第7章中壓電氣設(shè)備選擇

第七章中壓電氣設(shè)備選擇設(shè)計(jì)一個(gè)供配電系統(tǒng)時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造及設(shè)備配置曾經(jīng)確定的條件下，選擇設(shè)備的恰當(dāng)型式與參數(shù)，謂之設(shè)備選擇。所選設(shè)備應(yīng)具備完成其義務(wù)所需功能，應(yīng)能接受正常的負(fù)荷與缺點(diǎn)能量沖擊。本章所涉及的電器，主要有開關(guān)電器、維護(hù)電器、丈量電器等，還包括由它們組合起來的組合電器，但不包括變壓器和線纜。電器與線纜、變壓器選擇的不同在于設(shè)備參與后對(duì)系統(tǒng)本身的影響。電器參與系統(tǒng)后主要改動(dòng)系統(tǒng)功能，但根本不改動(dòng)系統(tǒng)性能，而變壓器和線纜參與系統(tǒng)后，會(huì)明顯改動(dòng)系統(tǒng)性能。第1節(jié)短路電流效應(yīng)7.1.1短路電流熱效應(yīng)短路電流在缺點(diǎn)元件上產(chǎn)生的溫升，叫做短路電流的熱效應(yīng)。溫度是元件產(chǎn)生熱損壞的最主要要素。1、導(dǎo)體溫升過程及短路熱穩(wěn)定熱力學(xué)判別討論：導(dǎo)體未通電→通電正常任務(wù)→短路發(fā)生→短路電流被切斷，這幾種情況下導(dǎo)體的發(fā)熱與溫升情況。溫度=溫升＋初始溫度。辯異：發(fā)熱與溫升。發(fā)熱是溫升的動(dòng)力，但溫升還受散熱的影響。1〕未通電時(shí)。2〕正常任務(wù)時(shí)。3〕短路發(fā)生后，導(dǎo)體溫度急劇上升，至短路被切除時(shí)，導(dǎo)體溫度到達(dá)最高值θk，即：式中：θk為短路最高溫度，θk·max為導(dǎo)體瞬時(shí)允許最高短路溫度〔簡(jiǎn)稱短路允許溫度〕。辯異：θN·max與θk·max。都是“最高允許溫度〞，前者是“長(zhǎng)期任務(wù)〞，后者是“瞬時(shí)短路〞，有何區(qū)別？θN·max—取決于設(shè)計(jì)壽命。對(duì)絕緣導(dǎo)體，取決于絕緣的長(zhǎng)期溫度接受才干；對(duì)裸導(dǎo)體，取決于接頭氧化和〔或〕機(jī)械參數(shù)〔如弧垂等〕。θk·max—取決于能否發(fā)生瞬時(shí)不可逆損壞。對(duì)絕緣導(dǎo)體，取決于絕緣的極限溫度接受才干；對(duì)裸導(dǎo)體，取決于接頭極限溫度接受才干和〔或〕能否因高溫產(chǎn)活力械破壞。常見導(dǎo)體的θN·max和θk·max見表。導(dǎo)體式電纜的長(zhǎng)期允許最高溫度和短路最高允許溫度導(dǎo)體種類和材料短路時(shí)導(dǎo)體允許最高溫度/℃導(dǎo)體長(zhǎng)期允許工作溫度

/℃

熱穩(wěn)定系數(shù)C值/A··mm-2鋁母線及導(dǎo)線、硬鋁及鋁錳合金硬銅母線及導(dǎo)線200300707087171鋼母線(不與電器直接連接)鋼母線(與電器直接連接)4103107070706310kV鋁芯油浸紙絕緣電纜10kV銅芯油浸紙絕緣電纜2002206060951656kV鋁芯油浸紙絕緣電纜及10kV鋁芯不滴流電纜20065906kV銅芯油浸紙絕緣電纜及10kV鋁芯不滴流電纜22065150鋁芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜200250909094143任務(wù)正常短路熱穩(wěn)定請(qǐng)他判別請(qǐng)他判別請(qǐng)他判別t0：短路開場(chǎng)時(shí)辰tk：短路電流繼續(xù)時(shí)間2、導(dǎo)體短路最高溫度θk計(jì)算這是導(dǎo)體遭到的短路能量的極限熱沖擊，是一個(gè)熱力學(xué)參數(shù)，按熱力學(xué)方法計(jì)算。計(jì)算的一些假定和根據(jù)如下：#絕熱過程假設(shè)，短路電流發(fā)熱全部用于導(dǎo)體溫升，這是一個(gè)偏于保守的假設(shè)。#導(dǎo)體電阻、比熱均是溫度的函數(shù)。以0℃電阻率ρ0和比熱C0為起點(diǎn)計(jì)算，計(jì)算公式為：#導(dǎo)體為長(zhǎng)度l的棒形，底面積s，密度ρm，質(zhì)量m為1〕計(jì)算從熱平衡方程開場(chǎng)。上式左邊是電流發(fā)熱量，右邊是導(dǎo)體溫升吸收的熱量。將各參量表達(dá)式代入，有：對(duì)上式兩邊積分，有：留意：未知量是θk。上式右邊是電氣參量和導(dǎo)體幾何參數(shù)，左面是資料參數(shù)，為變上限積分。令積分的原函數(shù)為A〔θ〕，有：那么：也即：θN是知的〔假設(shè)不知，可取為θN·max〕，實(shí)際上，短路電流積分是可求出的，因此可求出A〔θk〕，繼而求出θk。