短路電流的計(jì)算與高低壓電器的選擇

短路電流的計(jì)算與高低壓電器的選擇第1頁(yè)/共82頁(yè)

線間（相間）短路——兩根或多根線導(dǎo)體（相導(dǎo)體）之間的短路，在同一處它可伴隨或不伴隨相對(duì)地短路。

低壓配電系統(tǒng)中還會(huì)發(fā)生相（線）導(dǎo)體對(duì)中性導(dǎo)體短路，簡(jiǎn)稱(chēng)單相短路。第2頁(yè)/共82頁(yè)（二）短路原因及后果

主要原因：電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，其次是人員誤操作、鳥(niǎo)獸危害等。

短路后果：產(chǎn)生的熱量，使設(shè)備溫度急劇上升，會(huì)使絕緣老化或損壞；產(chǎn)生的電動(dòng)力，會(huì)使設(shè)備載流部分變形或損壞；使系統(tǒng)電壓驟降，影響系統(tǒng)其他設(shè)備的正常運(yùn)行；嚴(yán)重的短路會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；短路還會(huì)造成停電；不對(duì)稱(chēng)短路的短路電流會(huì)對(duì)通信和電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾等。短路電流往往要比正常負(fù)荷電流大十幾倍或幾十倍。500kV線路單相對(duì)地短路試驗(yàn)三相短路實(shí)驗(yàn)第3頁(yè)/共82頁(yè)二、供配電系統(tǒng)短路過(guò)程的分析（一）遠(yuǎn)端短路和近端短路

如果以供電電源容量為基準(zhǔn)的短路回路計(jì)算阻抗不小于3，短路時(shí)即認(rèn)為電源母線電壓將維持不變，不考慮短路電流交流分量（周期分量）的衰減，可按短路電流不含衰減交流分量的系統(tǒng)，即無(wú)限大電源容量的系統(tǒng)或遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路進(jìn)行計(jì)算。否則，應(yīng)按短路電流含衰減交流分量的系統(tǒng)，即有限電源容量的系統(tǒng)或靠近發(fā)電機(jī)端短路進(jìn)行計(jì)算。（二）遠(yuǎn)端短路過(guò)程的簡(jiǎn)單分析

單端電源網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)部某處發(fā)生三相短路并在短路持續(xù)時(shí)間內(nèi)保持短路相數(shù)不變。第4頁(yè)/共82頁(yè)等效電路的電壓方程：微分方程解：

Ik.m=

當(dāng)t＝0時(shí)，由于短路電路存在著電感，因此電流不會(huì)突變，即ik0=i0，可求得積分常數(shù)，即則第5頁(yè)/共82頁(yè)

無(wú)限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的電壓、電流曲線如下圖：i,u第6頁(yè)/共82頁(yè)（三）有關(guān)短路的物理量1.短路電流周期分量t=0時(shí)由于——對(duì)稱(chēng)短路電流初始值2.短路電流非周期分量由于故越大，τ越小，衰減越快。3.短路全電流有效值第7頁(yè)/共82頁(yè)4.短路電流峰值短路全電流ikT的最大有效值——短路電流峰值（沖擊）系數(shù)5.穩(wěn)態(tài)短路電流

對(duì)無(wú)限大電源容量系統(tǒng)中或遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)短路，短路電流周期分量不衰減，即Ik=。三、計(jì)算短路電流的目的

計(jì)算短路電流的目的，主要是為了正確選擇和檢驗(yàn)電器、電線電纜及短路保護(hù)裝置。第8頁(yè)/共82頁(yè)第二節(jié)高壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算短路計(jì)算電壓系數(shù)

c=1.05三相對(duì)稱(chēng)短路電流周期分量的初始值在高壓電路的短路計(jì)算中，通常只計(jì)電抗，不計(jì)電阻。故計(jì)算短路電流的關(guān)鍵便是求出。短路電流計(jì)算方法：標(biāo)幺制有名單位制第9頁(yè)/共82頁(yè)一、標(biāo)幺制

按標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，一般是先選定基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud。標(biāo)幺值基準(zhǔn)容量取基準(zhǔn)電流（kA）

基準(zhǔn)電壓取元件所在處的短路計(jì)算電壓為基準(zhǔn)電壓（kV），即基準(zhǔn)電抗（Ω）

第10頁(yè)/共82頁(yè)二、供配電系統(tǒng)各元件電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值電抗電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處設(shè)計(jì)規(guī)劃的三相對(duì)稱(chēng)短路容量初始值（MVA）2.電力線路的電抗標(biāo)么值線路單位長(zhǎng)度的電抗電力線路所在處的系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓（kV）第11頁(yè)/共82頁(yè)3.電力變壓器的電抗標(biāo)幺值因?yàn)樗噪娍箻?biāo)幺值變壓器的阻抗電壓百分值變壓器的額定容量，特別注意單位應(yīng)與基準(zhǔn)容量一致（MVA）4.限流電抗器的電抗標(biāo)么值利用其等效電路圖進(jìn)行電路化簡(jiǎn)求總電抗標(biāo)么值。

