16型進(jìn)行校驗(yàn)，如表所示，所選正確

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序號(hào)安裝地點(diǎn)的電氣條件ZN1-12/630-16型斷路器項(xiàng)

目數(shù)

據(jù)項(xiàng)

目數(shù)

據(jù)結(jié)

論1UN10kVUN.QF12kV合格2Ic295AIN.QF630A合格33.2kAIoc16kA合格42.55×3.2kA=8.16kAiet40kA合格5(3.2kA)2×(1.1+0.2)s=13.3kA2·s(16kA)2×4s=1024kA2·s合格

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4.14.2了解硬母線的選擇和校驗(yàn)的原則和方法硬母線一般按下列各項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn)：（1）導(dǎo)體材料（2）類(lèi)型和敷設(shè)方式（3）導(dǎo)體截面電暈（4）熱穩(wěn)定（5）動(dòng)穩(wěn)定（6）共振頻率8

1．母線的選型工業(yè)上常用的硬母線截面為矩形，槽形和管形。（1）矩形母線散熱條件較好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大。為避免集膚效應(yīng)系數(shù)過(guò)大，單條矩形母線的截面最大不超過(guò)1250mm2。當(dāng)工作電流超過(guò)最大截面單條母線允許電流時(shí)，可用2～4條矩形母線并列使用。但由于集膚效應(yīng)的影響，多條母線并列的允許載流量并不成比例增加，故一般避免采用4條矩形母線。矩形導(dǎo)體一般只用于35kV及以下，電流在4000A及以下的配電線路中。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗(yàn)的原則和方法910（2）槽型母線機(jī)械強(qiáng)度較好，載流量較大，集膚效應(yīng)系數(shù)也較小。槽型母線一般用于4000～8000A的配電裝置中。（3）管形母線集膚效應(yīng)系數(shù)小，機(jī)械強(qiáng)度高，管內(nèi)可以通水和通風(fēng)，用此，可用于8000A以上的大電流母線。另外，由于圓管形表面光滑，電暈放電電壓高，因此可用作110kV及以上配電裝置母線。母線的布置方式應(yīng)根據(jù)載流量的大小、短路電流水平和配電裝置的具體情況確定。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗(yàn)的原則和方法111213

2．母線截面選擇除配電裝置的匯流母線按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇外，其余導(dǎo)體的截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。（1）按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇導(dǎo)體所在電路中最大持續(xù)工作電流應(yīng)不大于導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱的允許電流，即（4-14-7）式中——相應(yīng)于導(dǎo)體允許溫度和基準(zhǔn)環(huán)境條件下導(dǎo)體長(zhǎng)期允許電流，A；

——綜合修正系數(shù)，裸導(dǎo)體的值與海拔和環(huán)境溫度有關(guān)。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗(yàn)的原則和方法14（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計(jì)算費(fèi)用最低。年計(jì)算費(fèi)用包括電流通過(guò)導(dǎo)體所產(chǎn)生的年電能損耗費(fèi)、導(dǎo)體投資（包括損耗引起的補(bǔ)充裝機(jī)費(fèi)）和折舊費(fèi)、以及利息等，對(duì)應(yīng)不同種類(lèi)的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)將有一個(gè)年計(jì)算費(fèi)用最低的電流密度——經(jīng)濟(jì)電流密度（J）。導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式?jīng)Q定：

（4-14-8）式中——正常工作時(shí)的最大持續(xù)工作電流，A。

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3．母線截面的校驗(yàn)（1）電暈電壓校驗(yàn)對(duì)于110～220kV裸母線，可按晴天不發(fā)生全面電暈條件進(jìn)行校驗(yàn)，即裸母線的臨界電壓應(yīng)大于最高工作電壓（4-14-9）對(duì)于330～500kV超高壓配電裝置，電暈是選擇導(dǎo)線的控制條件。要求在1.1倍最高運(yùn)行相電壓下，晴天夜間不發(fā)生可見(jiàn)電暈。選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮導(dǎo)體直徑、分裂間距和相間距離等條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定最佳方案。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗(yàn)的原則和方法16（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)按正常電流選出導(dǎo)體截面后，還應(yīng)按熱穩(wěn)定進(jìn)行核驗(yàn)。根據(jù)短路電流的熱效應(yīng)，并計(jì)及集膚效應(yīng)系數(shù)，當(dāng)導(dǎo)體通過(guò)短路電流，在假想時(shí)間的情況下，與導(dǎo)體最高允許加熱溫度所對(duì)應(yīng)的截面為最小允許截面。

（4-14-10）式中──熱穩(wěn)定系數(shù)，與導(dǎo)體材料、結(jié)構(gòu)及最高允許溫度、長(zhǎng)期工作額定溫度有關(guān)。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗(yàn)的原則和方法17（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

