电气设备的选择与校验__第五章

2、中性线（N线）截面的选择 三相四线制中性线： A0 0.5 A 两相三线及单相线路： A0 A
对于三次谐波电流相当突出的三相四线制中心线：A0 A
（2）电流互感器的校验 2Kes I N1 ish 1）动稳定校验 式中，Kes为电流互感器产品的动稳定倍数 2）热稳定校验（书上公式有误） ( K1I N1 )2 t I Iima 式中，Kt=It/IN1 保护用的电流互感器， 还应按照10%误差曲线校验。 即，电流互感器的误差为10% 时，一次电流倍数ni=I1/IN1与 二次负荷阻抗最大允许值的 关系曲线
1.5t2 t2 t1 0.5t1 t1 t2
因此，t1>3t2
5.5 导线截面的选择与校验
5.5.1 电力线路按结构可分为架空线路和电缆线路两大类 （1）架空线路的结构和敷设
组成：导线、杆塔、横担、绝缘子、金具等。 1、架空线路的导线 裸导线：单股、多股 2、电杆、横担和拉线 3、线路绝缘和金具 4、架空线的敷设 敷设要求、路径选择 导线在电杆上的排列方式：水平排列、三角排列 和垂直排列
5.3 变压器及互感器的选择与校验
5.3.1 变电所主变压器台数和容量的选择 （1）变电所主变压器台数的选择 应满足用电负荷对可靠性的要求 经济性：对于季节性负荷或昼夜变化较大的负 荷，应使变压器在经济状态下运行，可用两台 变压器供电 除上述情况外，车间变电所可采用一台变压器 。但是，当集中负荷较大时，虽为三级负荷， 也可采用两台或多台变压器。
5.3.2 电流互感器的选择和校验
电流互感器应该校验额定电压、一次电流、二次电流、 准确度等级进行选择，并校验动稳定和热稳定。 （1）电流互感器的选择 1）额定电压 电流互感器的额定电压不低于安装地点电网的额定电压 2）额定电流 电流互感器一次绕组的额定电流应不小于线路的计算电 流，二次绕组的额定电流通常为5 A。 3）准确度等级的选择：准确等级所规定的额定二次负荷 S N 2 S2 必须大于等于二次侧的实际负荷
5.3.3 电压互感器的选择和校验 电压互感器主要根据一次电压、二次电压、准确等级进行选 择。由于它的一、二次侧均有熔断器保护，因此不需要进行 短路校验。 1）额定电压：一次绕组额定电压应与安装地点电网的额定 电压相同，二次绕组的额定电压通常为100V 2) 准确度等级的选择 2 2 n n S N 2 S2 Si cos i Si sin i
T 20 ST 1 av S NT 100
对于室内，由于散热条件差，一般室内环境温度比室外高大 约8˚C，其容量计算公式为：
T 20 ST 0.92 av S NT 100
例 5.2 某10/0.4 kV变电所，总计算负荷为1200 kV· A，其中 一、二级负荷680 kV· A。试初步选择该变电所主变压器的台 数和容量。 解：根据变电所有一、二级负荷的情况，确定选两台主变压 器。每台容量为：SNT=(0.6~0.7)×1200=(720~840)kV· A， 且SNT>=680kV· A，因此初步确定每台主变压器容量为 800kV· A。
由计算可知：无限大容量系统发生三相短路时，中间 相导体所受到的电动力比两相短路时导体所受到的电动力 大，一般采用三相短路冲击电流校验电器的动稳定度。满 (3) (3) 足动稳定的条件是： imax ish 或I max I sh 式中，imax和Imax分别表示电气设备允许通过的最大电流的 峰值和有效值
短路时间 t k 短路保护装置实际动作时间 top 断路器的断路时间 toc 取0.1～0.2秒
（3）断流能力校验 短路器和熔断器等电气设备，均承担着切断短路电流的任务 ，因此，必须校验断流能力，即：
(3) (3) Ioc I k 或Soc Sk
式中，Ioc，Soc分别表示断路器在额定电压下的最大开端电流 和开断容量， I k(3)和Sk(3) 分别表示安装地点的最大三相短路 电流和短路容量。
5.4.2 熔断器的选择和校验
（1）熔断器的选择 额定电压不低于被保护线路的额定电压 额定电流不小于它所安装熔体的额定电流 （2）熔断器的校验 1）断流能力校验 对限流式熔断器，由于其能在短路电流达到冲击值之前将电 (3) 弧完全熄灭、切除短路，因此有：Ioc I (3) 式中，Ioc表示熔断器的最大分断电流，I 表示熔断器安装 地点的三相次暂态短路电流有效值，在无限大容量系统中有
选择导线和电缆截面的条件：
5.5.3 按发热条件选择导线和电缆截面
导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度，不 应超过其正常运行时的最高允许温度。 1、三相系统相线截面的选择
I al I30 其允许载流量不小于通过相线的计算电流，即：
al 0' K 如果环境温度偏差较大时，考虑温度校正系数： al 0 导线允许载流量可查附表4、5、6、7、8
5.4.3 前后熔断器之间的选择性配合 所谓选择性配合，就是要求在线路发生短路故障时，靠近故障 点的熔断器首先熔断，将故障切除，从而保证系统的其他部分 仍能正常运行。 前后熔断器之间的选择性配合，应按照其保护特性曲线来进行 校验。
根据保护特性曲线得到的熔断 时间可能有±50%的误差，考虑 最坏的情况即：
5.2 开关设备的选择与校验
5.2.1 高压开关设备的选择与校验 高压开关设备的选择主要是对高压断路器、高压隔离开关及 高压负荷开关的选择。高压开关设备的选择选择如下表：
举例说明，例5.1
5.2.2 低压开关设备的选择与校验 低压电气设备的选择和校验项目如下图，低压电流互感器、 电压互感器、母线、电缆、绝缘子等的选择可参见表5.1.