第12頁(yè)/共82頁(yè)三、三相短路電流的計(jì)算

三相對(duì)稱(chēng)短路電流初始值（kA）三相短路容量（MVA）:三相對(duì)稱(chēng)短路電流初始值的標(biāo)么值三相對(duì)稱(chēng)開(kāi)斷電流（有效值)（kA）

三相穩(wěn)態(tài)短路電流（kA）

三相短路電流峰值（kA）三相短路沖擊電流有效值（kA）第13頁(yè)/共82頁(yè)

例4-1某工業(yè)企業(yè)供配電系統(tǒng)如圖4-6所示。己知電力系統(tǒng)變電所110kV饋電線出口處在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的三相對(duì)稱(chēng)短路容量為=2000MVA，試求在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，工廠總降壓變電所110kV進(jìn)線上k-1點(diǎn)短路和10kV母線上k-2點(diǎn)短路、車(chē)間變電所10kV母線上k-3點(diǎn)短路和兩臺(tái)配電變壓器并聯(lián)運(yùn)行和分列運(yùn)行兩種情況下低壓380V母線上k-4點(diǎn)三相短路時(shí)的三相短路電流和短路容量。第14頁(yè)/共82頁(yè)解：1.確定基準(zhǔn)值2.計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)2）110kV架空線路第15頁(yè)/共82頁(yè)4）10kV電纜線路5）配電變壓器3）總降壓變壓器圖4-7例4-1的短路等效電路圖第16頁(yè)/共82頁(yè)3.求k-1點(diǎn)的短路電路總阻抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標(biāo)么值2）三相對(duì)稱(chēng)短路電流初始值3）其他三相短路電流4）三相短路容量第17頁(yè)/共82頁(yè)4.求k-2點(diǎn)的短路電路總阻抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標(biāo)么值2）三相對(duì)稱(chēng)短路電流初始值3）其他三相短路電流4）三相短路容量第18頁(yè)/共82頁(yè)5.求k-3點(diǎn)的短路電路總阻抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標(biāo)么值2）三相對(duì)稱(chēng)短路電流初始值3）其他三相短路電流4）三相短路容量第19頁(yè)/共82頁(yè)6.求k-4點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量?jī)膳_(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行情況下：1）總電抗標(biāo)么值2)三相短路電流周期分量有效值3)其他三相短路電流4）三相短路容量第20頁(yè)/共82頁(yè)兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行情況下：1）總電抗標(biāo)么值2)三相短路電流周期分量有效值3)其他三相短路電流4）三相短路容量第21頁(yè)/共82頁(yè)

在實(shí)際工程中，兩臺(tái)變壓器通常采用分列運(yùn)行的方式來(lái)限制低壓母線的短路電流。第22頁(yè)/共82頁(yè)四、兩相短路電流的計(jì)算

在遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端發(fā)生兩相短路時(shí)，其兩相短路電流只計(jì)電抗時(shí)兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系第23頁(yè)/共82頁(yè)五、短路點(diǎn)附近交流電動(dòng)機(jī)的反饋對(duì)沖擊電流影響

當(dāng)高壓電網(wǎng)短路點(diǎn)附近直接接有高壓電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)計(jì)入電動(dòng)機(jī)對(duì)三相對(duì)稱(chēng)短路電流的影響。異步電動(dòng)機(jī)反饋的短路電流峰值（kA）短路點(diǎn)的三相短路電流峰值異步電動(dòng)機(jī)提供的短路電流峰值系數(shù)第24頁(yè)/共82頁(yè)第三節(jié)低壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算一、低壓電網(wǎng)短路計(jì)算的特點(diǎn)直接將變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)看作是遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端。計(jì)入短路回路各元件的有效電阻。當(dāng)電路電阻較大，短路電流直流分量衰減較快。單位線路長(zhǎng)度電阻的計(jì)算溫度不同，在計(jì)算三相最大短路電流時(shí)，導(dǎo)體計(jì)算溫度取為20℃；在計(jì)算單相短路（包括單相對(duì)地短路）電流時(shí)，假設(shè)的計(jì)算溫度升高，電阻值增大，其值一般取20℃時(shí)電阻的1.5倍。計(jì)算過(guò)程采用有名單位制（歐姆制）。計(jì)算220/380V電網(wǎng)三相短路電流時(shí)，電壓系數(shù)c＝1.05；計(jì)算單相短路電流時(shí)，電壓系數(shù)c＝1。第25頁(yè)/共82頁(yè)二、三相和兩相短路電流的計(jì)算短路電流周期分量有效值（kA）1.高壓側(cè)系統(tǒng)的阻抗