1）單條母線的應(yīng)力按照母線在支持絕緣子上固定的形式，通常假定母線為自由支承在絕緣子上的多跨距、載荷均勻分布的梁，在電動(dòng)力的作用下，母線所受的最大彎矩。當(dāng)矩形導(dǎo)體水平置放時(shí)，為避免導(dǎo)體因自重而過(guò)分彎曲，所選取的跨距一般不超過(guò)1.5～2m?？紤]到絕緣子支座及引下線安裝方便，常選取絕緣子跨距等于配電裝置間隔寬度。

2）當(dāng)母線由多條組成時(shí)，母線上的最大機(jī)械應(yīng)力由相間作用應(yīng)力和同相各條間的作用力合成。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗(yàn)的原則和方法18

3）110kV及以上單根圓管形母線由于截面大、跨距長(zhǎng)，母線自重及母線上各種集中荷載（如引下線或單柱式隔離開(kāi)關(guān)的靜觸頭）所產(chǎn)生的應(yīng)力已不能忽略不計(jì)，并應(yīng)驗(yàn)算母線的撓度。當(dāng)母線裝在屋外時(shí)，還應(yīng)計(jì)及風(fēng)力和覆冰所產(chǎn)生的應(yīng)力。屋外管形母線上的荷載按其作用時(shí)間可分為長(zhǎng)期荷載和短路時(shí)的荷載兩種。長(zhǎng)期荷載也稱(chēng)正常荷載，它包括母線自重、集中荷載、風(fēng)荷載及冰荷載，由于它們并非同時(shí)出現(xiàn)，因此需要合理決定它們的組合作用。一般可按兩種組合計(jì)算：①母線自重、集中荷載和最大風(fēng)荷載組合；②母線自重、集中荷載、覆冰和覆冰時(shí)風(fēng)荷載（一般取5～10m/s）組合。取其中大者作為母線正常狀態(tài)下的最大荷載。短路時(shí)的荷載包括：母線自重、集中荷載、短路電動(dòng)力和風(fēng)荷載（一般取正常狀態(tài)下最大風(fēng)速的一半，但不小于15m／s）。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗(yàn)的原則和方法19（4）母線共振的校驗(yàn)當(dāng)母線的自振頻率與電動(dòng)力交變頻率一致或接近時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，增加母線的應(yīng)力。因此，對(duì)于重要回路（如發(fā)電機(jī)、變壓器及匯流母線等）的母線應(yīng)進(jìn)行共振校驗(yàn)。當(dāng)自振頻率無(wú)法限制在共振頻率范圍之外時(shí)，母線受力必須乘以動(dòng)態(tài)應(yīng)力系數(shù)，值可由曲線查得。

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4．封閉母線的選擇凡屬定型產(chǎn)品的封閉母線，制造廠將提供有關(guān)封閉母線的額定電壓、額定電流、動(dòng)穩(wěn)定電流和短時(shí)穩(wěn)定熱電流等參數(shù)，因此可按電器選擇一般條件中所述方法來(lái)進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。由于各個(gè)工程的封閉母線布置情況不同，所連接的發(fā)電機(jī)、變壓器、配電裝置的標(biāo)高和連接要求也不相同，因此，還要向制造廠提供封閉母線的平斷面布置圖，供制造廠進(jìn)行布置和連接部分設(shè)計(jì)。當(dāng)選用非定型封閉母線時(shí)，應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)體和外殼發(fā)熱、應(yīng)力以及絕緣子抗彎的計(jì)算，并進(jìn)行共振校驗(yàn)。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗(yàn)的原則和方法21實(shí)戰(zhàn)題目：1.選擇斷路器時(shí)，應(yīng)要求斷路器的額定開(kāi)斷電流（）斷路器開(kāi)斷時(shí)所通過(guò)的最大短路電流。A．不大于B．不小于C．小于D.大于答案：B2.電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定電流應(yīng)不小于通過(guò)該電氣設(shè)備的最大()電流。

A.三相沖擊短路B.沖擊短路C.三相短路D.持續(xù)工作答案：A3.13-172．系統(tǒng)短路電流所形成的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定效應(yīng)，對(duì)系統(tǒng)中的（）可不予考慮。A．變壓器B．電流互感器C．電壓互感器D．?dāng)嗦菲?。答案：C4.下列3種母線，（）截面的母線適用電流最大。A.矩形B.槽形C.管形D.不確定答案：C4.14電氣設(shè)備選擇22歷年真題：1.（05*）判斷下列哪種情況或設(shè)備應(yīng)校驗(yàn)熱穩(wěn)定以及動(dòng)穩(wěn)定？A：裝設(shè)在電流互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器；B：裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器；C：用熔斷器保護(hù)的電器；D：電纜答案：A2.（06*）選擇10kV饋線上的電流互感器時(shí)，電流互感器的接線方式為不完全星型接線，若電流互感器與測(cè)量?jī)x表相距40m，其連接線長(zhǎng)度計(jì)算Ljs應(yīng)該為（）。A:40m;B:69.3m;C:80m;D:23.1m答案：B提示：23二次回路導(dǎo)線電阻