第5章-工廠變配電所電氣設(shè)備及其選擇

第五章工廠變配電所電氣設(shè)備及其選擇

主要內(nèi)容電氣設(shè)備的一般選擇方法高壓斷路器和隔離開關(guān)及其選擇高壓熔斷器和負(fù)荷開關(guān)及其選擇互感器及其選擇

第一節(jié)電氣設(shè)備選擇的一般方法按正常工作條件選擇電氣設(shè)備額定電壓（USN--裝置地點(diǎn)電源額定電壓）額定電流（Imax--該回路在合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流）環(huán)境條件：海拔高度（高海拔地區(qū)空氣間隙和外絕緣的放電性能下降）溫度（額定電流IN是指在額定環(huán)境溫度θ0下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流，環(huán)境溫度高載流量降低）其它（防污、防爆、濕熱，電磁干擾、噪聲限制）第一節(jié)電氣設(shè)備選擇的一般方法

按短路狀態(tài)校驗(yàn)----短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件It、t為電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流和熱穩(wěn)定時(shí)間，是設(shè)備的技術(shù)參數(shù)；Qk為短路電流熱效應(yīng)，根據(jù)短路電流計(jì)算所得工程實(shí)用計(jì)算方法

tk為短路時(shí)間，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器全開斷時(shí)間的總和；為短路時(shí)刻為時(shí)的短路電流；短路時(shí)刻為時(shí)的短路電流；

T為非周期分量等效時(shí)間，變電站各等級(jí)電壓母線及出線中，其值取0.05

。第一節(jié)電氣設(shè)備選擇的一般方法

按短路狀態(tài)校驗(yàn)-----電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定性是指電氣設(shè)備時(shí)承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。校驗(yàn)條件或短路沖擊電流幅值；電氣設(shè)備允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值。短路沖擊電流有效值；電氣設(shè)備允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流有效值。第二節(jié)高壓斷路器和隔離開關(guān)及其選擇

一、斷路器及其選擇斷路器主要功能：正常運(yùn)行時(shí)，把電氣設(shè)備或者線路接入電路或退出運(yùn)行，起控制作用；故障時(shí)，則能迅速的將故障切除，以確保無(wú)故障部分正常運(yùn)行，起保護(hù)作用。斷路器的類型

安裝地點(diǎn)：戶外斷路器、戶內(nèi)斷路器滅弧介質(zhì)：油斷路器（少油、多油）、六氟化硫（SF6）斷路器、真空斷路器電壓等級(jí)：高壓斷路器、低壓斷路器第二節(jié)高壓斷路器和隔離開關(guān)及其選擇

一、斷路器及其選擇斷路器型號(hào)含義

SN10-10型少油斷路器外形圖第二節(jié)高壓斷路器和隔離開關(guān)及其選擇

一、斷路器及其選擇斷路器的選擇：選擇條件：額定電壓額定電流使用環(huán)境校驗(yàn)條件：開斷電流（額定電壓下能保證正常開斷的最大短路電流

）短路關(guān)合電流（在斷路器合閘之前，若線路上已存在故障，則在斷路器合閘過(guò)程中，動(dòng)、靜觸頭間未接觸到時(shí)即有巨大的短路電流通過(guò)

）動(dòng)、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)第二節(jié)高壓斷路器和隔離開關(guān)及其選擇

二、隔離開關(guān)及其選擇隔離開關(guān)主要功能：將帶電部分與不帶電部分隔離，以保證高壓電氣設(shè)備及裝置在檢修時(shí)的安全，通斷一定的小電流（如2A以下的空載變壓器勵(lì)磁電流、電壓互感器回路電流、5A以下的空載線路的充電電流）它與斷路器的主要區(qū)別在于：斷路器具有滅弧功能，而隔離開關(guān)沒(méi)有該功能。

第二節(jié)高壓斷路器和隔離開關(guān)及其選擇

二、隔離開關(guān)及其選擇隔離開關(guān)型號(hào)含義GN8-10/600高壓隔離開關(guān)外形圖第二節(jié)高壓斷路器和隔離開關(guān)及其選擇

