第5章電氣設(shè)備及其選擇

第5章電氣設(shè)備及其選擇第5章電氣設(shè)備及其選擇5.1電弧的基本知識(shí)5.2導(dǎo)體和電器設(shè)備選擇的一般規(guī)定5.3高壓開關(guān)電器5.4母線、高壓絕緣子及穿墻套管5.5互感器5.6低壓開關(guān)電器5.7導(dǎo)線選擇與電力線路5.1電弧的基本知識(shí)一、電弧對(duì)電器設(shè)備有很大的危害電壓：電流：高溫區(qū)域：二、電弧的形成（1）強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射（2）熱電發(fā)射（3）碰撞游離（4）熱游離三、電弧的熄滅條件（1）去游離 觸頭間自由電子和正離子不斷消失的現(xiàn)象稱為去游離。（2）去游離方式 復(fù)合、擴(kuò)散（3）熄滅電弧的條件四、熄滅電弧的條件1、吹弧2、采用多斷口3、利用有機(jī)固體介質(zhì)的狹縫滅弧5.2導(dǎo)體和電器設(shè)備選擇的一般規(guī)定

正常選擇；故障校驗(yàn)；考慮環(huán)境因素1．按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備（1）根據(jù)電氣裝置所處的位置（戶內(nèi)或戶外）、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設(shè)備型號(hào)等。（2）按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓UN≥Ug

（3）按最大持續(xù)工作電流選擇電氣設(shè)備的額定電流

IN≥Igmax

根據(jù)發(fā)熱條件修正根據(jù)海拔修正(2)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

(1)熱穩(wěn)定校驗(yàn)2．按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定3．開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)對(duì)具有斷流能力的高壓開關(guān)設(shè)備需校驗(yàn)其斷流能力，開關(guān)設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點(diǎn)最大三相短路容量。或或電氣設(shè)備名稱額定電壓/kV額定電流/A短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度斷流能力/kA高壓斷路器√√√√√高壓隔離開關(guān)√√√√－高壓負(fù)荷開關(guān)√√√√√高壓熔斷器√√－－√電流互感器√√√√－電壓互感器√－－－－支柱絕緣子√－√－－套管絕緣子√√√√－母線（硬）－√√－－電纜√√－√－高壓電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目

一、高壓斷路器1、作用：正常工作時(shí)斷開和接通負(fù)荷電流； 短路時(shí)斷開短路電流。5.3高壓開關(guān)電器ZN12-12ZW6-12ZN68-123、種類和結(jié)構(gòu)

2、圖形符號(hào)：1）油斷路器

絕緣油作為滅弧介質(zhì)。多油斷路器和少油斷路器

斷路器種類繁多，但主要結(jié)構(gòu)相近，主要包括：導(dǎo)電回路、滅弧室、外殼、絕緣支體、操作和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3）SF6斷路器2）空氣斷路器4）真空斷路器壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)。SF6作為滅弧介質(zhì)。利用稀薄空氣的高絕緣強(qiáng)度熄滅電弧。4、主要技術(shù)參數(shù)

（1）額定電壓Un

是保證長(zhǎng)期工作時(shí)斷路器所耐受的電壓值。（2）額定電流In

是可以長(zhǎng)期通過的最大電流。（3）額定開斷電流Ink

是在額定電壓下能正常開斷的最大電流。（4）額定斷流容量Snk

額定電壓與額定開斷電流的乘積。（5）額定關(guān)合電流

（6）熱穩(wěn)定電流It能夠承受短路電流熱效應(yīng)的能力，通常以電流有效值表示。（7）動(dòng)穩(wěn)定電流idw能夠承受短路電流電動(dòng)力作用的能力，通常以短路電流峰值表示。5、斷路器型號(hào)的表示和含義6、斷路器的選擇例5-1試選擇某35KV變電所主變次總高壓開關(guān)柜的高壓斷路器，已知變壓器35/10.5kV,5000KVA,

三相最大短路電流為3.35kA，沖擊短路電流為8.54kA，三相短路容量為60.9MVA，繼電保

護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.1s。

解：因?yàn)閼魞?nèi)型，故選擇戶內(nèi)少油斷路器。根據(jù)變壓器二次側(cè)額定電流選擇斷路器的額定電流。查附錄表15，選擇SN10-10I/630型少油斷路器，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)及安裝地點(diǎn)電氣條件和計(jì)算選擇結(jié)果列于下表，可見斷路器的參數(shù)均大于裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件，選斷路器合格。

高壓斷路器選擇校驗(yàn)表

序號(hào)SW10-10I/630選擇要求裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)1UN10kV≥UW·N10kV合格2IN630A≥Ij275A合格3IOC16kA≥Ik（3）3.35kA合格4imax40kA≥ich(3)8.54kA合格5It2×t162×2=512KA2s≥I∞2×tj3.352×(1.1+0.08+0.05)=13.8KA2s合格二、高壓隔離開關(guān)

1、作用：（1）隔離高壓電源；（2）倒閘操作；（3）接通或斷開較小電流2、圖形符號(hào)：3、類型和結(jié)構(gòu)高壓隔離開關(guān)按安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)式和戶外式兩大類；按有無接地可分為不接地、單接地、雙接地三類4、高壓隔離開關(guān)型號(hào)的表示和含義5、隔離開關(guān)的選擇

只需要選擇額定電壓和額定電流，校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。

隔離開關(guān)不得帶負(fù)荷拉合閘！例5-2按例5-1所給的電氣條件，選擇柜內(nèi)隔離開關(guān)。

解：由于10kV出線控制采用成套開關(guān)柜，選擇GN19-10/630高壓隔離開關(guān)。選擇計(jì)算結(jié)果列于下表。

序號(hào)GN19-10/630選擇要求安裝地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目計(jì)算數(shù)據(jù)1UN10kV≥UW·N10kV合格2IN630A≥Ij275A合格3imax50kA≥ich(3)8.54kA合格4It2×t