但問題在于短路電流積分實(shí)踐上很難求出。2〕求短路電流熱脈沖不論怎樣，熱平衡方程曾經(jīng)將求溫度θk的問題轉(zhuǎn)化成了求短路電流積分的問題，即將熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)化成了電氣參量計(jì)算。定義這個(gè)積分為熱脈沖Q，即：短路熱脈沖的物理意義為：短路電流在短路繼續(xù)時(shí)間內(nèi)在1Ω恒定電阻上產(chǎn)生的熱量。求短路熱脈沖的工程方法有假想時(shí)間法、假想電流法、數(shù)值積分法等，根據(jù)工程現(xiàn)狀，下面引見假想時(shí)間法?！?〕假想時(shí)間。假設(shè)短路全電流有效值Ik(t)不斷等于穩(wěn)態(tài)短路電流，要產(chǎn)生與實(shí)踐短路熱脈沖相等的熱脈沖所需求的時(shí)間，叫做假想時(shí)間，記作tim。即SFDEO=I∞2tim=Q22SFDEO=I∞2tim=Q〔2〕遠(yuǎn)端短路假想時(shí)間計(jì)算遠(yuǎn)端短路電流由恒定的周期分量和衰減的非周期分量組成〔近端短路還要加上一個(gè)衰減的周期分量〕，根據(jù)諧波實(shí)際，短路電流有效值為各次諧波的方均根，即分別稱tim·np、tim·p為短路電流非周期分量和周期分量的假想時(shí)間,那么a〕tim·p計(jì)算。由于遠(yuǎn)端短路I∞=Ip〔t〕，故b〕tim·np計(jì)算。①當(dāng)tk≥1s時(shí)，導(dǎo)體發(fā)熱主要由周期分量決議，可不計(jì)入非周期分量的影響，此時(shí)tim·np=0②當(dāng)tk<1s時(shí)，因，有于是有因Ta普通為0.05s，當(dāng)tk≥0.1s時(shí)，指數(shù)項(xiàng)已過4倍時(shí)間常數(shù)，而tk通?？偸谴笥?.1s的，因此：c〕綜上所述，對(duì)遠(yuǎn)端短路3〕用假想時(shí)間計(jì)算導(dǎo)體短路最高溫度θk根據(jù)公式：用假想時(shí)間計(jì)算上式積分，有據(jù)此可計(jì)算出θk。4〕短路電流繼續(xù)時(shí)間tk計(jì)算tk=top+tQF式中tk—短路電流繼續(xù)時(shí)間；top—維護(hù)動(dòng)作時(shí)間；tQF—斷路器開斷時(shí)間，含固有分閘時(shí)間和燃弧繼續(xù)時(shí)間。維護(hù)動(dòng)作時(shí)間為維護(hù)安裝起動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和延時(shí)機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)間總和。前兩者普通取0.02~0.05s。7.1.2短路電流電動(dòng)力效應(yīng)相鄰載流導(dǎo)體在對(duì)方產(chǎn)生的磁場(chǎng)中遭到的機(jī)械作用力，叫做電動(dòng)力。敷設(shè)在同一平面上的三相平行導(dǎo)體，中間相受力最大，其短路最大電動(dòng)力為式中：Ksh為導(dǎo)體外形系數(shù)，經(jīng)過〔D-b〕/〔h+b〕查得；l為平行導(dǎo)體長(zhǎng)度，D為導(dǎo)體中心距；b為導(dǎo)體厚度，h為導(dǎo)體高度。Dbh第2節(jié)電氣設(shè)備選擇的普通性問題7.2.1電氣設(shè)備選擇的根本原那么〔1〕正常任務(wù)條件下，應(yīng)符合運(yùn)用要求并保證任務(wù)壽命。符合運(yùn)用要求：設(shè)備功能與任務(wù)義務(wù)相順應(yīng)，設(shè)備參數(shù)與系統(tǒng)參數(shù)相匹配，以及與其他相關(guān)設(shè)備在參數(shù)、功能及工藝過程等方面相協(xié)調(diào)。保證任務(wù)壽命：安裝處實(shí)踐工況符合設(shè)計(jì)工況。〔2〕缺點(diǎn)條件下，應(yīng)盡能夠保證設(shè)備不致?lián)p壞，并盡量不擴(kuò)展缺點(diǎn)影響范圍。7.2.2電氣設(shè)備選擇普通方法1、按正常任務(wù)條件選擇設(shè)備參數(shù)1〕額定電壓選擇。式中，Umax為設(shè)備最高電壓〔見第1章“規(guī)范電壓〞〕；Uop·max為設(shè)備安裝處最高運(yùn)轉(zhuǎn)電壓，思索電壓調(diào)整等要素，普通高于系統(tǒng)標(biāo)稱電壓UN10％左右。2〕額定電流選擇。式中：IC·max不僅要思索正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還要思索缺點(diǎn)切換等運(yùn)轉(zhuǎn)情況，取各種運(yùn)轉(zhuǎn)方式下的最大者；Ir要思索環(huán)境溫度的影響。