二、隔離開關(guān)及其選擇隔離開關(guān)主要功能：將帶電部分與不帶電部分隔離，以保證高壓電氣設(shè)備及裝置在檢修時(shí)的安全，通斷一定的小電流（如2A以下的空載變壓器勵(lì)磁電流、電壓互感器回路電流、5A以下的空載線路的充電電流）它與斷路器的主要區(qū)別在于：斷路器具有滅弧功能，而隔離開關(guān)沒(méi)有該功能。隔離開關(guān)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目：隔離開關(guān)在額定電壓、額定電流選擇和短路動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)項(xiàng)目與斷路器相同，隔離開關(guān)不用來(lái)通斷短路電流，無(wú)需校驗(yàn)開斷電流和短路關(guān)合電流

第三節(jié)高壓熔斷器和負(fù)荷開關(guān)及其選擇

一、高壓熔斷器及其選擇

高壓熔斷器是一種簡(jiǎn)單的過(guò)流保護(hù)電器，當(dāng)通過(guò)的電流超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，熔體熔斷斷開電路，主要功能是進(jìn)行短路和過(guò)負(fù)荷保護(hù)。熔斷器分類限流式：滅弧能力強(qiáng)，可以在短路電流上升到最大值之前滅弧非限流式：滅弧能力較弱，不能在短路電流上升到最大值之前滅弧高壓熔斷器的型號(hào)表示和含義

RN1型和RN2型熔斷器外形圖第三節(jié)高壓熔斷器和負(fù)荷開關(guān)及其選擇

一、高壓熔斷器及其選擇

高壓熔斷器的選擇形式選擇：安裝條件及用途，如戶外跌落式或戶內(nèi)式額定電壓的選擇：額定電壓UN必須大于所安裝地點(diǎn)額定電壓值USN額定電流的選擇：熔管額定電流：熔體額定電流不小于其所在回路最大持續(xù)工作電流；熔體額定電流：熔管額定電流不小于熔體額定電流。第三節(jié)高壓熔斷器和負(fù)荷開關(guān)及其選擇

一、高壓熔斷器及其選擇

高壓熔斷器的校驗(yàn)開斷電流校驗(yàn)：沒(méi)有限流作用的熔斷器，用Ish進(jìn)行校驗(yàn)，即：有限流作用的熔斷器，用次暫態(tài)短路電流校驗(yàn)選擇性校驗(yàn)：熔斷器的選擇性需通過(guò)不同型號(hào)熔斷器熔斷時(shí)間的配合來(lái)保證

第三節(jié)高壓熔斷器和負(fù)荷開關(guān)及其選擇

二、高壓負(fù)荷開關(guān)及其選擇

高壓負(fù)荷開關(guān)有簡(jiǎn)單的滅弧裝置和明顯的斷點(diǎn)，可通斷負(fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流，有隔離開關(guān)的作用，但不能斷開短路電流，常與熔斷器一起使用，借助熔斷器來(lái)切除高壓負(fù)荷開關(guān)分類按結(jié)構(gòu)：固體產(chǎn)氣式、壓氣式、油管式、真空式、SF6式按安裝場(chǎng)所：戶內(nèi)式和戶外式高壓負(fù)荷開關(guān)型號(hào)含義第三節(jié)高壓熔斷器和負(fù)荷開關(guān)及其選擇

三、高壓開關(guān)柜簡(jiǎn)介高壓開關(guān)柜是一種高壓成套設(shè)備，它按一定的線路方案將有關(guān)一次設(shè)備和二次設(shè)備組裝在柜內(nèi)；節(jié)約空間，安裝方便、供電可靠，也美化了環(huán)境。高壓開關(guān)柜分類：按結(jié)構(gòu)型式：固定式、移開式

按功能作用：饋線柜、電壓互感器柜、高壓電容器柜、電能計(jì)量柜、高壓環(huán)網(wǎng)柜等高壓開關(guān)柜在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具有“五防”措施，即：防止誤跳、誤合斷路器；防止帶負(fù)荷誤拉、合隔離開關(guān)；防止帶電誤掛接地線；防止帶接地線誤合隔離開關(guān)；防止人員誤入帶電間隔。

第三節(jié)高壓熔斷器和負(fù)荷開關(guān)及其選擇

四、低壓電器一、低壓熔斷器主要用于低壓供配電系統(tǒng)中設(shè)備及線路的短路和過(guò)負(fù)荷保護(hù)。主要類型主要型號(hào)用

途無(wú)填料密閉管式RM10、RM7（無(wú)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(guò)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(guò)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

與斷路器配合使用第三節(jié)高壓熔斷器和負(fù)荷開關(guān)及其選擇

四、低壓電器二、低壓斷路器（自動(dòng)空氣開關(guān)）能帶負(fù)荷接通和切斷電路，又能在短路、過(guò)負(fù)荷和低電壓（失壓）時(shí)自動(dòng)跳閘，保護(hù)電力線路和電氣設(shè)備免受破壞