31.52×2=1984.5KA2s≥I∞2×tj3.352×(1.1+0.08+0.05)=13.8KA2s合格三、高壓負(fù)荷開關(guān)1、作用：通斷負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流。FN12-12GFW-12（高壓隔離負(fù)荷開關(guān)）

2、圖形符號(hào)3、類型與結(jié)構(gòu)高壓負(fù)荷開關(guān)主要有產(chǎn)氣式、壓氣式、真空式和SF6等結(jié)構(gòu)類型，主要用于10kV等級(jí)電網(wǎng)。負(fù)荷開關(guān)有戶內(nèi)式和戶外式兩大類。1—主軸2—上絕緣子兼氣缸3—連桿4—下絕緣子5—框架6—RN1型熔斷器7—下觸座8—閘刀9—弧動(dòng)觸頭10—絕緣噴嘴（內(nèi)有弧靜觸頭）11—主靜觸頭12—上觸座13—斷路彈簧14—絕緣拉桿15—熱脫扣器

4、高壓負(fù)荷開關(guān)型號(hào)的表示和含義5、適用場(chǎng)合：適用于無油化、不檢修、要求頻繁操作的場(chǎng)所，可配用CS6-1操動(dòng)機(jī)構(gòu)也可配用CJ系列電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。6、負(fù)荷開關(guān)的選擇負(fù)荷開關(guān)不能切斷短路電流！四、高壓熔斷器1、作用：對(duì)電路及其設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)RW11、RW10RN22、圖形符號(hào)：（1）RN系列高壓熔斷器3、類型與結(jié)構(gòu)由熔管、觸頭座、動(dòng)作指示器、絕緣子和底板構(gòu)成。（2）RW系列高壓跌落式熔斷器“逐級(jí)排氣”結(jié)構(gòu)4、高壓熔斷器型號(hào)的表示和含義5、高壓熔斷器的選擇A.保護(hù)線路的熔斷器的選擇(1)熔斷器的額定電壓UN·FU應(yīng)等于線路的額定電壓UNUN·FU=UN(2)熔體額定電流IN·FE不小于線路計(jì)算電流Ij，即

IN·FE≥Ij

(3)熔斷器額定電流IN·FU不小于熔體的額定電流IN·FE。

IN·FU≥IN·FE

(4)熔斷器斷流能力校驗(yàn)

①限流式熔斷器（如RN1型）I∝≥I"(3)②非限流式熔斷器(RW型)I∝≥Ich(3)

③對(duì)斷流能力有下限值的熔斷器(RW型)

I∝?min≤IK(2)

式中，I∝?min為熔斷器分?jǐn)嚯娏飨孪拗担籌k(2)為線路末端兩相短路電流。B.保護(hù)電力變壓器（高壓側(cè)）的熔斷器的選擇

（1）熔斷器型號(hào)的選擇

戶內(nèi)RN1型,戶外RW型（2）熔體額定電流IN?FE的選擇

IN?FE=(1.5~2.0)I1N?T

IN?FE-熔斷器熔體額定電流；I1N?T-變壓器一次繞組額定電流。C.保護(hù)電壓互感器的熔斷器的選擇

RN2型專用熔斷器作電壓互感器短路保護(hù)，其熔體額定電流為0.5A

五、高壓開關(guān)柜1、功能

由制造廠按一定接線方式將同一回路的開關(guān)電器、母線、測(cè)量?jī)x表、保護(hù)電器和輔助設(shè)備裝配在封閉的金屬柜中2、平面布置3、類型與結(jié)構(gòu)固定式、手車式KYN28AGG-1AJYN1-35型號(hào)型號(hào)含義JYN２-10、35J-“間”隔式金屬封閉；Y-“移”開式；N-戶“內(nèi)”；2-設(shè)計(jì)序號(hào)；10、35-額定電壓kV（下同）GFC-7B（F）G-“固”定式；F-“封”閉式；C-手“車”式；7B-設(shè)計(jì)序號(hào)；（F）-防誤型KYN□-10、35K-金屬“鎧”裝；Y-“移”開式；N-戶“內(nèi)”（下同）；□-（內(nèi)填）設(shè)計(jì)序號(hào)（下同）KGN-10K-金屬“鎧”裝；G-固定式；其它同上XGN2-10X-“箱”型開關(guān)柜；G-“固”定式；HXGN□-12ZH-“環(huán)”網(wǎng)柜；其它含義同上；12-表示最高工作電壓為12kV；Z-帶真空負(fù)荷開關(guān)GR-1G-高壓固定式開關(guān)柜；R-電“容”器；1-設(shè)計(jì)序號(hào)PJ1PJ-電能計(jì)量柜（全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)）；1-（整體式）儀表安裝方式主要高壓開關(guān)柜型號(hào)及含義

4、高壓開關(guān)柜的選擇A.

選擇開關(guān)的型號(hào)主要根據(jù)負(fù)荷等級(jí)選擇開關(guān)柜型號(hào)，一般一、二級(jí)負(fù)荷選擇移開式開關(guān)柜，如KYN2-10、JYN2-10、JYN1-35型開關(guān)柜，三級(jí)負(fù)荷選固定式開關(guān)柜，如KGN-10型開關(guān)柜。B.選擇開關(guān)柜回路方案號(hào)每種型號(hào)的開關(guān)柜主要有電纜進(jìn)出線柜、架空線進(jìn)出線柜、聯(lián)絡(luò)柜、避雷器及電壓互感器柜、所用變柜等，但各型號(hào)開關(guān)柜的方案號(hào)可能不同。5.4母線、高壓絕緣子及穿墻套管母線槽穿墻套管絕緣子5.4母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇一、

