电气设备的选择与校验知识
三. 按短路电流校验设备的热稳定和动稳定性
1) 短路热稳定度的校验条件
电器和载流部分的热稳定度校验，依校验对象的不同而采用不同 的具体条件。
(1) 对一般电器，热稳定度校验条件为
C——导体的短路热稳定系数，可查表。
导体的热稳定度校验条件转换成导体的截面积校验条件，要求
A ≥ Amin
(6-10)
• 2) 短路动稳定度的校验条件
• 电器和导体的动稳定度校验，依校验对象的不同而采用不同的具体条件。
• (1) 对一般电器，动稳定度校验条件
•
imax
i(3)
sh
或
I max
I (3) sh
W
──母线的截面系数(m3)，当母线水平放置时(图4.13)，
W
b2h 6
，此处
b为母线截面的水平宽度，h为母线截面的垂直高度，b和h的单位均为m。
不作为母线的矩形硬导线，其动稳定度校验条件和校验方法与硬母 线一样。
由于回路的特殊性，对下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：
① 用熔断器保护的电源，其热稳定由熔体的熔断时间保证，故可不 校验热稳定。
(6-5)
其中 式中 K ——修正系数；
K al al 0
θal ——导体或电气设备正常发热允许最高温度，一般可取θal =70℃ 我国生产的电气设备的规定环境温度θ0 =40℃ ，如环境温度高于+40℃(但小 于或等于60℃)时，其允许电流一般可按每增高1℃ ，额定电流减少1.8%进行修正
续上页
• 2）若变压器有可能过负荷运行时，Imax应按过负荷确定；。
• 3）出线回路的Imax除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他 回路转移过来的负荷。
4）当周围环境温度θ与导体(或电器)规定环境温度θ0不等时，其长期允许电流
Ial可按式(6-l 0
KIal
、防火、防腐、防爆等环境条件
• 选择基本要求： • 1）按正常工作条件进行选择 • 2）按短路条件校验动稳定和热稳定。
二.按正常工作条件选择电气设备
• 1 按工作电压选择电气设备的额定电压
• 电气设备的额定电压UN应不低于其所在线路(安装点)的额定电压U ，即：
•
UN ≥U
（6-3）
• 例如在10kV线路中，应选择额定电压为10kV的电气设备，380V 系统中应选择额定电压为380V（0.4kV）或500V的电气设备。
第六章
电气设备的选择与校验
第一节 电气设备的选择及校验原则
• 选择及校验意义： • 电气设备的选择是供配电系统设计的主要内容之一，是保证电网安全
、经济运行的重要条件。
• 一. 选择电气设备的一般原则： • 选择应满足条件： • 供配电系统中的电气设备总是在一定的电压、电流、频率和工作环境
条件下工作的。所以，电气设备的选择应满足： • 1）正常工作条件下安全可靠运行 • 2) 短路故障条件下不损坏。开关电器还必须具有足够的断流能力 • 3) 适应所处的位置（户内或户外）、环境温度、海拔高度以及防尘
al c
(6-13)
式中
——母线材料的最大允许应力(Pa)，硬铜 al al≈69MPa；
al≈137MPa，硬铝
c
——母线通过
i(3)
sh
时所受到的最大计算应力。上述最大计算应力按式
c M W
(6-14)
式中
M
——母线通过
i(3)
sh
时所受到的弯曲力矩(
N
m )，当母线的挡数为1～2时
， M= F (3) L ，8 当挡数大于2时， M＝ F (3) L 1，0 L为母线的挡距；
；当环境温度低于+40℃时，环境温度每降低1℃，额定电流可增加0.5%，但增加
幅度最多不得超过原额定电流的20%。
我国生产的裸导体的额定环境温度为+25℃，当装置地点环境温度在 -5℃～
+50℃ 范围内变化时，导体允许通过的电流可按式(4-62)修正。
3 按装置地点、使用条件、检修和运行等要求选择电气设备
•
Fc(3) ——短路时作用于绝缘子上的计算力，如母线在绝缘子上为平放，如
图6-1(a)，则Fc(3)＝F(3)，如为竖放，如图6-1(b)所示，则Fc(3)＝1.4 F(3)。
(a) 平放
图6-1 水平放置的母线
(b) 竖放
(3) 对母线等硬导体，一般按短路时所受到的最大应力来校验其动稳定度
，满足的条件为
• 式中 imax、Imax——电器的极限通过电流峰值和有效值；可由电器产品样本查得
•