低壓斷路器分類按滅弧介質(zhì)：空氣斷路器、SF6斷路器按用途分有：配電用斷路器、電動(dòng)機(jī)用斷路器、照明用斷路器、漏電保護(hù)斷路器按保護(hù)性能分：非選擇型、選擇型

按結(jié)構(gòu)型式分：塑料外殼式（裝置式）、萬(wàn)能式（框架結(jié)構(gòu)）按安裝型式分：固定式和抽屜式

第三節(jié)高壓熔斷器和負(fù)荷開關(guān)及其選擇

四、低壓電器三、低壓開關(guān)柜（低壓配電屏

）

是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

GCK型抽屜式低壓配電柜結(jié)構(gòu)示意圖

第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

（一）電流互感器是將一次系統(tǒng)的大電流按比例變成小電流（5A、1A），二次側(cè)則接測(cè)量?jī)x表與繼電保護(hù)裝置。電流互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理

變流比結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

一次繞組匝數(shù)很少，二次繞組匝數(shù)很多；工作時(shí)，一次繞組串聯(lián)在一次電路中，二次側(cè)串聯(lián)儀表、繼電器的電流線圈；二次繞組的額定電流一般為5A（或1A）；工作時(shí)電流互感器的二次側(cè)接近于短路狀態(tài)，二次側(cè)不能開路。二次側(cè)有一端要接地。一次側(cè)二次側(cè)第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

（二）電流互感器的接線方式1．一相式接線通常在B相裝一只電流互感器，可以測(cè)量一相電流，用于負(fù)荷平衡的三相電路，供測(cè)量電流和接過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置用第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

2．兩相式接線（不完全星形接線）電流互感器通常接于A、C相上流過(guò)公共電流線圈的電流為主要用于中性點(diǎn)不接地的三相三線制電路(6~10kV高壓電路)中，測(cè)量三相電流、電能及過(guò)流保護(hù)用。第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

3．兩相電流差接線（兩相一繼電器式接線

）流過(guò)二次側(cè)電流線圈的電流為兩相電流之差；接線在不同短路故障下，反映到二次側(cè)電流線圈的電流不同；主要用于6~10kV高壓電路(中性點(diǎn)不接地的三相三線制電路)中作過(guò)電流保護(hù)用。第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

4．三相星形接線每相都裝有電流互感器；能反映各相電流；廣泛用于負(fù)荷不平衡的三相四線制系統(tǒng)和三相三線制系統(tǒng)中；作電能、電流的測(cè)量及過(guò)電流保護(hù)用。第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

（三）電流互感器的主要性能1．準(zhǔn)確級(jí)指在額定頻率下，二次負(fù)荷為額定負(fù)荷的25%~100%，功率因素為0.8時(shí)，各準(zhǔn)確級(jí)的電流誤差和相位誤差不超過(guò)規(guī)定的極限值。

測(cè)量用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)設(shè)為：0.1、0.2、0.5、1、3、5；保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)設(shè)為：5P、10P。二次繞組都規(guī)定了額定負(fù)荷，二次繞組回路所帶負(fù)荷不應(yīng)超過(guò)額定負(fù)荷值，否則達(dá)不到標(biāo)稱的精度。

第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

準(zhǔn)確級(jí)選擇電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)不低于所接儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)。

指示儀表計(jì)量?jī)x表儀表準(zhǔn)確級(jí)電流互感器準(zhǔn)確級(jí)儀表準(zhǔn)確級(jí)電流互感器準(zhǔn)確級(jí)有功功率表無(wú)功功率表0.50.50.21.00.11.00.50.52.00.2或0.2S1.51.01.02.00.5或0.5S2.51.02.03.00.5或0.5S第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

2．鐵心線圈特性測(cè)量用的電流互感器----鐵芯易于飽和

---限制二次電流增長(zhǎng)倍數(shù)-----便保護(hù)測(cè)量?jī)x器保護(hù)用電流互感器-----鐵芯在短路時(shí)不應(yīng)飽和

-----使二次電流與一次電流成比例增長(zhǎng)

-----保證保護(hù)的靈敏性要求第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

（四）電流互感器的分類按一次電壓：高壓、低壓按一次繞組匝數(shù)：?jiǎn)卧咽剑ò妇€式、芯柱式、套管式）、多匝式（包括線圈式、繞環(huán)式、串級(jí)式）