母線選擇母線用支柱絕緣子固定在開關(guān)柜上，因而無電壓要求，其選擇條件如下：

1.型號(hào)選擇

母線的種類有矩形母線和管形母線，母線的材料有銅、鋁。硬鋁矩形母線（LMY）,硬銅母線（TMY）2.母線截面選擇

(1)對(duì)一般匯流母線按計(jì)算電流選擇母線截面

Ial≥Ij式中，Ial為匯流母線允許的載流量(A)；Ij為匯集到母線上的計(jì)算電流(A)(2)對(duì)年平均負(fù)荷、傳輸容量較大時(shí)，宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面

Sec=Ij/j

ec式中，jec為經(jīng)濟(jì)電流密度，Sec為母線經(jīng)濟(jì)截面。式中，

為母線最大允許應(yīng)力(Pa)，

為母線短路時(shí)沖擊電流ich(3)產(chǎn)生的最大應(yīng)力。3.硬母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)K為系數(shù)，母線擋數(shù)為1~2時(shí)，K=8;擋數(shù)>2時(shí)，K=10LMYTMY注：4.母線熱穩(wěn)定校驗(yàn)

式中，I∞(3)為三相短路穩(wěn)態(tài)電流(A)，tj為假想時(shí)間(s)；C為導(dǎo)體的熱穩(wěn)定計(jì)算系數(shù)。

二、支柱絕緣子的選擇1、按使用場(chǎng)所（戶內(nèi)、戶外）選擇型號(hào)2、選擇額定電壓3、校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定

Fux為支柱絕緣子最大允許機(jī)械破壞負(fù)荷；按彎曲破壞負(fù)荷計(jì)算，K=0.6，按拉伸破壞負(fù)荷計(jì)算，K=1；Fjs為短路時(shí)沖擊電流作用在絕緣子上的計(jì)算力，母線在絕緣子上平放時(shí)，按Fjs

=F（3）計(jì)算，母線豎放時(shí)，則Fjs=1.4F（3）。產(chǎn)品型號(hào)額定電壓(kV)機(jī)械破壞負(fù)荷（kN）（不小于）總高度H(mm)瓷件最大公稱直徑(mm)膠裝方式彎曲拉伸ZNA-10MMZN-10/8103.753.7512082內(nèi)膠裝（N）MM為上下附件為特殊螺母ZA-10YZB-10TZC-10F103.753.7519090外膠裝（不表示）A、B、C、D表示機(jī)械破壞負(fù)荷等級(jí)Y、T、F表示園、橢圓、方形底座ZL-10/16ZL-35/81035168168185400120120聯(lián)合膠裝（L）戶內(nèi)支柱絕緣子

三、穿墻套管的選擇1．使用場(chǎng)所選擇結(jié)構(gòu)型式2．選擇額定電壓3．選擇額定電流按使用場(chǎng)所來分有戶內(nèi)普通型、戶外-戶內(nèi)普通型、戶外-戶內(nèi)耐污型、戶外-戶內(nèi)高原型及戶外-戶內(nèi)高原耐污型按結(jié)構(gòu)形式分有銅導(dǎo)體、鋁導(dǎo)體和不帶導(dǎo)體(母線式)套管按電壓等級(jí)分有6、10、20及35kV等電壓等級(jí)。產(chǎn)品型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)抗彎破壞負(fù)荷(kN)總長(zhǎng)L(mm)安裝處直徑D(mm)說明CA-6/200CB-10/600CWB-35/400610352006004003.757.57.537545098070100220C表示套管型式“瓷”；第二字母A、B、C、D表示抗彎破負(fù)荷等級(jí)；銅導(dǎo)體不表示。W表示戶外-戶內(nèi)型CWL-10/600CWWL-10/40010106004007.57.5560520114115L—表示鋁導(dǎo)體第二個(gè)W表示耐污型5.熱穩(wěn)定校驗(yàn)4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

例5-5選擇例5-1總降變電所10kV室內(nèi)母線，已知鋁母線的經(jīng)濟(jì)電流密度為1.15，假想時(shí)間為1.2s，母線水平放置在支柱絕緣子上，型號(hào)為ZA-10Y，跨距為1.1m,母線中心距為0.3m，變壓器10KV套管引入配電室穿墻套管型號(hào)為CWL-10/600，相間距離為0.22m，與最近一個(gè)支柱絕緣子間的距離為1.8m，試校驗(yàn)?zāi)妇€、支柱絕緣子、穿墻套管是否滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求。解：（1）選擇LMY硬鋁母線，其按經(jīng)濟(jì)截面選擇：查附錄表9，選擇LMY-3×（50×5）。

（2）母線動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)

①母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

三相短路電動(dòng)力

彎曲力矩按大于2檔計(jì)算

(m3)

計(jì)算應(yīng)力為

母線滿足動(dòng)穩(wěn)定要求

②母線熱穩(wěn)定校驗(yàn)

熱穩(wěn)定最小截面為母線實(shí)際截面為S=50×5=250(mm2)＞=50.3(mm2)

母線滿足熱穩(wěn)定要求(3)支柱絕緣子動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

查表最大允許的機(jī)械破壞負(fù)荷(彎曲)為3.75kNKFux=0.6×3.75×103=2250(N)Fc(3)＜KFal故支柱絕緣子滿足動(dòng)穩(wěn)定要求(4)穿墻套管動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)

①動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)：查表Fal=7.5kN，l2=0.56m；l1=1.8m，a=0.22m,則:

=0.6Fal=0.6×7.5×103=4500(N)

Fc＜0.6Fal

穿墻套管滿足動(dòng)穩(wěn)定要求②熱穩(wěn)定校驗(yàn):