、
——三相短路冲击电流峰值和有效值。
• (2) 绝缘子的动稳定度校验条件
Fal
F (3) c
• 式中 Fal——绝缘子的最大允许载荷可由产品样本查得，如果产品样本给出的
•
是绝缘子的抗弯破坏载荷值，则应将抗弯破坏载荷值乘以0.6作为 Fal；
• 2 按工作电流选择电气设备
•
电气设备的额定电流IN是指在规定的环境温度下，设备的长期
允许电流Ial。IN不应小于该回路的最大持续工作电流Imax，即
•
I N (Ial ) Imax
（6-4）
•
Imax的几种特殊情况：
•
1） 由于发电机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故
其相应回路的Imax应为发电机和变压器额定电流的1.05倍；
式中 kal——导体在短路时的最高允许温度，可查表； k——导体短路时产生的最高温度。
确定 k，可根据短路热稳定度的要求来确定其最小允许截面Amin。
t Amin
=
I (3)
(
ima /C)
(6-9)
式中 Amin——导体的最小热稳定截面积(mm2)；
I (3)
——三相短路稳态电流(A)；
I t2t
I t (3)2 ima
(6-7)
式中 It——电器的热稳定试验电流； t ——电器的热稳定试验时间；
I
(3)
、tima——短路电流的稳态值及短路电流的假想时间。
以上的It和t均可由电器产品样本查得。
(2) 对母线及绝缘导线和电缆等导体，可按下列条件校验其热稳定
度：
kal ≥ k
(6-8)
② 采用限流熔断器保护的设备可不校验动稳定。
③ 在电压互感器回路中的裸导体和电器可不校验动、热稳定。
④ 对于电缆，因其内部为软导线，外部机械强度很高，不必校验其 动稳定。
第二节 高压电器的选择
• 高压电气设备的选择： • 1) 要满足安全、可靠，运行维护方便和投资经济合理等要求。 • 2) 要满足正常工作条件的要求， • 3）要按短路条件进行热稳定和动稳定的校验。 • 高压电气设备选择及其校验项目可按下表 所列各项进行选择和校验。
发电厂电气课程设计四电气设备选择和校验
▉ 高压熔断器选择—熔管额定电流选择
2. 额定电流选择
熔断器的额定电流选择，包括熔管的额定电流和熔体 的额定电流的选择。
（1）熔管额定电流的选择 为了保证熔断器载流及接触部分不致过热和损坏，高 压熔断器的熔管额定电流应满足下式的要求，即
I Nft I Nfs
式中 INft—熔管的额定电流 INfs—熔体的额定电流
（2）电流互感器内部动稳定能力，常以允许通过的一次 额定电流最大值的倍数kmo一动稳定电流倍数表示，故内部
2K I i 动稳定可用下式校验
mo N1 sh
式中 Kmo，IN1 —由生产厂给出的电流互感器的动稳定倍 数及一次侧额定电流。
ich —故障时可能通过电流互感器的最大三相 短路电流冲击值。
▉ 电压互感器一次回路额定电压选择
电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之
一，为了保障电气设备的可靠运行，电气设备必须按正常 工作条件进行选择，按短路状态进行校验。选择与校验的 一般条件有：
（1）按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电 流等选择；
（2）按短路条件包括动稳定、热稳定校验； （3）按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。
▉ 高压熔断器选择—熔体额定电流选择
（2）熔体额定电流选择 为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外 的短路及电动机自启动等冲击电流时误动作，保护35kV及 以下电力变压器的高压熔断器，其熔体的额定电流可按下
式选择，即 I Nfs KImax
式中 K—可靠系数（不计电动机自启动时K=1.1~1.3， 考虑电动机自启动时K=1.5~2.0）；
▉ 短路条件校验—短路电流计算条件
为使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性和合理 性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作校验用的 短路电流应按下列条件确定。
一次设备的选择及校验..