2、按短路動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)設(shè)備參數(shù)。動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)是對(duì)設(shè)備短路接受力的考核。動(dòng)穩(wěn)定意味著能接受短路電動(dòng)力沖擊，否那么就是動(dòng)不穩(wěn)定的；熱穩(wěn)定意味著短路最高溫度未超越短路最高允許溫度，否那么就是熱不穩(wěn)定的。短路電流電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)計(jì)算原理已如前述，但工程上，對(duì)電氣設(shè)備和導(dǎo)體，動(dòng)、熱穩(wěn)定性的校驗(yàn)方法有所不同，下面分別引見。

1〕電氣設(shè)備的動(dòng)、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)〔1〕電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)。由7.1.2可知，當(dāng)設(shè)備構(gòu)造確定的情況下，設(shè)備所受短路電流電動(dòng)力獨(dú)一取決于短路電流大小，它們之間呈單調(diào)的正相關(guān)性。據(jù)此，工程體系規(guī)定：設(shè)備制造廠家必需給出與設(shè)備能接受的最大電動(dòng)力所對(duì)應(yīng)的電流值ims〔movablestable〕，動(dòng)穩(wěn)定以設(shè)備安裝處實(shí)踐最大短路電流瞬時(shí)值ish校驗(yàn)，要求：實(shí)踐接受沖擊≤最大接受力，即ish≤ims這一規(guī)定躲避了力學(xué)計(jì)算，方便了設(shè)計(jì)計(jì)算，表達(dá)了工程體系配合所產(chǎn)生的效率。〔2〕電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)由于短路溫升與短路熱脈沖呈單調(diào)的正相關(guān)性，工程體系規(guī)定：設(shè)備廠家應(yīng)給出與設(shè)備能接受的最大短路溫升相對(duì)應(yīng)的短路熱脈沖，熱穩(wěn)定以設(shè)備安裝處實(shí)踐接受的短路熱脈沖校驗(yàn)。廠家給出熱脈沖的型式：tth秒的熱穩(wěn)定電流為Ith，初始溫度默以為設(shè)備長(zhǎng)期允許最高任務(wù)溫度。于是，設(shè)備的熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式為：2〕導(dǎo)體的動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)〔1〕導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)。式中：σc——短路時(shí)母線能夠接受的最大應(yīng)力；σmax——母線最大允許應(yīng)力，硬鋁69Mpa，硬銅為Mpa。兩跨以上σc的計(jì)算：式中，β為共振系數(shù)，取1.0～1.4；W為母線截面系數(shù)，平放時(shí)為0.167bh2，立放時(shí)為0.167hb2，b、h分別為母線厚度和寬度。其他參數(shù)同前?！?〕導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。前面推導(dǎo)有式中θk·max為導(dǎo)體短路最高允許溫度，θN為短路前導(dǎo)體任務(wù)溫度，按最不利情況思索為θN·max。于是，不等式右側(cè)均為常量。不等式左側(cè)短路熱脈沖的上限值也為常量。不等式能否成立，取決于導(dǎo)體截面積能否足夠大。因此，導(dǎo)體熱穩(wěn)定校驗(yàn)的工程方法為校驗(yàn)導(dǎo)體截面積，即：稱C為熱穩(wěn)定系數(shù)，取決于導(dǎo)體和絕緣，可查表。3、按環(huán)境條件校驗(yàn)參數(shù)1〕環(huán)境溫度。主要對(duì)額定電流產(chǎn)生影響。環(huán)境溫度高于設(shè)備標(biāo)稱環(huán)境溫度，額定電流降低，工程上應(yīng)進(jìn)展相應(yīng)的修正。2〕海拔高度影響。影響額定電流與耐壓兩個(gè)參數(shù)。海拔高，空氣稀薄，散熱才干降低，但環(huán)境溫度也低，相互抵消，在海拔4000m以下時(shí)，可不修正載流量。高海拔會(huì)降低電器設(shè)備的外絕緣性能。在海拔1～4km范圍，按1%/100m降低外絕緣耐壓。3〕其他環(huán)境條件。略。思索性小結(jié)。1、電器選擇根本原那么與普通方法有對(duì)應(yīng)關(guān)系。他能否明確表述這些對(duì)應(yīng)關(guān)系？