动、热稳定校验
1
习题一
题型：计算题
题目：某电器铭牌给出其最大短路峰值承受电流为30kA。通过计算，该电器安装处的最大三相短路
电流稳态值为16kA，且冲击系数Ksh=1.5。试计算该电器能否满足动稳定性要求。
分析与提示：计算实际承受的最大短路冲击电流。
答案：已知0kA3 msi，根据题目数据，该电器实际承受的最大短路电流瞬时值为：
mskshsh
kA9.33165.122 iIKi）（
，故该电器安装在此处不能满足短路动稳定性要求。
习题二
题型：应用题
题目：某开关柜，铭牌参数给出最大短路峰值耐受电流为0kA5 msi，但未给出母线安装间距和支撑
间距，你能否判断该开关柜母线的动稳定性？
分析与提示：考虑标配情况。
答案：开关柜作为一个成套配电装置，其峰值短路耐受电流系整个开关柜的耐受能力，自然也包括母
线。因此，只要母线选用标配规格，母线的短路动稳定性也可以直接通过msi与安装处的shi对比判断。
习题三
题型：计算题
题目：某电器铭牌给出参数为：2s热稳定电流16kA。其安装处的短路电流稳态值为21kA，假想时间
为0.65s，试校验其短路热稳定性。
分析与提示：比较热脉冲。
答案：
该电器的允许承受热脉冲为：）（skA512261 22maxQ
该电器在安装处实际承受热脉冲为：）（skA28665.012 22kQ
因为）（）（skA125 skA286 2max2kQQ，因此该电器安装在此处满足短路热稳定性要求。
习题四
题型：计算题
题目：某导体截面积为S=120mm2，热稳定系数C=143）（2mmsA，流过的最大三相稳态短路电流
为25kA，假想时间为0.6s。试校验其热稳定性。
分析与提示：直接引用公式。
答案：满足热稳定性要求的最小导体截面积为：StIS）（23imkminmm1351436.01025C ，因此
该导体不满足热稳定性要求。
习题五
题型：判断题
题目：某电器安装在一条线路首端时满足短路热稳定性要求，则将该电器安装在该线路末端时肯定满
足短路热稳定性要求，因为线路末端短路电流总是比首端小。
分析与提示：热稳定性不仅取决于短路电流大小，还取决于假想时间，假想时间包括保护动作时间，
2
末端短路保护动作时间可能比首端短路长。
答案：错误
订正：不能确定。
===注释====================================================================================
电气设备校验
电气设备校验一、动稳定校验（工业与民用供配电设计手册，第四版，P375） 采用短路电流使用计算法校验，需满足下列条件：1、短路点冲击电流（峰值）不应大于电气设备额定峰值耐受电流，即： i p ≤I PI p ：三相短路冲击电流（三相短路峰值电流），kA ；I P ：电气设备额定峰值耐受电流（额定动稳定电流I dyn 或额定机械短路电流I MCSr ），kA 。
2、短路电流在电气设备接线端子上的作用力，不应大于接线端子允许静态拉力额定值，即：F k3≤F th 或F tv F th ：电气设备接线端子允许静态水平力，N ； F tv ：电气设备接线端子允许静态垂直力，N 。
二、热稳定校验（工业与民用供配电设计手册，第四版，P381） 采用短路电流使用计算法校验。
1、电气设备能耐受短路电流流过时间内产生的热效应而不至损坏，则认为电气设备满足短路电流热稳定要求，即： Qt ≤I 2t Qt ：短路电流热效应，kA ·s ；I ：电气设备额定短时耐受电流均方根值（开断电流），kA ； t ：额定短时耐受时间，s 。
3、导体和电缆的热稳定校验 （1）导体热稳定允许的最小截面积 选用不小于计算值的导体截面积，即：3tm in 10CQ S ⨯=m in S ：导体满足热稳定所需的最小截面积，mm 2； t Q ：短路电流产生的热效应，kA 2▪s ；C ：导体的热稳定系数。
（2）电缆热稳定允许的最小截面积 选用不小于计算值的电缆截面积，即：5t m in10CQ S ⨯= m in S ：电缆满足热稳定所需的最小截面积，mm 2； t Q ：短路电流产生的热效应，kA 2▪s ；C ：电缆的热稳定系数。
三、电气设备其他要求（工业与民用供配电设计手册，第四版，P385） 1、高压交流断路器（真空断路器、SF6断路器等） ①35kV 及以下：真空断路器或SF6断路器。
②66kV 和110kV ：SF6断路器。
热稳定性校验(主焦要点
井下高压开关、供电电缆动热稳定性校验一、-350中央变电所开关断路器开断能力及电缆热稳定性校验123G 35kV 2Uz%=7.5△P N.T =12kW△P N.T =3.11kW S N.T =8MVA 6kVS1点三相短路电流计算： 35kV 变压器阻抗：222.1.u %7.5 6.30.37()1001008z N TN T U Z S ⨯===Ω⨯35kV变压器电阻：222.1.22. 6.30.0120.007()8N TN T N T U R P S =∆=⨯=Ω35kV 变压器电抗：10.37()X ===Ω电缆电抗：02(x )0.415000.087800.66()10001000i L X ⨯⨯+⨯===Ω∑电缆电阻：02(x )0.11815000.1187800.27()10001000i L R ⨯⨯+⨯===Ω∑总阻抗：21.370.66)1.06(Z ==Ω S1点三相短路电流：(3)1 3.43()d I KA === S2点三相短路电流计算：S2点所用电缆为MY-3×70+1×25，长400米，变压器容量为500KV A ，查表的：(2)2d I =2.5KAS2点三相短路电流：32d d =2.88I I KA =1、架空线路、入井电缆的热稳定性校验。