電源至短路點(diǎn)的總阻抗（）包括變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)、變壓器、低壓母線及配電線路等元件的阻抗；開(kāi)關(guān)電器及導(dǎo)線等接觸電阻可忽略不計(jì)。低壓電網(wǎng)的標(biāo)稱(chēng)電壓（380V）歸算到低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計(jì)算：第26頁(yè)/共82頁(yè)2．變壓器的阻抗歸算到低壓側(cè)的變壓器阻抗可按下式計(jì)算：3.低壓母線、配電線路的阻抗兩相短路電流三相短路回路總阻抗低壓母線、配電線路的單位長(zhǎng)度電阻、電抗值（mΩ/m）

當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)短路點(diǎn)附近所接交流電動(dòng)機(jī)的額定電流之和超過(guò)短路電流的1%時(shí)，應(yīng)計(jì)入低壓電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響。第27頁(yè)/共82頁(yè)三、單相短路（包括單相對(duì)地短路）電流的計(jì)算（一）低壓TN系統(tǒng)單相對(duì)地短路電流的計(jì)算低壓TN系統(tǒng)中發(fā)生單相對(duì)地短路時(shí)，根據(jù)對(duì)稱(chēng)分量法可求得其單相對(duì)地短路電流為PEN正序阻抗負(fù)序阻抗零序阻抗總相－保護(hù)導(dǎo)體電阻

總相－保護(hù)導(dǎo)體電抗

第28頁(yè)/共82頁(yè)1.高壓側(cè)系統(tǒng)的相－保護(hù)導(dǎo)體阻抗（三相三線制）故2.配電變壓器的相－保護(hù)導(dǎo)體阻抗（1）對(duì)于Dyn11聯(lián)接組第29頁(yè)/共82頁(yè)（2）對(duì)于Yyn0聯(lián)接組比正序阻抗大得多

3.低壓母線、配電線路的相－保護(hù)導(dǎo)體阻抗三相四線制故第30頁(yè)/共82頁(yè)（二）低壓TN、TT系統(tǒng)單相短路電流的計(jì)算TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)的相導(dǎo)體對(duì)中性導(dǎo)體的單相短路電流

的計(jì)算，與上述單相接地故障電流計(jì)算相似，僅將元件的相－保護(hù)導(dǎo)體阻抗改為相－中性導(dǎo)體阻抗。

（三）單相短路（包括單相對(duì)地短路）電流與三相短路電流的關(guān)系遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器低壓側(cè)的單相對(duì)地短路電流要比同等容量的Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器低壓側(cè)的單相對(duì)地短路電流大得多。第31頁(yè)/共82頁(yè)

例4-2某用戶10/0.38kV變電所的變壓器為SCB10-1000/10型，Dyn11聯(lián)結(jié)，已知變壓器高壓側(cè)短路容量為150MVA，其低壓配電網(wǎng)絡(luò)短路計(jì)算電路如圖4-9所示。求短路點(diǎn)k-1、k-2、k-3處的三相短路電流和單相對(duì)地短路電流。解：1、計(jì)算有關(guān)電路元件的阻抗1）高壓系統(tǒng)電抗（歸算到400V側(cè)）第32頁(yè)/共82頁(yè)2）變壓器的阻抗（Dyn11聯(lián)結(jié)）

3）母線和電纜的阻抗母線WC第33頁(yè)/共82頁(yè)電纜WD2、計(jì)算各短路點(diǎn)的短路電流1）k-1點(diǎn)的三相和單相對(duì)地短路電流第34頁(yè)/共82頁(yè)2）k-2點(diǎn)的三相和單相對(duì)地短路電流3）k-3點(diǎn)的三相和單相對(duì)地短路電流第35頁(yè)/共82頁(yè)第36頁(yè)/共82頁(yè)第四節(jié)短路電流的效應(yīng)一、短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)

強(qiáng)大的短路電流通過(guò)電器和導(dǎo)體，將產(chǎn)生：電動(dòng)力效應(yīng)，可能使電器和導(dǎo)體受到破壞或產(chǎn)生永久性變形;

熱效應(yīng)，可能使其絕緣強(qiáng)度降低，加速絕緣老化甚至損壞。

為了正確選擇電器和導(dǎo)體，保證在短路情況下也不損壞，必須校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。

對(duì)于兩根平行導(dǎo)體，通過(guò)電流分別為i1和i2，其相互間的作用力F(單位N）可用下面公式來(lái)計(jì)算：相鄰矩形截面導(dǎo)體的形狀系數(shù)

兩平行導(dǎo)體中心間距平行導(dǎo)體長(zhǎng)度第37頁(yè)/共82頁(yè)

當(dāng)發(fā)生三相短路故障時(shí)，短路電流沖擊值通過(guò)中間相導(dǎo)體所產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為：三、短路電流的熱效應(yīng)短路前后導(dǎo)體的溫度變化