2、短路動(dòng)、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)為什么分“電器〞和“導(dǎo)體〞而采用不同的方法？〔技術(shù)原理與工程方法之間的異同，對(duì)“工程體系〞的領(lǐng)會(huì)〕3、既然電器的動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)直接用短路電流最大瞬時(shí)值ish，那么短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn)為什么不直接用短路電流最大有效值Ish，而要用熱脈沖？〔多要素關(guān)聯(lián)性的分析了解〕第3節(jié)配電斷路器選擇7.3.1電弧簡(jiǎn)介1、電弧的產(chǎn)生與維持2、電弧的熄滅游離>去游離——電弧產(chǎn)生游離=去游離——電弧維持游離<去游離——電弧熄滅去游離：弧柱中帶電粒子不斷減少的過程，主要有復(fù)合和分散兩種途徑。介質(zhì)的燃弧與熄弧電壓。前者總是大于后者。熄弧后介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度有一個(gè)恢復(fù)過程，其恢復(fù)速度應(yīng)大于外加電壓的上升速度，否那么電弧會(huì)重燃。近極效應(yīng)：弧電流過零后的0.1~1s內(nèi)，近陰極介質(zhì)絕緣強(qiáng)度急劇上升到150～250V。3、電器的滅弧方法吹弧方式〔1-電?。?-觸頭〕a)橫吹b)縱吹電動(dòng)力吹弧磁力吹弧1-磁吹線圈；2-滅弧觸頭；3-電弧1〕吹弧滅弧拉長(zhǎng)、冷卻電弧，加強(qiáng)去游離。2〕短弧及多斷口滅弧主要利用近極效應(yīng)，每段短弧都有150～250V恢復(fù)強(qiáng)度。絕緣滅弧柵對(duì)電弧的作用〔1-絕緣滅弧片；2-電弧；3-觸頭〕金屬滅弧柵對(duì)電弧的作用〔1-鋼柵片；2-電弧；3-觸頭〕3〕狹縫滅弧拉長(zhǎng)、冷卻電??；電弧分解柵片產(chǎn)生氣體吹弧。7.3.2斷路器簡(jiǎn)介1、功能：開關(guān)電器。能開合負(fù)荷電流，開斷短路電流。2、分類1〕按開關(guān)的對(duì)象分：發(fā)電機(jī)用、輸電用、配電用、控制用等。本節(jié)討論3～35kV的配電斷路器。2〕按滅弧介質(zhì)分：油、真空、氣體、磁吹斷路器等。3、構(gòu)造：觸頭、滅弧室、機(jī)械機(jī)構(gòu)、外殼、支柱等。機(jī)械機(jī)構(gòu)中斷路彈簧在斷路器閉合時(shí)為儲(chǔ)能形狀，可在脫扣器失扣時(shí)分?jǐn)嘤|頭。1-鋁帽2-油氣分別器3-上接線端子4-油標(biāo)5-插座式靜觸頭6-滅弧室7-動(dòng)觸頭〔導(dǎo)電桿〕8-中間滾動(dòng)觸頭9-下接線端子10-轉(zhuǎn)軸11-拐臂〔曲柄〕12-基座13-下支柱瓷瓶14-上支柱瓷瓶15-斷路彈簧16-絕緣筒17-逆止閥18-絕緣油4、斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制斷路器主觸頭形狀、且在斷路器本體以外的完好獨(dú)立的動(dòng)力與機(jī)械機(jī)構(gòu)，稱為斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。操動(dòng)機(jī)構(gòu)功能：合閘、維持合閘形狀、分閘。操動(dòng)機(jī)構(gòu)分閘普通是對(duì)維持?jǐn)嗦菲鏖]合形狀的鎖扣機(jī)構(gòu)解扣，觸頭分開是靠斷路器本身的分閘彈簧實(shí)現(xiàn)的，分閘彈簧還維持?jǐn)嗦菲鞣珠l形狀。按操動(dòng)動(dòng)力的分類：手力、彈簧、電磁、緊縮空氣、液壓等各類操動(dòng)機(jī)構(gòu)。多數(shù)操動(dòng)機(jī)構(gòu)是獨(dú)立的產(chǎn)品，與某些斷路器配套，也有少數(shù)與斷路器結(jié)為一體。某型斷路器及其操動(dòng)機(jī)構(gòu)7.3.3斷路器參數(shù)及選擇1、常規(guī)參數(shù)選擇額定電壓、電流，短路動(dòng)、熱穩(wěn)定參數(shù)等。2、短路開、合電流及選擇1〕短路開斷電流。開斷短路電流，是斷路器的特別義務(wù)。其開斷電流的大小主要取決于滅弧才干。額定開斷電流Icr與最大開斷電流Icmax：前者指開斷后能繼續(xù)任務(wù)，后者指雖能開斷，但開斷后斷路器已受本質(zhì)性損壞。普通以前者校驗(yàn)，要求：Icr≥Ik·max2〕短路關(guān)合電流。預(yù)伏缺點(diǎn)概念。短路關(guān)合電流指斷路器能關(guān)合的最大短路電流瞬時(shí)值isp。