額定電流為600A的穿墻套管5秒熱短時(shí)電流有效值為12kA<（kA2·s）故穿墻套管滿足熱穩(wěn)定要求。

5.5互感器1、隔離高壓電路，保證二次設(shè)備和工作人員的安全2、將一次回路的高電壓大電流變?yōu)槎位芈返臉?biāo)準(zhǔn)電壓和電流，擴(kuò)大了儀表和繼電器的使用范圍3、使測(cè)量?jī)x表和繼電器小型化、標(biāo)準(zhǔn)化，有利于生產(chǎn)的工業(yè)化測(cè)量、保護(hù)一、電流互感器選擇1、工作原理2、性能指標(biāo)(1)誤差電流誤差：由二次回路測(cè)得的一次電流近似值與一次電流實(shí)際值之差對(duì)一次電流實(shí)際值的百分比角誤差：二次電流相量旋轉(zhuǎn)180后與一次電流相量之間的夾角，超前為正，滯后為負(fù)。(2)準(zhǔn)確等級(jí)

測(cè)量線圈的準(zhǔn)確級(jí)設(shè)為0.1、0.2、0.5、1、3、5六個(gè)級(jí)別（數(shù)值越小越精確），

保護(hù)用的互感器或線圈的準(zhǔn)確級(jí)一般為５Ｐ級(jí)和10Ｐ級(jí)兩種,電流誤差分別為１％和３％，其復(fù)合誤差分別為5％和10％。(3)額定容量在某一準(zhǔn)確度下二次負(fù)荷電流和二次阻抗為額定阻抗下運(yùn)行時(shí)二次線圈輸出的容量。(4)電流互感器的極性以減極性原則標(biāo)示電流互感器型號(hào)含義(1)型號(hào)的選擇

根據(jù)安裝地點(diǎn)和工作要求選擇電流互感器的型號(hào)。3、電流互感器的選擇(2)額定電壓的選擇

電流互感器額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)點(diǎn)線路額定電壓。(3)電流互感器準(zhǔn)確度選擇及校驗(yàn)

準(zhǔn)確度選擇的原則：實(shí)驗(yàn)室精密測(cè)量用選0.2；計(jì)費(fèi)用0.5級(jí)，一般測(cè)量或估算用電度表選1.0～3.0級(jí)。準(zhǔn)確度校驗(yàn)公式為：式中，

為二次回路中的儀表、繼電器線圈的額定負(fù)荷(VA)和阻抗(Ω)；為二次回路中所有接頭、觸點(diǎn)的接觸電阻，一般取0.1Ω；為二次回路導(dǎo)線電阻

實(shí)際中只能通過確定導(dǎo)線的截面A來滿足條件4、接線方式的選擇（見繼電保護(hù)）5、注意事項(xiàng)

（1）注意極性（2）二次線圈及其外殼接地（3）二次回路不準(zhǔn)開路（4）外觀整潔，無破裂、閃絡(luò)和其它噪音6、動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)

（1）動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)

（2）熱穩(wěn)定度校驗(yàn)

（KtI1N）2·t≥I∞(3)2tj

Kt—熱穩(wěn)定倍數(shù)例5-3

按例5-1電氣條件，選擇柜內(nèi)電流互感器。已知電流互感器采用兩相式接線，如圖所示，其中0.5級(jí)二次繞組用于測(cè)量，接有三相有功電度表和三相無功電度表各一只，每一電流線圈消耗功率0.5VA，電流表一只，消耗功率3VA。電流互感器二次回路采用BV-500-1×2.5mm2的銅芯塑料線,互感器距儀表的單向長(zhǎng)度為2m。解：根據(jù)變壓器10kV額定電流275A，查表，選變比為400/5A的LQJ-10型電流互感器，Kdw=160，Kt=75，0.5級(jí)二次繞組的Z2N=0.4Ω。(1)準(zhǔn)確度校驗(yàn)

S2n≈=52

S2≈∑Si+（）

=（0.5+0.5+3）+52×[×2/(53×2.5)+0.1]=7.15＜10VA

（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)Kdw×

I1N=160×1.414×0.4=90.50＞ich=8.54kA

滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。（3）熱穩(wěn)定度校驗(yàn)

（KtI1N）2·

t=（75×0.4）2×1=900＞

I∞(3)2tj=3.352×1.2=13.5KA2S

滿足熱穩(wěn)定要求。

所以選擇LQJ-10400/5A型電流互感器滿足要求。故滿足準(zhǔn)確度要求。1、工作原理二、電壓互感器選擇2、性能指標(biāo)（1）誤差電壓誤差：由二次回路測(cè)得的一次電壓近似值與一次電壓實(shí)際值之差對(duì)一次電壓實(shí)際值的百分比角誤差：二次電壓相量旋轉(zhuǎn)180后與一次電壓相量之間的夾角，超前為正，滯后為負(fù)。（2）準(zhǔn)確等級(jí)（3）額定容量電壓互感器型號(hào)含義3、常用電壓互感器的類型

（1）JDJ型單相油浸雙繞組電壓互感器（2）JSJW型三相三線圈五柱式油浸電壓互感器（3）JDZ型單相雙線圈環(huán)氧樹脂澆注絕緣電壓互感器（4）JDZJ型單相三線圈環(huán)氧樹脂澆注絕緣電壓互感器JDJ2-35JSJW-10JDZ11-20JDZJ-104、電壓互感器的接線

（見繼電保護(hù)）5、注意事項(xiàng)

（1）二次側(cè)不能短路，熔斷器應(yīng)完好（2）二次線圈的一端及外殼應(yīng)接地（3）注意極性（4）表面清潔，無破碎、閃絡(luò)和異常聲響（1）按裝設(shè)點(diǎn)環(huán)境及工作要求選擇電壓互感器型號(hào)（2）電壓互感器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)點(diǎn)線路額定電壓（3）按測(cè)量?jī)x表對(duì)電壓互感器準(zhǔn)確度要求選擇并校驗(yàn)準(zhǔn)確度計(jì)量用電壓互感器準(zhǔn)確度選0.5級(jí)以上，測(cè)量用的準(zhǔn)確度選1.0～3.0級(jí)，保護(hù)用的準(zhǔn)確度為3P級(jí)和6P級(jí)。準(zhǔn)確度校驗(yàn):二次側(cè)負(fù)荷S2應(yīng)不大于電壓互感器二次側(cè)額定容量，即