已知供电负荷为3128.02KV A ，电压为6KV ，需用系数0.62，功率因数cos 0.78φ=，架空线路长度1.5km ，电缆长度780m (1)按经济电流密度选择电缆，计算容量为3128.020.622486.37cos 0.78kp S KVA φ⨯===。
电缆的长时工作电流Ig 为239.25Ig === A按长时允许电流校验电缆截面查煤矿供电表5-15得MYJV42-3×185-6/6截面长时允许电流为479A/6kV 、大于239.25A 符合要求。
(2)按电压损失校验，配电线路允许电压损失5%得60000.1300Uy V∆=⨯=，线路的实际电压损失109.1L U COS DS φφ∆====，U ∆小于300V电压损失满足要求(3)热稳定性条件校验，短路电流的周期分量稳定性为 电缆最小允许热稳定截面积：32min d=S I mm 其中：i t ----断路器分断时间，一般取0.25s ；C----电缆热稳定系数，一般取100，环境温度35℃，电缆温升不超过120℃时，铜芯电缆聚乙烯电缆熔化温度为130℃，电缆负荷率为80％。
断路器的热稳定校验公式
断路器的热稳定校验公式
断路器的热稳定性需要满足两个条件：一是电流热稳定，即在额定电流下，断路器不会因长时间工作而温升过高；二是温度热稳定，即在不同环境温度下，断路器的温度不会超过规定的上限。
对于断路器的热稳定性校验，常用的公式是功率平衡方程。
功率平衡方程表达了断路器的功率输入与输出之间的关系，用来计算断路器在长时间工作时的热稳定性。
其公式如下：
\[P_c=P_l+P_{r}\]
其中，\(P_c\)表示断路器的额定容量，即断路器能够承受的最大电流；\(P_l\)表示断路器的负荷功率，即通过断路器的电流与负载之间的功率损耗；\(P_r\)表示断路器的热损耗，即断路器本身产生的功率损耗。
在进行热稳定性校验时，需要通过测量电流和温度等参数来确定\(P_l\)和\(P_{r}\)，并将其代入公式中进行计算。
实际应用中，还需要考虑到断路器的运行环境和工作条件，包括环境温度、负载类型和持续时间等因素，以确保断路器在长时间工作时能够保持稳定。
需要注意的是，不同类型和型号的断路器可能存在不同的热稳定性校验公式，所以在具体应用中，需要参考断路器的产品手册或相关标准进行选择和判断。
除了热稳定性校验公式，还有一些其他的指标和方法可以用来评估断路器的热稳定性，例如温升试验、过热保护试验等，这些指标和方法可以综合考虑断路器的热稳定性能，以确保其在长时间工作时的安全可靠性。
低压断路器的热稳定校验
低压断路器的热稳定校验是确保断路器在短路情况下能够正常工作的重要步骤。
以下是热稳定校验的一般过程：
确定短路电流：首先需要计算或通过测量确定低压网络中可能出现的最大短路电流。
这通常涉及到对系统的阻抗、电源容量、电缆和变压器的参数等进行综合考虑。
确定断路器的额定参数：查看断路器的铭牌或技术规格，了解其额定电流、额定电压、短路分断能力等参数。
计算短路持续时间：根据系统的设计和短路保护装置的动作特性，估算在发生短路时，短路电流持续的时间。
进行热稳定校验：将计算得到的短路电流和持续时间与断路器的额定参数进行比较。
如果短路电流超过了断路器的额定分断能力，或者持续时间超过了断路器的热稳定时间，那么该断路器可能无法在短路情况下正常工作，需要选择具有更高分断能力和更长热稳定时间的断路器。
请注意，以上步骤仅为一般性指导，实际操作中可能需要根据具体的系统设计和断路器类型进行调整。
此外，进行热稳定校验时，还需要考虑其他因素，如环境温度、散热条件等，这些因素都可能影响断路器的性能。
热稳定校验公式
热稳定校验公式（一）热稳定概念。
在电力系统中，电气设备（如导体、电器等）在短路时会通过很大的短路电流，这会使设备温度急剧升高。
热稳定校验就是要确保设备在短路电流产生的热量作用下，其温度升高不超过允许值，从而保证设备不会因为过热而损坏。
S ≥ frac{I_∞}{√(C)}√(t_ima)其中：- S为导体的截面面积（mm^2）；- I_∞为短路电流稳态值（A）；- C为热稳定系数，与导体材料及发热温度有关，例如对于铜导体在不同温度下C值不同，可以通过相关手册查询；- t_ima为短路电流假想时间（s）。
I_t^2t ≥ I_∞^2t_ima其中：- I_t为高压断路器在t秒内允许通过的热稳定电流（A）；- t为高压断路器的热稳定时间（s）；- I_∞和t_ima含义同上。
（三）短路电流假想时间t_ima的计算。
1. 对于短路时间t_k较短（t_k ≤ 1s）时。
- 如果短路电流周期分量I_p保持不变（即不考虑非周期分量的衰减），则t_ima=t_k。
- 若考虑非周期分量的衰减，t_ima=t_k+0.05（s）。
2. 对于短路时间t_k较长（t_k>1s）时。
- 由于非周期分量已经衰减完毕，t_ima=t_k。