3
i(3) sh
4
I
2
t
ima
10kV 57.73A
2.551.96 5.0kA 1.962 1.9 7.3
UN
10kV
合格
IN
100A
合格
imax 255 2 0.1 31.8kA
合格
It2t （90 0.1）2 1 81
合格
• 感谢阅读
供电技术电子课件
• 感谢阅读
©西安理工大学自动化与信息工程学院
X
I t2t
I
t2
ima
It : 电器的热稳定电流
t:
电器的热稳定试验时间
It 16kA t 4s
I (3)
I (3) k
2.86kA
tima tk top toc 1.1 0.2 1.3s
It2t 162 4 1024
I t (3)2 ima
2.862
1.3
10.6
I t2t
数据
结论
1
UN
10kV
UN
10kV
合格
2
IN1.T
57.73A
IN
630A
合格
3
I (3) k
1.96kA
I oc
16kA
合格
4
i (3) sh
2.551.96 5.0kA
imax
40kA
合格
5
I t (3)2 ima
1.962 1.9 7.3
I
2 t
t
162 ×2=512
合格
继电保护动作时间为1.7s，断路器的断路时间取0.2s。
解：根据IN1.T = 57.73A 和UN =10kV， 先试选 SN10-10Ⅰ型高压户内少油断路器。
电气设备选择与校验原则与方法
电气设备选择与校验原则与方法1. 需求分析：在选择电气设备之前，需要进行充分的需求分析，确定设备的使用场景、功能要求和技术规范。
2. 标准符合性：在选择电气设备时，需要注意设备是否符合相关的国家标准、行业标准和认证要求，确保设备的安全性和可靠性。
3. 技术性能：在选择电气设备时，需要重点关注设备的技术性能指标，如额定电压、额定电流、绝缘等级、防护等级等，确保设备能够满足实际的使用需求。
4. 质量认证：在选择电气设备时，需要考虑设备的质量认证情况，选择具有良好声誉和高质量认证的供应商和品牌，确保设备的质量可靠。
5. 制造商信誉：在选择电气设备时，需要考虑设备制造商的信誉和资质，选择有一定行业知名度和良好信誉的制造商，确保设备的可靠性和售后服务。
6. 供应链管理：在选择电气设备时，需要仔细管理供应链，选择可靠的供应商和供货渠道，确保设备的来源可靠和合法。
7. 安全性考量：在选择电气设备时，需要重视设备的安全性考量，如过载保护、漏电保护、防火防爆等功能，确保设备在使用过程中能够确保人员和设备的安全。
总的来说，选择和校验电气设备需要综合考虑设备的技术性能、质量认证、制造商信誉和安全性考量等因素，确保所选设备能够满足实际需求，并具备良好的可靠性和安全性。
选择和校验电气设备是任何电气工程项目中至关重要的一环。
无论是用于工业生产、建筑施工还是日常生活，电气设备的选择和校验直接关系到项目的安全性、可靠性和长期运行的成本。
因此，下面继续讨论电气设备的选择和校验原则和方法。
8. 性价比考量：在选择电气设备时，需要考虑其性价比，即设备的性能优势和价格之间的平衡。
有时候，高价并不代表高性能，因此需要综合评估设备的性能、质量和价格，选择性价比较高的设备。
9. 耗能效率：考虑设备的耗能效率也是非常重要的，特别是在当今强调节能减排的环境下。
选择节能型设备可以减少能源消耗，降低运行成本，并且符合节能环保的社会发展趋势。
10. 专业意见：在进行电气设备选择时，如果条件允许，可以咨询专业的电气工程师或者设备专家的意见，他们将能够给予合适的建议，帮助选择更适合的设备。
电气设备选择与校验原则与办法
式中
I
2 t
t
I
2
t
jx
或
It I
t jx t
（4-14-4）
I─t ─规定的电气设备在时间 ts内的热稳定电流，
kA。在指定时间内短路电流不会使电气设备
发热超过设备允许的最大短时温度的电流；
t ──与 I对t 应的时间，s；