S2≤S2N

6、電壓互感器的選擇式中，

和

分別為儀表、繼電器電壓線圈消耗的總有功功率和總無功功率。

（４）不需要進(jìn)行熱校驗(yàn)和動(dòng)校驗(yàn)回顧設(shè)備校驗(yàn)表例5-4例5-1總降變電所10kV母線上配置三只單相三繞組電壓互感器，采用Y0/Y0/

接法，作母線電壓、各回路有功電能和無功電能測(cè)量及母線絕緣監(jiān)視用。電壓互感器和測(cè)量?jī)x器的接線如圖所示。若該母線共有四路出線，每路出線裝設(shè)三相有功電度表和三相無功電度表及功率表各一只，每個(gè)電壓線圈消耗的功率為1.5VA，四只電壓表，其中三只分別接于各相，作相電壓監(jiān)視，另一只電壓表用于測(cè)量各線電壓，電壓線圈的負(fù)荷均為4.5VA。電壓互感器

側(cè)電壓繼電器線圈消耗功率為2.0VA。試選擇電壓互感器，校驗(yàn)其二次負(fù)荷是否滿足準(zhǔn)確度要求。解：根據(jù)要求查表，選三只JDZJ-10型電壓互感器電壓比為10000/：100/V，0.5級(jí)二次繞組（單相）額定負(fù)荷為50VA。除三只電壓表分別接于相電壓外，其余設(shè)備的電壓線圈均接于AB或BC線電壓間，可將其折算成相負(fù)荷，B相的負(fù)荷最大，若不考慮電壓線圈的功率因數(shù)，接于線電壓的負(fù)荷折算成單相負(fù)荷為B相負(fù)荷為

S2=4.5+SBφ=4.5+SAB

=4.5+[4.5+4×(1.5+1.5+1.5)]=27(VA)＜50(VA)

故二次負(fù)荷滿足準(zhǔn)確度要求。高壓供電與低壓供電的比較1、使用量大面廣，經(jīng)濟(jì)可靠2、對(duì)系統(tǒng)危害性要求降低，對(duì)使用者安全性提高3、多級(jí)配電4、很少單獨(dú)設(shè)置二次回路，由一次回路的器件兼做5.6低壓開關(guān)電器高壓開關(guān)電器與低壓開關(guān)電器常用的高壓開關(guān)電器：高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓熔斷器常用的低壓開關(guān)電器：空氣開關(guān)、漏電保護(hù)開關(guān)低壓隔離開關(guān)、刀閘開關(guān)、低壓熔斷器、接觸器、一、

低壓斷路器1、作用

能帶負(fù)荷通斷電路，又能在短路、過負(fù)荷、欠壓或失壓的情況下自動(dòng)跳閘的一種開關(guān)設(shè)備。3、種類和結(jié)構(gòu)

2、圖形符號(hào)：按結(jié)構(gòu)型式分萬能式（框架結(jié)構(gòu)）和塑殼式（裝置式）兩大類；1—主觸頭2—跳鉤3—鎖扣4—分勵(lì)脫扣器5—失壓脫扣器6、7—脫扣按鈕8—加熱電阻絲9—熱脫扣器10—過流脫扣器

４、斷路器型號(hào)的表示和含義５、低壓斷路器選擇(一)低壓斷路器選擇的一般原則

⑴低壓斷路器的類型及操作機(jī)構(gòu)形式應(yīng)符合工作環(huán)境、保護(hù)性能等方面的要求

⑵低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)地點(diǎn)線路的額定電壓

⑶低壓斷路器的（等級(jí)）額定電流應(yīng)不小于它所能安裝的最大脫扣器的額定電流

①對(duì)萬能式(DW型)斷路器，分?jǐn)鄷r(shí)間在0.02S以上時(shí)②對(duì)塑殼式（DZ型或其他型號(hào)）斷路器，分?jǐn)鄷r(shí)間在0.02S以下或⑷短路斷流能力應(yīng)不小于線路中最大短路電流(二)低壓斷路器脫扣器的選擇和整定

1.過電流脫扣器(1)電流脫扣器額定電流的選擇過電流脫扣器額定電流IN·OR應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流IjIN·OR≥IC

(2）過電流脫扣器動(dòng)作電流的整定

①

瞬時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流IOP(0)應(yīng)躲過線路的尖峰電流IjfIop(0)≥KrelIPk

Krel為可靠系數(shù),動(dòng)作時(shí)間在0.02s以上的斷路器:Krel=1.35;動(dòng)作時(shí)間在0.02s以下的斷路器:Krel=2∽2.5

②

短延時(shí)過流脫扣器動(dòng)作電流Iop(s)

也應(yīng)躲過線路尖峰電流Ipk

Iop(s)≥KrelIpk

式中，Krel為可靠系數(shù)，可取1.2③長(zhǎng)延時(shí)過流脫扣器動(dòng)作電流Iop(l)只需躲過線路中最大負(fù)荷計(jì)算電流Ic，Iop(l)≥KrelIj

式中，Krel取1.1。④過流脫扣器與配電線路的配合要求防止被保護(hù)線路因過負(fù)荷或短路故障引起導(dǎo)線或電纜過熱，其配合條件為：

Iop≤KOLIal

式中，Ial為絕緣導(dǎo)線或電纜的允許載流量，KOL為導(dǎo)線或電纜允許的短時(shí)過負(fù)荷系數(shù)。對(duì)瞬時(shí)和短延時(shí)過流脫扣器KOL=4.5，對(duì)長(zhǎng)延時(shí)過流脫扣器KOL=1。對(duì)有爆炸氣體區(qū)域內(nèi)的配電線路KOL=0.8。2.低壓斷路器熱脫扣器的選擇和整定