在線路發(fā)生短路時(shí)，強(qiáng)大的短路電流將產(chǎn)生很大的熱量。工程上，可近似地認(rèn)為導(dǎo)體在短路時(shí)間內(nèi)是與周?chē)橘|(zhì)絕熱的。

按正常工作條件選擇的電器導(dǎo)體應(yīng)能承受短路電流電動(dòng)力效應(yīng)的作用，不致產(chǎn)生永久變形或遭到機(jī)械損傷，即要求具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性。第38頁(yè)/共82頁(yè)

在實(shí)際短路時(shí)間tk內(nèi),短路電流的熱量為tk=tp+tb

繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間高壓斷路器的全分?jǐn)鄷r(shí)間短路電流周期分量的熱效應(yīng)短路電流非周期分量的熱效應(yīng)計(jì)算短路電流非周期分量熱效應(yīng)的等值時(shí)間。對(duì)用戶變電所各級(jí)電壓母線及出線，取0.05s因此當(dāng)tk＞1s時(shí)，

按正常工作條件選擇的電器導(dǎo)體必須能承受短路電流熱效應(yīng)的作用，不致產(chǎn)生軟化變形損壞，即要求具有一定的熱穩(wěn)定性。短路時(shí)間第39頁(yè)/共82頁(yè)第五節(jié)高壓電器的選擇一、高壓電器選擇的一般要求（一）按正常工作條件選擇1.額定電壓開(kāi)關(guān)電器的額定電壓系統(tǒng)的最高運(yùn)行電壓2.額定電流——在規(guī)定的使用和性能條件下能連續(xù)運(yùn)行的最高電壓，并以它確定高壓開(kāi)關(guān)電器的有關(guān)試驗(yàn)條件?！谝?guī)定的正常使用和性能條件下，高壓開(kāi)關(guān)電器能夠連續(xù)承載的電流有效值。開(kāi)關(guān)電器的額定電流電器安裝回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流第40頁(yè)/共82頁(yè)3.額定頻率——在規(guī)定的正常使用和性能條件下能連續(xù)運(yùn)行的電網(wǎng)頻率數(shù)值，并以它和額定電壓、額定電流確定高壓電器的有關(guān)試驗(yàn)條件。我國(guó)電器的額定頻率為50Hz。（二）按短路情況校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性1.熱穩(wěn)定性校驗(yàn)電器的額定短時(shí)耐受電流有效值（kA）電器的額定短路持續(xù)時(shí)間（s）短路電流在電器中引起的熱效應(yīng)

確定短路電流熱效應(yīng)的計(jì)算時(shí)間，宜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)斷路器的開(kāi)斷時(shí)間。第41頁(yè)/共82頁(yè)2.動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)imax≥ip3

電器的額定峰值耐受電流（kA）電器出線端子上在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下可能流經(jīng)的最大三相短路電流峰值（kA）用熔斷器保護(hù)的高壓電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定。用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。（三）按環(huán)境條件校核

使用環(huán)境條件包括環(huán)境溫度、海拔高度、相對(duì)濕度、地震烈度、最大風(fēng)速、污穢、覆冰厚度等。

當(dāng)環(huán)境條件超出一般電器的基本使用條件時(shí)，應(yīng)向制造部門(mén)提出補(bǔ)充要求，制訂符合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的產(chǎn)品或在設(shè)計(jì)運(yùn)行中采取相應(yīng)的防護(hù)措施。第42頁(yè)/共82頁(yè)第43頁(yè)/共82頁(yè)二、高壓斷路器的選擇

高壓斷路器除按上述一般要求選擇外，還需選擇校驗(yàn)有關(guān)操作性能的電氣參數(shù)，主要有：1.額定短路開(kāi)斷電流——在規(guī)定條件下，斷路器能保證正常開(kāi)斷的最大短路電流（有效值），以觸頭分離瞬間電流周期分量有效值和非周期分量百分?jǐn)?shù)表示。斷路器的額定短路開(kāi)斷電流（kA）安裝地點(diǎn)（斷路器出線端子處）的最大三相對(duì)稱(chēng)開(kāi)斷電流（有效值）（kA）2.額定電纜充電開(kāi)斷電流——在規(guī)定條件下，斷路器開(kāi)斷空載絕緣電纜時(shí)的開(kāi)斷電流。對(duì)10kV系統(tǒng)，斷路器額定電纜充電開(kāi)斷電流為25A。第44頁(yè)/共82頁(yè)3.額定短路關(guān)合電流——在額定電壓以及規(guī)定使用和性能條件下，斷路器能保證正常關(guān)合的最大短路電流峰值。im

≥ip3

斷路器的額定短路關(guān)合電流（kA）

例4-3試選擇例4-1所示車(chē)間變電所配電變壓器10kV電源側(cè)的戶內(nèi)真空斷路器的型號(hào)規(guī)格。已知高壓母線三相短路時(shí)，設(shè)置的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.5s。