要求：isp≥ish超越關(guān)合才干的后果：有預(yù)伏缺點(diǎn)時(shí)，觸頭關(guān)合前瞬間起弧，電弧電動(dòng)排斥力使觸頭合不究竟，電弧繼續(xù)存在，產(chǎn)生燒毀觸頭或爆炸等嚴(yán)重后果。因此，短路關(guān)合電流是一個(gè)與受力相關(guān)的參數(shù)。通常短路關(guān)合電流與斷路器動(dòng)穩(wěn)定電流相等。3〕短路開/合電流與斷路器操作順序的關(guān)系運(yùn)轉(zhuǎn)中，斷路器能夠出現(xiàn)短時(shí)多次開合的情況，如重合閘等，這種情況下斷路器的開斷才干比單次開斷時(shí)要降低。因此，產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定了一些規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作順序，開斷才干與操作順序相對(duì)應(yīng)。O—t—CO，O—t—CO—t'—COO——分閘；C——合閘；CO——合閘后無延時(shí)分閘；t、t'——分、合閘間間隔時(shí)間。如O—o.3s—CO—180s—CO3、開合特定空載、負(fù)載電流主要是開、合時(shí)會(huì)碰到過電壓和〔或〕涌流問題。這些情況下開、合電流比額定電流小很多。4、參數(shù)例如以ZN28-10I-1250真空斷路器為例。額定電壓：10kV；額定電流：1250A；最高任務(wù)電壓：12kV。動(dòng)穩(wěn)定電流：50kA〔峰值〕；4s熱穩(wěn)定電流：20kA〔有效值〕。額定短路開斷電流：20kA〔有效值〕；額定短路關(guān)合電流：50kA〔峰值〕；額定操作順序：O—o.3s—CO—180s—CO額定開合電容器組電流：630A；額定異相接地缺點(diǎn)開斷電流：17.3A。合閘時(shí)間：<0.1s；分閘時(shí)間：<0.06s。小結(jié)1、將斷路器作為開關(guān)電器的典型進(jìn)展引見，其他開關(guān)電器類似。2、應(yīng)非常注重開關(guān)電器的電弧景象。3、第一步是讀懂參數(shù)，第二步是會(huì)選擇參數(shù)。4、留意開合特定負(fù)載與開合普通負(fù)載的差別，并應(yīng)進(jìn)一步討論這種差別背后的本質(zhì)緣由。第4節(jié)熔斷器及其選擇7.4.1構(gòu)造與任務(wù)原理1、構(gòu)造由熔體、熔管和熔斷器座等組成。石英沙熔斷撞針金屬熔體纏繞在內(nèi)瓷管上瓷熔管剖面2、任務(wù)原理根據(jù)熔體受熱所產(chǎn)生的物態(tài)變化，可分為四個(gè)階段。1〕固態(tài)溫升。電流在熔體電阻上的損耗使熔體溫度上升到金屬熔化溫度。2〕定溫熔化。從熔體開場(chǎng)熔化到全部熔化。3〕液態(tài)溫升。熔融金屬液體溫度上升至汽化。4〕燃弧熄弧。熔體汽化出現(xiàn)斷點(diǎn)，產(chǎn)生電弧，并最終熄弧。熔斷與熔化：熔體一旦“熔化〞，便不可逆回，但須“熔斷〞，維護(hù)才實(shí)現(xiàn)。熔化并不一定帶來熔斷。使熔體熔化的最小電流稱為熔化電流，使熔體熔斷的電流稱為熔斷電流?；∏皶r(shí)間與燃弧時(shí)間：通電至起弧稱為弧前時(shí)間，即t1～t3；起弧至熄弧稱為燃狐時(shí)間，即t3～t4。7.4.2維護(hù)特性1、弧前時(shí)間-電流特性。系反時(shí)限特性，有分散性，又稱安秒特性。解釋分散性。2、I2t特性對(duì)極短時(shí)間熔斷的情況，安秒特性失效。因可視為絕熱過程，熔體能否熔斷完全取決于發(fā)熱大小，即I2t。該特性以數(shù)據(jù)方式給出。某型熔斷器的I2t特性額定電壓/kV額定電流/A弧前I

2t

最小值/A2s熔斷I

2t

最大值/A2s12102.2×1024.7×10312163.4×1026.1×10312207.7×1021.1×10412251.3×1031.5×104因極短時(shí)間熔斷，熔化與起弧幾乎同時(shí)出現(xiàn)，因此熔化I2t與弧前I2t系同一特性。為什么取最大為什么取最小7.4.3熔斷器類型簡(jiǎn)介〔1〕按最大開斷才干分：非限流型〔開斷才干低〕與限流型〔開斷才干高〕?！?〕按用途分：T型——維護(hù)變壓器；M型——維護(hù)電動(dòng)機(jī)；P型——維護(hù)電壓互感器；C型——維護(hù)電容器；G型——不指定維護(hù)對(duì)象?！?〕按維護(hù)范圍分〔指限流型熔斷器〕：分為后備、通用和全范圍三類。三類熔斷器的額定開斷電流并無差別，但額定最小開斷電流有較大不同。全范圍型額定最小開斷電流為熔化電流，通用型略大于熔化電流，均可思索用于過負(fù)荷維護(hù)；后備型額定最小開斷電流較高，只能用于短路維護(hù)。熔斷器熔化電流也比熔體額定電流大，因此對(duì)于輕度過負(fù)荷，熔斷器是不能有效維護(hù)的。7.4.4主要參數(shù)及選擇不需求校驗(yàn)短路動(dòng)、熱穩(wěn)定，按維護(hù)要求和開斷才干選擇。1、熔體額定電流選擇〔多方案〕按躲過正常任務(wù)電流選擇〔不誤動(dòng)〕。Ir·FU——熔斷器熔體額定電流； IN——被維護(hù)元件任務(wù)電流。對(duì)于變壓器，取最大任務(wù)電流；對(duì)電容器〔組〕，取額定電流； K——系數(shù)。變壓器無電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)，取1.1