①熱脫扣器的額定電流應(yīng)不小于線路最大計(jì)算負(fù)荷電流IjIop·TR≥Krel·Ic

式中，Krel取1.1，并應(yīng)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)調(diào)試。②熱脫扣器的動(dòng)作電流按線路最大計(jì)算負(fù)荷電流來整定IN·TR≥Ij3.欠電壓脫扣器和分勵(lì)脫扣器選擇欠壓和分勵(lì)脫扣器的額定電壓應(yīng)等于線路的額定電壓，并按直流或交流的類型及操作要求進(jìn)行選擇(三)前后級(jí)低壓斷路器選擇性的配合一般要求前一級(jí)（靠近電源）低壓斷路器采用短延時(shí)的過流脫扣器，而后一級(jí)（靠近負(fù)荷）低壓斷路器采用瞬時(shí)脫扣器，動(dòng)作電流為前一級(jí)大于后一級(jí)動(dòng)作電流的1.2倍，即：Iop.(1)≥1.2Iop.(2)(四)低壓斷路器靈敏度的校驗(yàn)低壓斷路器短路保護(hù)靈敏度應(yīng)滿足下式條件式中，Ks為靈敏度，Iop為瞬時(shí)或短延時(shí)過流脫扣器的動(dòng)作電流整定值。Ik·min為保護(hù)線路末端在最小運(yùn)行方式下的短路電流，對(duì)TN和TT系統(tǒng)Ik·min應(yīng)為單相短路電流，對(duì)IT系統(tǒng)則視為兩相短路電流。例5-6

某0.38kV動(dòng)力線路，采用低壓斷路器保護(hù)，線路計(jì)算電流為125A，尖峰電流為390A，線路首端三相短路電流為7.6kA，最小單相短路電流為2.5kA，線路允許載流量為165A（BLV三芯絕緣導(dǎo)線穿塑料管，30℃時(shí)），試選擇低壓斷路器。

解：低壓斷路器用于配電線路保護(hù)，選擇DW15系列斷路器，查表，確定配置瞬時(shí)和長(zhǎng)延時(shí)過流脫扣器。1．瞬時(shí)脫扣器額定電流選擇及動(dòng)作電流整定

①

IN·OR≥Ij=125A，故選取IN·OR=200A脫扣器

②

Iop（0）≥KrelIpk=1.35×390A=527A根據(jù)表中的整定倍數(shù)，選擇3倍整定倍數(shù)的瞬時(shí)脫扣器，則動(dòng)作電流整定值為：3×200=600＞527A

③

與保護(hù)線路的配合Iop（0）=600A≤4.5Ial=4.5×165A=742.5A

滿足要求2．長(zhǎng)延時(shí)過流脫扣器的動(dòng)作電流整定

①

動(dòng)作電流整定Iop（l）≥KrelIc=1.1×125A=137.5A選取128～160～200中整定電流為160A（0.8倍）的脫扣器，則Iop（l）=160A②與保護(hù)線路的配合Iop=160＜KOLIal=1×165A=165A

滿足要求3．?dāng)嗦菲黝~定電流選擇IN。aF≥IN。OR=200A查表、選400ADW15系列斷路器。4.斷流能力校驗(yàn)

Ioc=20kA＞7.6kV

滿足要求5.靈敏度校驗(yàn)

Ks=Ik.min/Iop=2.5×103/600=4.2>1.3

靈敏度滿足要求。所選低壓斷路器為DW15-200或DW15-400Y，脫扣器額定電流為200A。二、

刀閘開關(guān)１、作用

能手動(dòng)接通或斷開低壓電路中較小的正常工作電流。3、種類和結(jié)構(gòu)

2、圖形符號(hào)：按極數(shù)：?jiǎn)螛O、雙極、三極按操作方式：?jiǎn)瓮丁㈦p投三、低壓熔斷器１、作用：主要是用于低壓系統(tǒng)中設(shè)備及線路的過載和短路保護(hù)。3、種類和結(jié)構(gòu)

2、圖形符號(hào)：主要類型主要型號(hào)用途無填料密閉管式RM10、RM7(無限流特性)用于低壓電網(wǎng)、配電設(shè)備中，作短路保護(hù)和防止連續(xù)過載之用。有填料封閉管式RL系列如RL6、RL7、RL96(有限流特性)用于500V以下導(dǎo)線和電纜及電動(dòng)機(jī)控制線路。RLS2為快速式。RT系列如RTO、RT11、RT14等系列(有限流特性)用于要求較高的導(dǎo)線和電纜及電氣設(shè)備的過載和短路保護(hù)RS0、RS3系列快速熔斷器(有較強(qiáng)的限流特性)RSO適用于750V、480A以下線路晶閘管元件及成套裝置短路保護(hù)。RS3適用于1000V、700A以下線路晶閘管及成套裝置的短路保護(hù)。自復(fù)式RZ1型與斷路器配合使用低壓熔斷器的分類及用途

４、低壓熔斷器選擇1.低壓熔斷器的選擇⑴根據(jù)工作環(huán)境條件要求選擇熔斷器的型號(hào)；⑵熔斷器額定電壓應(yīng)不低于保護(hù)線路的額定電壓；⑶熔斷器的額定電流應(yīng)不小于其熔體的額定電流，即2.熔體額定電流的選擇⑴不小于線路的計(jì)算電流IjIN·FE≥Ij⑵滿足尖峰電流的要求