I— —短路稳态电流，kA； t─jx─假想时间，s。取距离短路点最近的继电保
护装置的主保护动作时间与断路器固有动作
时间之和，如主保护装置有保护死区，假想
时间可根据该保护区短路故障的后备保护装
置的动作时间来校验。
4.13.1 电气设备的选择原则与方法
（2）电动力稳定校验
电动力稳定是导体和电器承受短路电流机械
效应的能力，亦称动稳定。动稳定校验应以三 相短路电流为计算类型，并应满足下式要求：
4.13 电气设备选择
考试大纲 13.1 掌握电气设备选择和校验的基本原 则和方法 13.2 了解硬母线的选择和校验的原则和 方法
4.13.1 电气设备的选择原则与方法
1．按正常工作条件选择额定电压和额定电流
（1）额定电压和最高工作电压
导体和电器所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，
常高于电网的额定电压，故所选电气设备允许最高工作
n 60C 时，每增高1℃允许电流应减
少1.8％。
4.13.1 电气设备的选择原则与方法
2．按短路情况来校验电气设备的动 稳定和热稳定
（1）短路热稳定校验 短路电流通过时，导体和电器各部件 温度（或发热效应）应不超过允许值。 热稳定校验应选择两相短路和三相短路 中最严重的一种作为计算依据。
4.13.1 电气设备的选择原则与方法
电气设备选择与校验原则与方法
电气设备选择与校验原那么与方法引言电气设备在各个领域中扮演着重要的角色，无论是工业生产、建筑设施还是日常生活，都需要使用各种各样的电气设备。
而正确选择和校验电气设备对于保证设备的正常运行和平安性至关重要。
本文将介绍电气设备选择与校验的原那么和方法，帮助读者在实际应用中做出明智的决策。
电气设备选择原那么功能需求在选择电气设备之前，首先需要明确设备的功能需求。
不同的场景和应用需要不同类型的设备，因此了解设备的具体使用场景和所需功能是至关重要的。
例如，在选择开关电源时，需要考虑其额定电压、输出电流和保护功能等因素。
质量和品牌信誉电气设备的质量是确保其正常运行和使用寿命的关键。
选择有高质量和良好信誉的品牌可以降低设备故障和问题的风险。
在选择设备时，可以通过查看产品的质量认证和用户评价等途径来评估其质量和可靠性。
维护和支持效劳电气设备的维护和支持效劳也是选择适宜设备的重要考虑因素。
在设备使用过程中，可能会遇到各种问题和故障，如果设备供应商提供有良好的技术支持和售后效劳，将能够更好地解决问题并确保设备的正常运行。
电气设备校验方法标准检测通过参照相关的标准检测设备能否满足要求。
以国家或行业标准为依据，对设备进行电气参数的检测和校验。
这些参数包括额定电压、额定功率、漏电流等等。
根据具体的标准要求，对设备进行测量和检验。
外观检查除了电气参数之外，还需要进行设备的外观检查。
这包括检查设备是否有明显的损坏或磨损，是否有松动或锈蚀的地方。
外观检查可以帮助判断设备的质量和使用寿命。
功能测试对于某些设备，特别是复杂的电气设备，需要进行功能测试来验证其性能和功能。
这些测试可以包括模拟设备的实际使用场景，并观察其运行情况。
通过功能测试，可以确保设备在实际使用中能够满足预期的功能需求。
平安性校验电气设备的平安性是至关重要的，因此在校验过程中需要特别关注平安性。
这包括检查设备的绝缘性能和接地是否良好，以及设备是否符合相关的平安标准。
电气设备的选择与校验知识
(6-18)
式中 K2——可靠系数(对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时
K2=1.5～2.0；当一组电力电容器时K2=1.3～1.8)；
IN.C——电力电容器回路的额定电流。
(3) 熔断器开断电流校验。
I Noc Ish
(6-19)
对断于器非，I k限在流电熔流断达器最，大选值择之时前用电冲路击已电切流断的，有可效不值计非I sh周进期行分校量验的；影对响于，限而流采熔用