～1.3，有電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)取1.5～2.0；電容器思索到本身容量偏向和運(yùn)轉(zhuǎn)電壓偏向，以及合閘涌流沖擊，單臺(tái)時(shí)取1.5～2.0，成組時(shí)取1.43～1.55。2、維護(hù)選擇性配合校驗(yàn)要求：下級(jí)被維護(hù)元件缺點(diǎn)，下級(jí)熔斷器熔斷時(shí)，上級(jí)熔斷器尚未開場(chǎng)熔化。對(duì)熔斷時(shí)間大于0.1s的熔斷器，原理上可經(jīng)過安－秒特性曲線上上級(jí)最小熔化特性與下級(jí)最大熔斷特性能否重合或交叉來判別，但工程實(shí)踐中更多的是運(yùn)用一個(gè)叫“配合比〞的參數(shù)來判別。假設(shè)上、下級(jí)熔體額定電流之比大于配合比，可以為滿足選擇性要求。配合比由制造廠家給出。對(duì)0.01s內(nèi)熔斷的情況，以I2t特性校驗(yàn)。對(duì)0.01~0.1s間熔斷，視詳細(xì)產(chǎn)品而定。3、開斷才干校驗(yàn)限流型熔斷器特殊特性：不僅電流過大不能開斷，電流過小也能夠不能開斷。因此，在開斷才干校驗(yàn)時(shí)，不僅要校驗(yàn)最大開斷才干，對(duì)后備式還要校驗(yàn)最小開斷才干。后備式熔斷器額定最小開斷電流普通為熔體額定電流的4～6倍，不能用于過負(fù)荷維護(hù)。開斷電流上限稱為額定開斷電流，記作Icr；開斷電流下限稱為額定最小開斷電流，記作Icr·min。第5節(jié)負(fù)荷開關(guān)－熔斷器組合及選擇這是一個(gè)開關(guān)電器與維護(hù)電器的組合。以此為例引見組合電器選擇的一些特殊問題，以達(dá)舉一反三、觸類旁通之效。這種組合在中壓系統(tǒng)中運(yùn)用廣泛，有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，但常因設(shè)計(jì)選擇技術(shù)論證不夠充分，而導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)問題。經(jīng)過本節(jié)學(xué)習(xí)，可探知論證不充分的緣由，領(lǐng)會(huì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性。7.5.1組合簡(jiǎn)介負(fù)荷開關(guān)可開合正常負(fù)荷電流，并可在維護(hù)元件的配合下開斷一定程度的過負(fù)荷電流。熔斷器用于開斷短路缺點(diǎn)電流。為防止熔斷器單相熔斷后呵斥系統(tǒng)缺相運(yùn)轉(zhuǎn)，熔斷器與負(fù)荷開關(guān)間設(shè)置了機(jī)械聯(lián)動(dòng)安裝，只需任何一相熔斷器熔斷，立刻聯(lián)動(dòng)斷開負(fù)荷開關(guān)。負(fù)荷開關(guān)的參數(shù)選擇與斷路器類同，但不需求校驗(yàn)短路開斷才干。該組合電器應(yīng)校驗(yàn)的特殊參數(shù)為轉(zhuǎn)移電流與交接電流。高壓真空負(fù)荷開關(guān)熔斷器組合電器限流熔斷器7.5.2轉(zhuǎn)移電流概念與運(yùn)用1、電流轉(zhuǎn)移景象三相短路時(shí)，總有一相熔斷器會(huì)先于其他兩相熔斷〔稱為首開相〕，熔斷后負(fù)荷開關(guān)與另兩相熔斷器的行為為：負(fù)荷開關(guān)會(huì)在機(jī)械聯(lián)動(dòng)安裝作用下開斷。另兩相熔斷器在剩余的兩相短路電流作用下繼續(xù)向熔斷形狀開展，至另一相熔斷器熔斷〔稱為次開相〕，短路即被切斷。首開相熔斷后，假設(shè)次開相的熔斷時(shí)間大于機(jī)械聯(lián)動(dòng)安裝開斷負(fù)荷開關(guān)的時(shí)間，那么剩余的兩相短路電流由負(fù)荷開關(guān)開斷，此即電流轉(zhuǎn)移景象。2、轉(zhuǎn)移電流Itrs電流轉(zhuǎn)移景象指本應(yīng)由熔斷器開斷的短路電流，被轉(zhuǎn)移到由負(fù)荷開關(guān)開斷。這種景象能否發(fā)生，取決于次開相的熔斷時(shí)間與機(jī)械聯(lián)動(dòng)安裝的聯(lián)動(dòng)時(shí)間之間的相對(duì)快慢。熔斷時(shí)間<聯(lián)動(dòng)時(shí)間，電流轉(zhuǎn)移不會(huì)發(fā)生。