IN·FE≥K·Ijf

式中，K為小于1的計(jì)算系數(shù)，當(dāng)熔斷器用作單臺(tái)電動(dòng)機(jī)保護(hù)時(shí)，K的取值與熔斷器特性及電動(dòng)機(jī)起動(dòng)情況有關(guān)，K的取值見表。線路情況起動(dòng)時(shí)間K值單臺(tái)電動(dòng)機(jī)3s以下0.25~0.353~8s（重載起動(dòng)）0.35~0.58s以上及頻繁起動(dòng)、反接制動(dòng)0.5~0.6多臺(tái)電動(dòng)機(jī)按最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)情況0.5~1Ic與Ijf較接近時(shí)1⑶與被保護(hù)線路的配合在被保護(hù)線路過負(fù)荷或短路時(shí)能得到可靠的保護(hù)IN·FE≤KoL·Ial式中Ial為絕緣導(dǎo)線和電纜最大允許載流量，KoL為絕緣導(dǎo)線和電纜允許短時(shí)過負(fù)荷系數(shù)。當(dāng)熔斷器作短路保護(hù)時(shí)，絕緣導(dǎo)線和電纜的過負(fù)荷系數(shù)取2.5，明敷導(dǎo)線取1.5；當(dāng)熔斷器作過負(fù)荷保護(hù)時(shí)，各類導(dǎo)線的過負(fù)荷系數(shù)取0.8∽1，對(duì)有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的導(dǎo)線過負(fù)荷系數(shù)取下限值0.8。熔體額定電流，應(yīng)同時(shí)滿足上述三個(gè)條件3.熔斷器斷流能力校驗(yàn)

⑴對(duì)限流式熔斷器，（如RT系列）需滿足條件I∝

≥I"(3）⑵對(duì)非限流式熔斷器應(yīng)滿足條件I∝≥Ich(3)4.前后級(jí)熔斷器選擇性的配合

一般前級(jí)熔斷器的熔體電流應(yīng)比后級(jí)大2～3級(jí)例5-6有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，UN=380V、PN=17kW，Ij=42.3A，屬重載起動(dòng)，起動(dòng)電流188A，起動(dòng)時(shí)間為3～8s。采用BLV型導(dǎo)線穿鋼管敷設(shè)線路，導(dǎo)線截面為10mm2。該電機(jī)采用RT0型熔斷器做短路保護(hù)，線路最大短路電流為21kA。選擇熔斷器及熔體的額定電流，并進(jìn)行校驗(yàn)。解：1．選擇熔體及熔斷器額定電流①IN·FE≥Ij=42.3A②IN·FE≥K·Ipk=(0.4×188)A=75.2A根據(jù)上兩式計(jì)算結(jié)果選IN·FE=80A熔斷器的額定電流應(yīng)不小于其熔體的額定電流，查附表11選RT0－100型熔斷器，其熔體額定電流為80A，熔斷器額定電流為100A,最大斷流能力50kA。2．校驗(yàn)熔斷器能力IOC=50kA>

=21kA斷流能力滿足要求。3．導(dǎo)線與熔斷器的配合校驗(yàn)：熔斷器作短路保護(hù),導(dǎo)線為絕緣導(dǎo)線時(shí)：KoL=2.5、查表Ial=44A。

IN·FE=80A<2.5×44A=110A

滿足要求。四、接觸器１、作用：主要是用于遠(yuǎn)距離接通或開斷負(fù)荷電流并用于頻繁起動(dòng)及控制電動(dòng)機(jī)的低壓開關(guān)。3、種類和結(jié)構(gòu)

2、圖形符號(hào)：1、作用：防止人身觸電，防止電氣火災(zāi)。五、漏電保護(hù)器檢測(cè)剩余電流，對(duì)剩余電流進(jìn)行測(cè)量比較，啟動(dòng)脫扣裝置將故障電路斷開。電磁式和電子式繼電器

2、工作原理和類型六、低壓配電屏（或低壓開關(guān)柜）(1)作用：按一定的線路方案將有關(guān)低壓設(shè)備組裝在一起的成套配電裝置。(2)種類：低壓抽屜式開關(guān)柜GCL1、GCK1系列低壓固定開關(guān)柜PGL1、PGL2、GGD系列

PGL1GCK1GGD1配電屏結(jié)構(gòu)5.5導(dǎo)線選擇與電力線路一、電力線路的結(jié)構(gòu)1．架空線路的結(jié)構(gòu)導(dǎo)線、電桿、橫擔(dān)、絕緣子、線路金具鋼芯鋁絞線圖導(dǎo)線排列：三角形、水平、垂直導(dǎo)線結(jié)構(gòu)：?jiǎn)喂删€、多股絞線（如圖為L(zhǎng)GJ）電桿：水泥、鋼、鐵架塔橫擔(dān)：鐵、瓷2．電纜線路的結(jié)構(gòu)

電纜線路由電力電纜和電纜頭組成。電力電纜由導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)層三部分組成。1-載流線芯；2-電纜紙；3-黃麻填料；4-束帶絕緣；5-鉛包皮；6-紙帶；7-黃麻保護(hù)層；8-鋸鎧

1-統(tǒng)包絕緣層；2-纜芯絕緣；3-扎鎖管；4-扎鎖管涂色層；5-鉛包二、導(dǎo)線和電纜選擇的選擇型號(hào)；截面1、常用導(dǎo)線裸導(dǎo)線；絕緣導(dǎo)線；電纜（1）裸導(dǎo)線鋁絞線（LJ）鋼芯鋁絞線（LGJ）銅絞線（TJ）防腐鋼芯鋁絞線（LGJF）（2）絕緣導(dǎo)線橡膠絕緣：BLX塑料絕緣：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR（3）電力電纜2、導(dǎo)線、電纜截面的選擇原則（1）按允許載流量選擇（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇

（3）按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)（4）按允許電壓損失校驗(yàn)（5）滿足短路穩(wěn)定度的條件（1）按允許載流量選擇A、三相系統(tǒng)相線截面的選擇允許載流量Ial大于通過相線的計(jì)算電Ij載流量修正：1.允許載流量與環(huán)境溫度有關(guān)。2.電纜多根并列時(shí)，要用電纜并列校正系數(shù)KP進(jìn)行校正。3.電纜在土壤中敷設(shè)時(shí)，應(yīng)乘上土壤熱阻系數(shù)KS校正。補(bǔ)充：中性線和保護(hù)線截面的選擇1.中性線（N線）截面的選擇（1）一般三相四線制線路中的中性線截面S0S0≥0.5Sφ（2）由三相四線制引出的兩相三線制線路和單相線路S0=Sφ