解：本工程選用戶內(nèi)金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備，高壓斷路器安裝在開(kāi)關(guān)內(nèi)。選用CV2-12-630A/25kA型戶內(nèi)高壓真空斷路器，配用彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，二次設(shè)備電壓為DC110V。第45頁(yè)/共82頁(yè)表4-4高壓斷路器的選擇校驗(yàn)序號(hào)選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)參數(shù)斷路器技術(shù)參數(shù)結(jié)論1額定電壓2

額定電流3

額定短路開(kāi)斷電流4

額定峰值耐受電流5額定短時(shí)（4s）耐受電流6

環(huán)境條件，合格，合格，合格，合格，合格華東地區(qū)變電所高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)正常使用環(huán)境滿足條件（斷路器全開(kāi)斷時(shí)間取0.1s）（最大運(yùn)行方式）（最大運(yùn)行方式）第46頁(yè)/共82頁(yè)三、高壓熔斷器的選擇（一）熔斷器的保護(hù)特性圖4-12熔體的時(shí)間-電流特性曲線t—弧前時(shí)間I—預(yù)期短路電流有效值

圖4-13高壓限流熔斷器的截止電流特性

i—截?cái)嚯娏鞣逯礗—預(yù)期短路電流有效值——在規(guī)定的動(dòng)作條件下，時(shí)間（例如弧前時(shí)間或動(dòng)作時(shí)間）與預(yù)期電流的函數(shù)曲線具備反時(shí)限特性預(yù)期短路電流峰值實(shí)際短路電流瞬時(shí)值第47頁(yè)/共82頁(yè)（二）高壓熔斷器的參數(shù)選擇

高壓熔斷器應(yīng)按正常工作條件選擇，并應(yīng)按環(huán)境條件校核，不需要校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性，但要校驗(yàn)開(kāi)斷電流能力。1.額定電壓

對(duì)高壓限流型熔斷器2.額定電流熔斷器底座額定電流（A）熔斷器中安裝的熔體額定電流（A）熔斷器的額定電壓系統(tǒng)的最高運(yùn)行電壓

高壓熔斷器熔體額定電流的選擇，與其熔斷特性有關(guān)，應(yīng)滿足保護(hù)的可靠性、選擇性和靈敏度的要求。第48頁(yè)/共82頁(yè)保護(hù)電力變壓器的熔斷器的熔體電流(考慮到變壓器的正常過(guò)負(fù)荷電流、勵(lì)磁涌流及低壓側(cè)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)引起的尖峰電流等因素)Ir=(1.5～2.0)I1rT保護(hù)電壓互感器

Ir=0.5A或1A熔體電流的選擇應(yīng)滿足下列條件：保護(hù)并聯(lián)電容器

Ir=1.43IrC（保護(hù)單臺(tái)電容器）附錄表21XRNT3-12型高壓限流熔斷器熔體電流與10kV電力變壓器容量的配合表變壓器容量/kVA5010012516020025031540050063080010001250熔體額定電流/A6.3101016202531.540506380100125第49頁(yè)/共82頁(yè)3.額定最大開(kāi)斷電流——熔斷器在規(guī)定使用和性能條件下，在給定電壓下能開(kāi)斷的最大預(yù)期電流值。熔斷器的額定短路開(kāi)斷電流（kA）安裝地點(diǎn)（熔斷器器出線端子處）的最大三相對(duì)稱(chēng)短路電流初始值（kA）4.額定最小開(kāi)斷電流——在規(guī)定的使用和性能條件下，熔斷器在規(guī)定的電壓下所能開(kāi)斷的預(yù)期電流最小值。

對(duì)于后備熔斷器條件：最小短路電流大于額定最小開(kāi)斷電流。

后備熔斷器——在規(guī)定使用和性能條件下，能開(kāi)斷從額定最大開(kāi)斷電流到額定最小開(kāi)斷電流的熔斷器。第50頁(yè)/共82頁(yè)（三）高壓熔斷器的保護(hù)選擇性配合

選擇熔體電流時(shí)，應(yīng)保證前后兩級(jí)熔斷器之間、熔斷器與電源側(cè)繼電保護(hù)之間，以及熔斷器與負(fù)荷側(cè)繼電保護(hù)之間動(dòng)作的選擇性。1.上、下級(jí)均選用限流型熔斷器之間的配合示例2.限流熔斷器與其他上級(jí)或下級(jí)保護(hù)裝置之間的配合示例第51頁(yè)/共82頁(yè)四、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的選擇