熔斷時(shí)間>聯(lián)動(dòng)時(shí)間，電流轉(zhuǎn)移定會(huì)發(fā)生。熔斷時(shí)間與電流大小反相關(guān)。稱剛好使熔斷時(shí)間與聯(lián)動(dòng)時(shí)間相等所對(duì)應(yīng)的三相電流，為電器組合的轉(zhuǎn)移電流，記作Itrs。該電流是由電器組合本身的特性決議的，為本構(gòu)參數(shù)。以上熔斷時(shí)間均指從首開相開斷后起算。3、轉(zhuǎn)移電流校驗(yàn)1〕當(dāng)實(shí)踐短路電流>電器組合轉(zhuǎn)移電流時(shí)，短路電流全部被熔斷器開斷，因此熔斷器的額定最小開斷電流不應(yīng)大于實(shí)踐轉(zhuǎn)移電流。即Icr·min·FU≤0.87Itrs2〕當(dāng)實(shí)踐短路電流<電器組合轉(zhuǎn)移電流時(shí)，有兩相短路電流須由負(fù)荷開關(guān)開斷，因此負(fù)荷開關(guān)的額定轉(zhuǎn)移電流不應(yīng)小于實(shí)踐轉(zhuǎn)移電流。即Icr·trs·QL≥0.87Itrs負(fù)荷開關(guān)的額定轉(zhuǎn)移電流是一個(gè)開斷電流參數(shù)，指其能開斷的最大轉(zhuǎn)移電流〔折合成三相短路電流值〕。以上校驗(yàn)涉及多對(duì)象、多參量和多過程間的邏輯關(guān)系，容易混亂。抓本質(zhì)：電氣組合的轉(zhuǎn)移電流分別為熔斷器和負(fù)荷開關(guān)能夠開斷的電流的下限與上限值。本質(zhì)的運(yùn)用：*實(shí)踐短路電流小于轉(zhuǎn)移電流時(shí)，負(fù)荷開關(guān)能開斷否？*實(shí)踐短路電流大于轉(zhuǎn)移電流時(shí)，次開相熔斷器能開斷否？易混淆參數(shù)區(qū)分：Itrs：負(fù)荷開關(guān)——熔斷器組合〔實(shí)踐〕轉(zhuǎn)移電流，由FU與QL共同確定，系組合的本構(gòu)參數(shù)，以三相電流標(biāo)稱。Icr·trs·QL：負(fù)荷開關(guān)額定轉(zhuǎn)移電流，QL固有特性，本構(gòu)參數(shù)，系每相觸頭可分?jǐn)嗟淖畲筠D(zhuǎn)移電流值，該轉(zhuǎn)移電流為兩相短路電流。Ik：實(shí)踐三相短路電流。當(dāng)Ik<Itrs時(shí)，三相短路電流先被一只熔斷器開斷為兩相短路電流，兩相短路電流需QL開斷。Icr·trs·QL就是QL能開斷的這個(gè)電流的最大值。7.5.3交接電流概念與運(yùn)用1、負(fù)荷開關(guān)的過負(fù)荷維護(hù)由于熔斷器不能對(duì)輕、中度過負(fù)荷情況進(jìn)展有效維護(hù)，普通須另設(shè)熱脫扣器，按反時(shí)限特性驅(qū)動(dòng)負(fù)荷開關(guān)跳閘來進(jìn)展輕、中度過負(fù)荷維護(hù)。2、交接電流Ito過負(fù)荷電流較小時(shí)，熱脫扣器先動(dòng)作，負(fù)荷開關(guān)開斷；過負(fù)荷電流較大時(shí)，熔斷器先動(dòng)作開斷。兩者交界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電流即為交接電流。由于熱脫扣器和熔斷器的維護(hù)特性都具有分散性，因此交接電流有一個(gè)變動(dòng)范圍，其限值分別稱為最大與最小交接電流。最大交接電流：Ito·max最小交接電流：Ito·min在特性重合區(qū)域，維護(hù)動(dòng)作的先后是不確定的，運(yùn)用時(shí)應(yīng)避開這一區(qū)域。限值的運(yùn)用原那么：按最不利情況確定。3、交接電流校驗(yàn)〔1〕最大交接電流以下的過電流都有能夠由負(fù)荷開關(guān)開斷，因此負(fù)荷開關(guān)的額定開斷電流應(yīng)大于最大交接電流。即Icr·QL≥Ito·max〔2〕最小交接電流以上的過電流都有能夠由熔斷器開斷，因此熔斷器的額定最小開斷電流應(yīng)小于最小交接電流。Icr·min·FU≤Ito·min第6節(jié)互感器及其選擇互感器屬于丈量電器，丈量一次系統(tǒng)的電壓和電流，有電壓互感器〔PT〕和電流互感器〔CT〕兩種。運(yùn)用互感器的理由：〔1〕將高電壓、大電流變換為低電壓、小電流進(jìn)展丈量。要點(diǎn)：變換必需是可逆的?！?〕電氣隔離一、二次系統(tǒng)，有利平安?！?〕丈量范圍規(guī)范化。PT二次以100V為典型值，CT二次以5A為典型值。為平安計(jì)，互感器二次繞組必需接地！7.6.1電流互感器〔CT〕電流互感器用于丈量一次系統(tǒng)電流，二次額定電流普通為5A，也有1A的額定電流。