为了便于比较，必须求出短路时作用在绝缘子帽上
的计算作用力Fc
其中
Fc
Fmax
H1 H
(N)
(6-21)
H1 H b h / 2
式中 H——绝缘子高度；
H1——绝缘子底部到母线中心线的高度(mm)；
b ——母线支持片的厚度，一般竖放矩形母线
图6-4 绝缘子受力示意图
= M F，(3当) L挡8 数大于2时， ＝ M F，(3)LL为10母线的挡距；
W
──母线的截面系数(m3)，当母线水平放置时(图4.13)，
W b2h 6
，此处
b为母线截面的水平宽度，h为母线截面的垂直高度，b和h的单位均为m。
不作为母线的矩形硬导线，其动稳定度校验条件和校验方法与硬母 线一样。
I N.FE = K1I max
(6-17)
式中 K1——可靠系数(不计电动机自起动时K1=1.1～1.3；考虑电动机自起
动时K1=1.5～2)。
用于保护电力电容器的高压熔断器，当系统电压升高或波形畸变引起
回路电流增大或运行过程中产生涌流时不应误动作，其熔体额定电流可按
下式选择
I N.FE K2 I Ngc
I t2t
短路电流计算及电气设备的选择校验知识
短路电流计算及电气设备的选择校验知识
短路电流计算是指在电气系统中由于短路故障引起的电流计算。
在进行电气设备的选择校验时，必须对短路电流进行准确计算，以确保所选设备符合系统的安全标准。
短路电流计算通常需要考虑电源系统的额定电流、电压、阻抗和负载特性等因素。
通过计算短路电流，可以确定系统的短路容量，并据此选择合适的电气设备和保护装置。
在进行电气设备的选择校验时，需要对短路电流进行验证。
首先，需要检查所选设备的额定短路容量是否符合系统的实际短路电流。
如果设备的额定短路容量小于系统的短路电流，那么设备可能无法有效地保护系统，并且可能会造成设备损坏、火灾等不良后果。
另外，还需要考虑设备的故障持续时间和过电压保护能力。
一旦系统发生短路故障，设备需要能够快速、可靠地切断电路，以避免损坏其他设备或引发安全事故。
因此，设备的过载保护能力和短路切断能力也是选择校验的重要指标。
总而言之，短路电流计算及电气设备的选择校验是电气工程中非常重要的部分。
通过准确计算和验证短路电流，可以确保所选设备能够有效地保护电气系统，提高系统的安全性和可靠性。
浅议高压电气设备选型及校验
浅议高压电气设备选型及校验高压电气设备是电力系统重要的电气设备，不同的高压电气设备有不同的技术特点和性能，其结构不同，使用成本也不同；在实际应用中，如何选用高压电气设备，供电企业应根据技术要求、使用环境、经济状况选用不同类型和不同型号的高压电气设备。
标签：压电气设备；母线；断路器；开关一、高压电气设备的基本要求1、对载流导体和电器的基本要求各种电器和载流导体虽然由于用途不同而具有特定的参数，但它们却具有承受电压和有电流通过的共同特点，因此存在共同的基本要求：1）在正常工作电流长期通过或短路电流短时通过时，发热温度都不应超过允许限度；2）能承受短路电流所引起的电动力；3）具有一定的绝缘水平，能承受运行中的长期工作电压和可能发生的短时过电压[1]。
2、高压电气设备选择的基本原则和一般方法电力系统的各种电气设备的作用和工作条件并不一样，它们的具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的，因此，对各种电气设备必须按正常工作条件进行选择是非常必要的。
（1）电气设备型式的选择选用电气设备必须考虑设备的装置地点和工作环境。
另外，根据施工安装的要求，或运行操作的要求，或维护检修的要求，电气设备又有各种不同的型式可供选择。