高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)除按上述一般要求選擇外，還須選擇有關(guān)操作性能的電氣參數(shù)，主要有：1.額定有功負(fù)荷開(kāi)斷電流——負(fù)荷開(kāi)關(guān)在其額定電壓下能夠開(kāi)斷的最大有功負(fù)荷電流。負(fù)荷開(kāi)關(guān)的額定有功負(fù)荷開(kāi)斷電流（A）負(fù)荷開(kāi)關(guān)回路最大可能的過(guò)負(fù)荷電流（A）2.額定電纜充電開(kāi)斷電流——負(fù)荷開(kāi)關(guān)在其額定電壓下能夠開(kāi)斷的最大電纜充電電流。

使用高壓負(fù)荷開(kāi)斷電纜線路的最大充電電流不應(yīng)大于其額定電纜充電開(kāi)斷電流（10kV系統(tǒng)：10A，6kV系統(tǒng)：6A）。第52頁(yè)/共82頁(yè)3.額定空載變壓器開(kāi)斷電流——負(fù)荷開(kāi)關(guān)在其額定電壓下能夠開(kāi)斷的最大空載變壓器電流。

使用高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)開(kāi)斷的變壓器空載電流應(yīng)不大于其額定空載變壓器開(kāi)斷電流（等于額定電流的1％），變壓器容量一般不大于1250kVA。4.額定短路關(guān)合電流——負(fù)荷開(kāi)關(guān)在其額定電壓下能夠關(guān)合的最大峰值預(yù)期電流。i≥ip3

負(fù)荷開(kāi)關(guān)的額定短路關(guān)合電流（kA）安裝地點(diǎn)的最大三相短路電流峰值（kA）

對(duì)熔斷器保護(hù)的負(fù)荷開(kāi)關(guān)，可以考慮熔斷器在短路電流的數(shù)值方面的限流效應(yīng)。第53頁(yè)/共82頁(yè)五、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)－熔斷器組合電器的選擇（一）高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)－熔斷器組合電器的參數(shù)選擇

組合電器中的負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器的參數(shù)選擇除應(yīng)分別滿足相關(guān)的要求外，還應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)移電流或交接電流的校驗(yàn)。1.轉(zhuǎn)移電流——熔斷器與負(fù)荷開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)移職能時(shí)的三相對(duì)稱(chēng)電流值。組合電器的實(shí)際轉(zhuǎn)移電流應(yīng)小于其額定轉(zhuǎn)移電流，且不小于熔斷器的額定最小開(kāi)斷電流。2.交接電流——熔斷器不承擔(dān)開(kāi)斷、全部由負(fù)荷開(kāi)關(guān)開(kāi)斷的三相對(duì)稱(chēng)電流值。組合電器的實(shí)際交接電流應(yīng)小于其額定交接電流。第54頁(yè)/共82頁(yè)

（二）高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)－熔斷器組合電器和變壓器的配合校驗(yàn)舉例SCB10-1250kVA實(shí)際轉(zhuǎn)移電流，大于額定最小開(kāi)斷電流為390A熔斷器在0.1s時(shí)允許通過(guò)電流第55頁(yè)/共82頁(yè)第六節(jié)互感器的選擇一、電流互感器的選擇（一）電流互感器常用接線方案一相式接線兩相不完全星形接線三相星形接線

三相星形接線廣泛用于中性點(diǎn)有效接地的三相三線制特別是三相四線制電路中。第56頁(yè)/共82頁(yè)（二）電流互感器的參數(shù)選擇1.額定電壓額定電壓（一次回路電壓）

與所在線路的標(biāo)稱(chēng)電壓相符。設(shè)備最高電壓不低于系統(tǒng)最高電壓。2.額定一次電流對(duì)測(cè)量、計(jì)量用電流互感器對(duì)保護(hù)用電流互感器，當(dāng)與測(cè)量共用時(shí)，只能選用相同的額定一次電流；單獨(dú)用于保護(hù)回路時(shí)，宜按不小于線路最大負(fù)荷電流選擇。3.額定二次電流

I2r一般選為5A。對(duì)于新建變電所，有條件時(shí)宜選用1A，以降低二次線路損耗，增加傳輸距離。第57頁(yè)/共82頁(yè)4.準(zhǔn)確級(jí)對(duì)測(cè)量、計(jì)量用電流互感器，按儀表對(duì)準(zhǔn)確級(jí)的要求選擇。一般測(cè)量用：0.5級(jí)計(jì)量用：0.2（0.2S）S2≤S2r實(shí)際二次負(fù)荷（VA）對(duì)應(yīng)于該準(zhǔn)確級(jí)的額定二次負(fù)荷（VA）對(duì)110kV及以下P類(lèi)保護(hù)用電流互感器，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)有5P和10P級(jí)，供過(guò)電流保護(hù)裝置選用。并校驗(yàn)穩(wěn)態(tài)短路情況下的準(zhǔn)確限值系數(shù)能否滿足保護(hù)要求。