1、任務(wù)原理母線式CT繞組式CT一次接線端子二次接線端子鐵心一次繞組二次繞組LQJ-10繞組式電流互感器BH-0.66系列母線式電流互感器二次接線端子二次繞組及鐵心一次母線穿孔LMZJ-0.4系列母線式電流互感器〔1〕一次繞組串聯(lián)接入一次系統(tǒng)，匝數(shù)少、阻抗小〔比之于一次系統(tǒng)線路阻抗和負(fù)載阻抗〕，接入以后對(duì)一次電流的擾動(dòng)可忽略〔即一次系統(tǒng)電流堅(jiān)持原有值不變〕?！?〕二次繞組匝數(shù)多、阻抗很大。二次負(fù)載阻抗很小，串聯(lián)接入二次繞組?！?〕一、二次電流之比近似為繞組匝數(shù)比，此即丈量根據(jù)。即I1＝KiI2因此，電流互感器相當(dāng)于一臺(tái)接近于短路運(yùn)轉(zhuǎn)的變流器。電流互感器二次繞組嚴(yán)禁開路！2、丈量誤差1〕誤差的普通引見。丈量誤差＝丈量值－真實(shí)值〔準(zhǔn)確值〕誤差計(jì)算的邏輯悖論與處理方法〔舉例〕2〕電流互感器的丈量誤差定義。被丈量對(duì)象：一次系統(tǒng)電流。真實(shí)值：I1。丈量值：KiI2。相對(duì)誤差定義：式中：3〕誤差來源分析兩個(gè)誤差來源：〔1〕一次電流大??；〔2〕二次負(fù)載大小。誤差來源機(jī)理：二次繞組非理想的受控電流源，它有內(nèi)阻抗分流，且分流阻抗非線性。實(shí)踐上，分流內(nèi)阻抗是勵(lì)磁電流、漏磁通、鐵損銅損等要素的綜合表達(dá)，其非線性性是鐵心非線性性的表達(dá)。CT傳變特性CT等效電路3、電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)根據(jù)誤差的大小，將電流互感器按準(zhǔn)確度要求分成假設(shè)干等級(jí)，分別為：0.2級(jí)：精細(xì)丈量0.5級(jí)：計(jì)量1級(jí)：變配電所丈量?jī)x表3級(jí)：指示儀表等供電B級(jí)：繼電維護(hù)用除B級(jí)外，其他準(zhǔn)確度等級(jí)數(shù)字與一次繞組經(jīng)過額定電流時(shí)的允許丈量誤差相等。B級(jí)CT在任何情況下的允許丈量誤差不得超越10％。4、B級(jí)電流互感器的10%誤差曲線這是因果倒置定義的一個(gè)互感器特性。短路電流遠(yuǎn)大于負(fù)荷電流，因此維護(hù)用CT丈量誤差與一次電流和二次阻抗都關(guān)系很大。規(guī)定維護(hù)用CT的最大允許誤差為10％，以此為根據(jù)倒推對(duì)兩個(gè)誤差來源〔即一次電流大小與二次阻抗大小〕的最大允許值。兩個(gè)誤差來源對(duì)丈量誤差的影響是相互關(guān)聯(lián)的，因此定義B級(jí)CT的10％誤差曲線如下：電流互感器丈量誤差正好等于10％時(shí)，其一次電流與二次負(fù)載取值組合所構(gòu)成的曲線，叫做維護(hù)用電流互感器的10％誤差曲線。解釋實(shí)驗(yàn)做法。10％誤差曲線的丈量與結(jié)果見上圖。一次電流倍數(shù)n定義為：5、電流互感器的接線方式問題由來：用假設(shè)干臺(tái)單相互感器丈量三相系統(tǒng)電流時(shí)，各臺(tái)互感器間的銜接方式，即為電流互感器的接線方式問題。單臺(tái)丈量一相電流兩臺(tái)V型接線丈量三相電流三臺(tái)Y型接線丈量三相電流6、電流互感器二次繞組開路的后果〔1〕鐵心猛烈發(fā)熱，燒毀互感器；〔2〕二次繞組開口處產(chǎn)生很高的脈沖電壓，危及平安。7.6.2電壓互感器與電流互感器對(duì)偶，電壓互感器用于丈量一次系統(tǒng)電壓，二次繞組額定電壓為100V、100/3V或V。1、任務(wù)原理〔1〕一次繞組并聯(lián)在一次系統(tǒng)上，繞組匝數(shù)多、阻抗很大〔比之于并聯(lián)在系統(tǒng)上的負(fù)載阻抗〕，并入后對(duì)一次系統(tǒng)電壓的擾動(dòng)可略而不計(jì)。一次接線端子二次接線端子鐵心一二次繞組JDZ(J)-10電壓互感器實(shí)物圖片〔2〕二次繞組匝數(shù)少、阻抗很小。二次負(fù)載阻抗很大，并聯(lián)接入二次繞組?！?〕一、二次電壓之比近似為繞組匝數(shù)比，此即丈量根據(jù)。即U1＝KuU2因此，電壓互感器相當(dāng)于一臺(tái)接近于開路運(yùn)轉(zhuǎn)的變壓器。為切斷電壓互感器二次繞組短路缺點(diǎn)，其二次回路普通需求設(shè)置熔斷器作為短路維護(hù)。2、丈量誤差式中：3、電壓互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)丈量和維護(hù)用電壓互感器準(zhǔn)確度等級(jí)定義與電流互感器一樣。沒有B級(jí)電壓互感器，由于過電壓維護(hù)不需求經(jīng)過PT丈量電壓實(shí)現(xiàn)。4、電壓互感器的接線方式單臺(tái)兩臺(tái)V型接線三臺(tái)Y型接線5、接地絕緣監(jiān)測(cè)公用Yn,yn,d開口電壓互