（3）如果三相四線制線路的三次諧波電流相當(dāng)突出S0≥Sφ2.保護(hù)線（PE線）截面的選擇

（1）當(dāng)Sφ≤16mm2時(shí)SPE≥Sφ

（2）當(dāng)16mm2＜Sφ≤35mm2時(shí)

SPE≥16mm2

（3）當(dāng)Sφ≥35mm2時(shí)

SPE≥0.5Sφ

3.保護(hù)中性線（PEN線）截面的選擇 按PE線和N線的最大值選取。例5–7有一條220/380V的三相四線制線路，采用BLV型鋁芯塑料線穿鋼管埋地敷設(shè)，當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?5℃。該線路供電給一臺(tái)40kW的電動(dòng)機(jī)，其功率因數(shù)為0.8，效率為0.85，試按允許載流量選擇導(dǎo)線截面。解：（1）計(jì)算線路中的計(jì)算電流（2）相線截面的選擇

查表得，4根單芯線穿鋼管敷設(shè)的每相芯線截面為35mm2的BLV型導(dǎo)線，在環(huán)境溫度為25℃時(shí)的允許載流量為80A，其正常最高允許溫度為65℃，即Ial=83Aθal=65oCθ0=25oCθ′0=15oC（3）保護(hù)線截面SPEN的選擇

按SPEN≥0.5SФ要求，選SPEN=25mm2

所以選擇BLV型鋁芯塑料導(dǎo)線BLV-500-3*35+1*25。溫度校正系數(shù)為：

導(dǎo)線的實(shí)際允許載流量為：Iˊal=KθIal=1.12×80A=89.6A＞IC=89A所選相線截面滿足允許載流量的要求。（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇（3）按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)例5-8

某地區(qū)變電站以35kV架空線路向一容量為(3800+j2100)kVA的工廠供電，工廠的年最大負(fù)荷利用小時(shí)為5600h，架空線路采用LGJ型鋼芯鋁絞線。選擇其經(jīng)濟(jì)截面，并校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。解:（1）選擇經(jīng)濟(jì)截面；工廠的計(jì)算電流為：查表5-13可知，其J=0.9A/mm2；所以Sec=Ic/J=71.6/0.9=79.6mm2選擇準(zhǔn)截面70mm2，即型號(hào)為L(zhǎng)GJ-70的鋁絞線。（2）校驗(yàn)發(fā)熱條件

查表，LGJ-70在室外溫度為25oC時(shí)允許載流量為Ial=275A＞IC=71.6A，所以滿足發(fā)熱條件。（3）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度

查附表，35kV架空鋁絞線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為Smin=35mm2＜S=70mm2

因此，所選的導(dǎo)線截面也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。（4）按允許電壓損失校驗(yàn)A、電壓損失

1.電壓降落：線路兩端電壓的相量差稱電壓降落,即2.電壓損失：線路兩端電壓的代數(shù)差稱電壓損失,即ΔU=U1-U2電壓損失一般以百分?jǐn)?shù)表示，即電壓損失的有名值與額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)表示B、線路電壓損失計(jì)算

1）線路末端有一個(gè)集中負(fù)荷(a)末端接有一個(gè)集中負(fù)荷的三相線路

(b)

電壓矢量圖

由相量圖可以看出，線路相電壓損失為：

△Uφ=Uφ1－Uφ2=ae

以ad段代替ae段，每相的電壓損失為

△Uφ=ad=af+fd=IRcosφ2+IXsinφ2=I(Rcosφ2+Xsinφ2)換算成線電壓損失為

因?yàn)樗圆捎镁€路的額定電壓UN來代替U2，線電壓損失為

電壓損失百分?jǐn)?shù)為

2）沿線有多個(gè)集中負(fù)荷時(shí)電壓損失

因?yàn)楣╇娋€路一般較短，線路上的功率損耗略去不計(jì)。（1）用干線負(fù)荷及干線的電阻電抗計(jì)算通過第一段干線的負(fù)荷為P1=p1+p2+p3,Q1=q1+q2+q3；通過第二段干線的負(fù)荷為P2=p2+p3,Q2=q2+q3；通過第三段干線的負(fù)荷為P3=p3,Q3=q3；

線路上每段干線的電壓損失為

線路上總的電壓損失為

推廣到線路上有n個(gè)集中負(fù)荷時(shí)的情況，線路電壓損失的計(jì)算公式為

（2）用支線負(fù)荷及支線到電源的電阻電抗計(jì)算同理可得：（3）若線路截面相同，則（4）對(duì)于全線的導(dǎo)線型號(hào)規(guī)格一致的“無感”線路（均一無感線路），電壓損失計(jì)算公式為

例5-9已知LJ—50：r0=0.64Ω/km，x0=0.38Ω/km；LJ—70：r0=0.46Ω/km，x0=0.369Ω/km；LJ—95：r0=0.34Ω/km，x0=0.36Ω/km。計(jì)算圖6-11所示供電系統(tǒng)的電壓損失：1）1WL、2WL導(dǎo)線型號(hào)均LJ—702）1WL為L(zhǎng)J—95，2WL為L(zhǎng)J—50解：（1）1WL、2WL導(dǎo)線型號(hào)均LJ—70時(shí)的電壓損失（2）1WL為L(zhǎng)J—95，2WL為L(zhǎng)J—50時(shí)的電壓損失1WL的損失：2WL的損失：總電壓損失：

3）均勻分布負(fù)荷線路的電壓損失計(jì)算將分布負(fù)荷集中于分布線段的中點(diǎn)，按集中負(fù)荷來計(jì)算三、按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜的截面

式中，△Ual%為線路的允許電壓損失。（式1）（式2）（