（2）电气设备电压的选择选择电气设备时，应使所选择的电气设备的额定电压大于或等于正常时可能出现的最大的工作电压，即：UN ≥ Uet（3）电气设备额定电流的选择电气设备的额定电流应大于或等于正常工作时最大负荷电流，即：IN ≥ Iet ，我国目前所生产的电气设备，设计师取周围空气温度为40℃作为计算值，如装置地点周围空气温度低于40℃时，每低1℃，则电气设备（如断路器、负荷开关、隔离开关、电流互感器、及套管绝缘子等）的允许工作电流可以比额定值增大0.5%，但总共增大的值不能超过20%[2]。
正常工作条件是指电器的额定电压和额定电流，额定电压的选择，电器的额定电压就是铭牌上标出的电压。
另外，电器还有最大工作电压，电器长期运行所允许的最大电压。
短路电流计算及电气设备的选择校验知识
/
X (k 2)
100MVA / 4.49
22.27MVA
2020/10/22
续上页
两台变压器分列运行情况下：
1）总电抗标么值
X (k 2)
X1
X
2
X
3
0.4 1.59 5
6.99
2) 三相短路电流周期分量有效值
I (3) k 2
I j2
X (k 2)
144.34kA 6.99
20.65kA
2020/10/22
续上页
2.计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1）电力系统的电抗标幺值 2）电力线路的电抗标幺值
X
* 1
Sj Sk
100MVA 250MVA
0.4
X
* 2
x0
L
Sj U2
av1
0.35( / km) 5km 100MVA (10.5kV )2
1.59
3）电力变压器的电抗标幺值
Im sin ，可求得积分常数，即
C Izm sin k Im sin
则得短路电流
t
ik Izm sin(t k ) (I zm sin k Im sin )e Tf i
iz i fi
式中，iz为短路电流周期分量; ifi为短路电流非周期分量。
2020/10/22
续上页
无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流曲线如下图：
3) 其他三相短路电流
i(3)
sh
1.84 20.65kA
38.00kA
I (3) sh
1.09
20.65kA
22.51kA
I (3) k 2
I (3) k2
10kV变电所电气设备的选择与校验
ｎ ｐ之 和 。 中 ｔ ａＰ可 根 据 口 ＂ 查表 得 到 ， 周期 分 量 假 想 时 间 其 ｉ ． ｍ Ｉ饥 － 非 供 电 系 统 在 发 生 短 路 时 ， 路 电 流 非 常 大 ， 此 大 的 短 路 电流 通 短 如 ｔ ａｎ ｉ ’ｐ可 以 忽 略 不计 （ ｍ 因短 路 时 间均 大 于 ｌ ） 因此 ， 想 时 间 ｔ ｓ， 假 ｉ ｍａ就 过 用 电 设 备 和 线 路 ， 产 生 很 大 的 电 动 力 和 很 高 的 温 度 ， 我 们 常 说 会 即 等 于周 期 分 量 时 间 ｔ ．。 ｌｋ ｉ Ｐ Ｏ Ｖ母 线 的假 想 时 间 如 下 表 １ 示 。 ｍａ 所 的 电动 效 应 和 热 效 应 。 两 种短 路 产 生 的效 应 对 用 电设 备及 导 体 的安 这 表 １ １ｋ Ｏ Ｖ母 线 的假 想 时 间 表 全 运行 有 很 大 的 威 胁 ， 此 ， 电气 设 计 中 电气 设 备 的 选 择 必 须 能 满 因 在
８９ ｌ ８ ＝
２３ ．
２３ ．
１ 电器 设 备 选 择 的 一般 要 求
１１ 技 术 条 件 ．
选 择 的高 压 电器 应 能 在 长 期工 作 条 件 下 和 发 生 过 电压 、 电流 的 过
１ 高 、 压 一 次 设 备 的 选 择 与 校 验 ． ４ 低 高 、 压 一 次 设 备 的 必 须 满 足 其 在～ 次 电路 正 常 情 况 下 和 短 路 故 低
地 点
保 护 动 作 断 路 器 短 路 持 续 周 期 分 量 假 想 时 时 问 跳 闸 时 １＂Ｉ 。 假 想 时 间 ３ － ｓ 间 时 间 ｓ 间 ｔｓ —
ｔ ｔ ｉ 血 ｓ
１ ｋ 母 线 ＯＶ