2、电缆的敷设 路径的选择： 考虑引力、过热、腐蚀、维护等条件。
直埋式 敷设方式： 电缆沟 架桥 电缆排管及隧道
3、电缆敷设的一般要求
增加5-10%的余量、穿管保护、防火、防水等。
三相交流电涂色 U、V、W相 （A、B、C）
黄、绿、红、等
5.5.2
导线截面选择和校验条件
发热条件 电压损耗条件 经济电流密度 机械强度：表5.4
架空线路的结构 1低压导线，2针式绝缘子，3横担，4低 压电杆，5横担，6高压悬式绝缘子串，7 线夹，8高压导线， 9高压电杆，10避 雷线
如钢芯铝绞线
架空线的档距、弧垂、及其它距离
高压线路绝缘子 a)针式 b)蝴蝶式 c)悬式 d)瓷横担
架空线路的档距和弧垂 a)平地上 b)坡地上
（2） 电缆线路的结构和敷设 1、电缆的结构 电缆结构一般包括导体、绝缘层和保护皮三部分
（2）热稳定校验 热稳定性是指电气设备所承受的短路电流的热效应的能力， 满足条件为： 2 2
It t I tima
式中，It表示电气设备在时间t内的热稳定电流，t为厂家给出 的热稳定实验时间，tima为短路发热的假想时间，s。 短路发热的假想时间：
tima tk 0.05s tk 1s, tima tk tk top toc
i 1 i 1
式中，Si, cosφi分别表示二次侧所接仪表并联线圈消耗的功率 及其功率因素。
5.4 熔断器的选择与校验
5.4.1 熔断器熔体额定电流的选择 （1）保护电力线路的熔断器熔体额定电流的选择 I NFE I 30 保证在线路正常工作时熔体不致熔断： 避开尖峰电流： I NFE KI pk 式中，K为小于1的计算系数，应根据熔体的特性和电动机 启动情况来定。 为了可靠的保护导线和电缆： I NFE K OL I a1 式中，Ia1是绝缘导线或电缆的允许载流量；KOL是其允许短 时过负荷倍数。如果熔断器只作为短路保护时，对于电缆和 穿管绝缘导线，取2.5，对于明敷绝缘导线，取值1.5。如果 熔断器作为短路保护和过负荷保护用时，取值1。
5.4 熔断器的选择与校验
（2）保护电路变压器的熔断器熔体额定电流的选择 I NFE (1.5 2) I NT 式中，INT是变压器的额定电流，熔断器装在哪侧，就用哪侧 的额定电流。 （3）保护电压互感器的熔断器熔体额定电流的选择 由于电压互感器二次侧的负荷很小，因此保护高压电压互感 器的RN2型熔断器的熔体额定电流一般为0.5A。
3）车间变电所主变压器单台容量的上限值
车间变电所主变压器的单台容量一般不宜大于1000kV· A, 以使变压器更接近于车间负荷中心，减少低压配电线路的 投资和电能损耗。 4）适当考虑负荷的发展 适当考虑今后5~10年电力负荷的发展，留有一定的余地。 注：变压器的额定容量是指在一定环境温度下所能持续的 最大输出容量。GB 1094.1-1996 规定，变压器正常使用的 年平均温度是20˚C。如果变压器安装地点的年平均气温每 升高1 ˚C，变压器的容量就要减少1%，因此实际容量为：
考虑温度影响后，额定电流需要乘以温度系数：
K a1 0 a1 0
式中，θa1表示电气设备长期工作时的最高允许温度， θ0为 设计温度。 5.1.2 按短路情况校验 （1）动稳定校验 动稳定是指电气设备所承受的短路电流力效应的能力。
短路时最大电动力
( 2) 2 l F ( 2) 2ish 10 7 N / A2 a ( 3) 2 l F (3) 3ish 10 7 N / A2 a ( 3) ( 2) F (3) / F ( 2) ish / ish 2 / 3 1.15
(3) (3) I (3) I Ik
5.4.2 熔断器的选择和校验
对于非限流式熔断器，由于其不能在短路电流达到冲击 值之前将电弧完全熄灭、切除短路，因此需要满足：
I oc I sh (3)
2）熔断器保护的灵敏度校验
Ks IIkmin表示熔断器保护线路末端的最小短路电流。对 于TN系统和TT系统来说，其值为单相短路电流；对于IT 系统来说，是线路末端的两相短路电流。 例5.3 ，注意附表序号的错误