按用途分：測(cè)量用、保護(hù)用按絕緣介質(zhì)：油浸式、環(huán)氧樹脂澆注式、干式、SF6氣體絕緣第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

電流互感器的型號(hào)表示

LQZ-10型電流互感器外形結(jié)構(gòu)圖

LMZJ1-0.5型電流互感器外形結(jié)構(gòu)圖第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

（五）電流互感器的選擇1．種類和型式的選擇

考慮條件：安裝地點(diǎn)（如戶外、戶內(nèi)）安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式等）2.額定電壓的選擇電流互感器的額定電壓不應(yīng)低于裝設(shè)地點(diǎn)線路的額定電壓。

3．電流互感器變比的選擇

應(yīng)使其一次側(cè)額定電流不小于線路中的計(jì)算電流，在標(biāo)準(zhǔn)序列中選擇（20A、30A、40A、50A、75A、100A、150A、300A、400A、600A、800A、1000A、1200A、1500A、2000A)。第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

（五）電流互感器的選擇4．電流互感器準(zhǔn)確級(jí)選擇計(jì)量用的電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)選0.2-0.5級(jí)，測(cè)量用的電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)選1.0-3.0級(jí)。5．電流互感器二次負(fù)荷校驗(yàn)同一臺(tái)電流互感器使用在不同準(zhǔn)確級(jí)時(shí)，會(huì)有不同的額定容量，要求該準(zhǔn)確級(jí)下該準(zhǔn)確度下額定二次容量該互感器實(shí)際二次側(cè)負(fù)荷阻抗三相星形接線兩相式接線一相式接線

二次側(cè)回路中所接儀表的電流線圈電阻第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

（五）電流互感器的校驗(yàn)5．電流互感器二次負(fù)荷校驗(yàn)同一臺(tái)電流互感器使用在不同準(zhǔn)確級(jí)時(shí)，會(huì)有不同的額定容量，要求該準(zhǔn)確級(jí)下該準(zhǔn)確度下額定二次容量該互感器實(shí)際二次側(cè)負(fù)荷阻抗

二次側(cè)回路中所接繼電器的電流線圈電阻接觸電阻連接導(dǎo)線電阻計(jì)算流過(guò)電流互感器的一次電流倍數(shù)第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

（五）電流互感器的校驗(yàn)保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)選10P級(jí)，其負(fù)荷誤差極限值為10%

。要按電流互感器10%誤差曲線校驗(yàn)。

在10%誤差曲線上確定電流互感器的允許二次負(fù)荷計(jì)算電流互感器的實(shí)際二次負(fù)荷

校驗(yàn)二次負(fù)荷，是否滿足

若不滿足校驗(yàn)條件a．增大連接導(dǎo)線的截面或縮短連接導(dǎo)線長(zhǎng)度，以減小二次負(fù)荷。b．增大電流互感器變比，減小一次電流倍數(shù)，增大允許二次負(fù)荷。第四節(jié)互感器及其選擇--電流互感器

（五）電流互感器的校驗(yàn)6.動(dòng)、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定電流倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)第四節(jié)互感器及其選擇--電壓互感器

（一）電壓互感器是將一次系統(tǒng)的大電壓按比例變成小電壓（100V），二次側(cè)則接測(cè)量?jī)x表與繼電保護(hù)裝置。電壓互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理

變壓比結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

一次繞組匝數(shù)較多，二次繞組匝數(shù)很少；工作時(shí)，一次繞組并聯(lián)在一次電路中，二次側(cè)并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈；二次繞組的額定電流一般為100V；工作時(shí)二次側(cè)不能短路。二次側(cè)有一端要接地。一次側(cè)二次側(cè)第四節(jié)互感器及其選擇--電壓互感器

（二）電壓互感器的接線方式

1.一相式接線

供儀表和繼電器測(cè)量線電壓；用于三相電壓對(duì)稱的電路或備用線路的電壓監(jiān)視。2．兩相式接線（V-V形接線

）三相三線制中供儀表和繼電器測(cè)量3個(gè)線電壓，廣泛應(yīng)用于工廠變配電所10kV高壓配電裝置中。

第四節(jié)互感器及其選擇--電壓互感器

3．Y0/Y0形接線

常用于三相三線制和三相四線制線路，用于供電給要求接線電壓的儀表、繼電器，同時(shí)也可供電給要求接相電壓的絕緣監(jiān)視用