準(zhǔn)確限值系數(shù)——互感器能滿足復(fù)合誤差要求的最大一次電流值即額定準(zhǔn)確限值一次電流對(duì)額定一次電流之比值。第58頁(yè)/共82頁(yè)5.額定動(dòng)穩(wěn)定電流——在二次繞組短路的情況下，電流互感器能承受住其電磁力的作用而無(wú)電氣或機(jī)械損傷的最大一次電流峰值。imax≥ip3

電流互感器的額定動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）使用地點(diǎn)的最大三相短路電流峰值（kA）6.額定短時(shí)熱電流——在二次繞組短路的情況下，電流互感器能承受1s且無(wú)損傷的一次電流方均根值。額定短時(shí)熱電流（kA）1s短路電流熱效應(yīng)第59頁(yè)/共82頁(yè)（二）測(cè)量、計(jì)量用電流互感器的實(shí)際二次負(fù)荷計(jì)算最大負(fù)荷相的測(cè)量、計(jì)量?jī)x表在I2r時(shí)的功率損耗之和（VA）連接導(dǎo)線的接線系數(shù)連接導(dǎo)線的每相電阻（Ω）導(dǎo)線接觸電阻，一般取0.05Ω。（三）P類(lèi)保護(hù)用電流互感器的穩(wěn)態(tài)性能驗(yàn)算1.一般選擇驗(yàn)算電流互感器的額定準(zhǔn)確限值一次電流準(zhǔn)確限值系數(shù)保護(hù)校驗(yàn)故障電流。對(duì)過(guò)電流保護(hù)，取保護(hù)區(qū)內(nèi)末端故障時(shí)，流過(guò)互感器的最大短路電流。實(shí)際二次負(fù)荷（Ω）繼電器的阻抗之和（Ω）額定二次負(fù)荷（Ω）2.按實(shí)際準(zhǔn)確限值系數(shù)曲線(制造廠提供)驗(yàn)算第60頁(yè)/共82頁(yè)

例4-4試選擇例4-1所示車(chē)間變電所配電變壓器10kV電源側(cè)的戶內(nèi)電流互感器的型號(hào)規(guī)格。已知高壓側(cè)短時(shí)最大負(fù)荷電流為210A，設(shè)置的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.5s。

解：本工程選用戶內(nèi)金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備，電流互感器安裝在開(kāi)關(guān)內(nèi)，作繼電保護(hù)及測(cè)量用。選用LZZBJ12-10A型戶內(nèi)高壓電流互感器。1.高壓電流互感器的參數(shù)選擇（見(jiàn)表4-6）第61頁(yè)/共82頁(yè)2.測(cè)量電流互感器的實(shí)際二次負(fù)荷及其準(zhǔn)確級(jí)校驗(yàn)電流互感器的實(shí)際二次負(fù)荷：，0.5級(jí)時(shí)S2r＝20VA＞S2，滿足準(zhǔn)確級(jí)要求。3.保護(hù)電流互感器穩(wěn)態(tài)性能校驗(yàn)（采用一般選擇驗(yàn)算條件）額定準(zhǔn)確限值一次電流保護(hù)校驗(yàn)故障電流（保護(hù)區(qū)內(nèi)末端故障時(shí)）滿足要求第62頁(yè)/共82頁(yè)電流互感器的實(shí)際二次負(fù)荷額定二次負(fù)荷阻抗微機(jī)保護(hù)裝置阻抗?jié)M足要求保護(hù)出口短路時(shí)

互感器可能出現(xiàn)局部飽和，誤差增大，互感器測(cè)量的短路電流將比實(shí)際值小，但遠(yuǎn)大于速斷保護(hù)動(dòng)作電流1.3×1.32kA=1.72kA

，仍在電流速斷保護(hù)動(dòng)作區(qū)內(nèi)。

第63頁(yè)/共82頁(yè)二、電壓互感器的選擇（一）電壓互感器常用接線方案一個(gè)單相電壓互感器的接線兩個(gè)單相電壓互感器接成Vv形

一個(gè)單相電壓互感器的接線可測(cè)量一個(gè)線電壓。兩個(gè)單相電壓互感器接成Vv形可測(cè)量三相三線制電路的各個(gè)線電壓。第64頁(yè)/共82頁(yè)三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五心柱三繞組電壓互感器接成Yynd形

接成開(kāi)口三角形的剩余二次繞組可測(cè)量零序電壓，可接用于絕緣監(jiān)察的電壓繼電器或微機(jī)小電流接地選線裝置。第65頁(yè)/共82頁(yè)（二）電壓互感器的參數(shù)選擇1.額定一次電壓雙繞組電壓互感器三繞組電壓互感器2.額定二次電壓雙繞組電壓互感器三繞組電壓互感器3.準(zhǔn)確級(jí)及容量一般測(cè)量及保護(hù)用：0.5/3P級(jí)計(jì)量用：0.2級(jí)中性點(diǎn)直接接地時(shí)：二次容量要求：第66頁(yè)/共82頁(yè)（三）電壓互感器實(shí)際二次負(fù)荷容量的校驗(yàn)（1）計(jì)算分別接于電壓互感器二次側(cè)電壓母線各線間的負(fù)荷容量（2）計(jì)算每只單相電壓互感器的實(shí)際二次負(fù)荷容量Vv接線：（3）要求S2.1（S2.2）≤S2r

第67頁(yè)/共82頁(yè)第七節(jié)低壓電器的選擇一、低壓電器選擇的一般要求1.按正常工作條件選擇電器的額定頻率應(yīng)與所在回路的頻率相適應(yīng)；電器的額定電壓應(yīng)不小于所在回路的標(biāo)稱(chēng)電壓；電器的額定電流不應(yīng)小于回路的計(jì)算電流。

2.按短路情況校驗(yàn)可能通過(guò)短路電流的電器，應(yīng)滿足在短路條件下短時(shí)耐受電流和峰值耐受電流的要求。斷開(kāi)短路電流的保護(hù)電器，應(yīng)滿足在短路條件下的分?jǐn)嗄芰σ?。?yīng)采用接通和分?jǐn)鄷r(shí)安裝處預(yù)期短路電流驗(yàn)算電器在短路條件下的接通能力和分?jǐn)嗄芰Α?/p>

3.按環(huán)境條件校核

電器應(yīng)適應(yīng)所在場(chǎng)所的環(huán)境條件。第68頁(yè)/共82頁(yè)二、低壓保護(hù)電器的初步選擇（一）低壓斷路器的初步選擇1.類(lèi)別選擇（1）按選擇性要求選擇使用類(lèi)別：A類(lèi)為非選擇型，一般配置熱－電磁式過(guò)電流脫扣器，保護(hù)特性二段保護(hù)功能。

A類(lèi)斷路器在短路情況下，沒(méi)有用于選擇性的人為短延時(shí)特性。低壓斷路器的保護(hù)特性曲線——非選擇型第69頁(yè)/共82頁(yè)B類(lèi)為選擇型，一般配置電子式過(guò)電流脫扣器或智能式控制器，保護(hù)特性具有二段保護(hù)、三段保護(hù)或四段保護(hù)功能。低壓斷路器的保護(hù)特性曲線——選擇型第70頁(yè)/共82頁(yè)（2）按電流等級(jí)及用途選擇結(jié)構(gòu)型式：大電流電源進(jìn)線和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)或大電流出線開(kāi)關(guān)可選擇框架式斷路器（空氣斷路器）中小電流出線開(kāi)關(guān)可選擇塑殼式斷路器。（3）按是否需要隔離要求選擇：

需要兼作隔離電器使用時(shí)，應(yīng)選擇在斷開(kāi)位置時(shí)符合隔離功能安全要求的斷路器。

（4）按保護(hù)對(duì)象相應(yīng)選擇配電線路保護(hù)用斷路器、電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器、照明保護(hù)用斷路器和剩余電流動(dòng)作保護(hù)用斷路器。2.額定電流選擇Iu≥In≥Ic

3.分?jǐn)嗄芰x擇Ics＞Ik3

殼架額定電流過(guò)電流脫扣器額定電流線路計(jì)算電流額定運(yùn)行分?jǐn)嗄芰Π惭b處預(yù)期三相短路電流有效值第71頁(yè)/共82頁(yè)例4-5試初步選擇例4-2所示用戶變電所低壓電源進(jìn)線斷路器和出線斷路器的型號(hào)規(guī)格。已知該低壓出線計(jì)算電流為180A。表4-7變電所低壓電源進(jìn)線斷路器的初步選擇序號(hào)選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論1類(lèi)別選擇低壓電源進(jìn)線2極數(shù)選擇TN-C-S系統(tǒng)3額定電流選擇

4分?jǐn)嗄芰x擇

5附件選擇標(biāo)準(zhǔn)附件配置

解：本工程選用MNS-0.4型低壓戶內(nèi)抽出式開(kāi)關(guān)柜，低壓電源進(jìn)線斷路器和出線斷路器均安裝在柜內(nèi)。抽出式空氣斷路器，選擇型三段保護(hù)，CW2-2000/3M253P合格合格合格合格滿足要求電操、電分、電合均為AC220，帶合分輔助觸點(diǎn)及脫扣器動(dòng)作報(bào)警觸點(diǎn)第72頁(yè)/共82頁(yè)表4-8變電所低壓出線斷路器的初步選擇序號(hào)選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論1類(lèi)別選擇

低壓出線2極數(shù)選擇TN-S系統(tǒng)3額定電流選擇4分?jǐn)嗄芰x擇5附件選擇非消防用電回路斷電及動(dòng)作信號(hào)返回塑殼斷路器，選擇型三段保護(hù)，CM2Z-2