这里的短路时间t_k等于继电保护动作时间t_pr加上断路器的全开断时间t_br，即t_k=t_pr+t_br。
（四）热稳定校验的实际应用。
1. 设计阶段。
2. 设备选型。
- 对于已有的电气设备，在接入新的电力系统或者对系统进行改造时，需要进行热稳定校验。
如果设备不满足热稳定要求，则需要更换设备或者采取其他措施（如增加限流电抗器等）来限制短路电流，以确保设备在短路情况下的安全运行。
母线动热稳定校验
动稳定与热稳定1.定义:热稳定电流是老的称呼，现称：额定短时耐受电流（I K ）在规定的使用和性能条件下，在规定的短时间内，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。
额定短时耐受电流的标准值应当从GB 762中规定的R10系列中选取，并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。
注：R10系列包括数字1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8及其与10n 的乘积动稳定电流是老的称呼，现称：额定峰值耐受电流（I P ）在规定的使用和性能条件下，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。
额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。
注：按照系统的特性，可能需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数值。
额定短路持续时间（t k ）8]开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。
额定短路持续时间的标准值为2s 。
如果需要，可以选取小于或大于2s 的值。
推荐值为0.5s,1s,3s 和4s 。
2.根据额定短时耐受电流来确定导体截面：公式：△θt a I S k *= 式中：I k --额定短时耐受电流；a —材质系数，铜为13，铝为8.5；t--额定短路持续时间；△θ—温升（K ），对于裸导体一般取180K ，对于4S 持续时间取215K 。
则：25KA/4S 系统铜母线最小截面积S=（25/13）*√4/215=260 mm 231.5KA/4S 系统铜母线最小截面积S=（31.5/13）*√4/215=330 mm 240KA/4S 系统铜母线最小截面积S=（40/13）*√4/215=420 mm 263KA/4S 系统铜母线最小截面积S=（63/13）*√4/215=660 mm 2接地母线按系统额定短时耐受电流的86.7%考虑:25KA/4S 系统接地铜母线最小截面积S=260*86.7% =225mm 231.5KA/4S 系统接地铜母线最小截面积S=330*86.7% =287mm 240KA/4S 系统接地铜母线最小截面积S=420*86.7% =370mm 263KA/4S 系统接地铜母线最小截面积S=660*86.7% =580mm 2根据以上计算,总结所用TMY 的最小规格如下:∝ jf 10jf 采用以上计算.3.根据额定峰值耐受电流来确定铜母线最大跨距(两个支撑间的最大距离)原则：作用在母线上的作用应力kg/cm≤母线允许应力;公式：△js=1.76L2i ch2*10-3/aW≤△y;△y=1400(Cu).700(Al)式中：L—母线支撑间距（cm）；a—相间距离（cm）；W——矩形母线截面系数；i ch——根据上式导出：L MAX=√1400aw 103/1.76 i ch2=√0.795*106aw/ i ch矩形母线截面系数：１／母线宽度相对时：Ｗ＝０.１６７b2h;100*10=1.67;80*8=0.8552/母线厚度相对时：Ｗ＝０.１６７bh2;100*10=16.7;80*8=8.55其中：b(cm): 母线宽度,h(cm): 母线厚度所以:对于31.5KA系统,TMY100*10母线厚度相对时,假定a=28cm(中置柜),则:L MIN==√0.795*106aw/ i ch=240(cm)=2400mm;对于31.5KA系统,TMY80*8母线厚度相对时,假定a=28cm,则:L MIN==√0.795*106aw/ i ch=1700mm;对于40KA系统,TMY100*10母线厚度相对时,假定a=28cm,则:L MIN==√0.795*106aw/ i ch=1900mm;TMY80*8母线厚度相对时,假定a=28cm,则:L MIN==√0.795*106aw/ i ch=1370mm;各种母线排列的最小跨距(mm)[280mm相距为例]母线厚度相对时母线宽度相对时母线三角排列时(估算)TMY100*1 0 TMY80*8 TMY100*1TMY80*8TMY100*1TMY80*8理论值推荐值理论值推荐值理论值推荐值理论值推荐值理论值推荐值理论值推荐值31. 5 2400 1800 170140750 700 550 500 1300 1200 950 80040 1900 1400 1370 120610 600 430 400 1050 1000 750 700就是说：1。
220kV变电站短路计算及全站动热稳定校验
186.8257835
40 5.376467518
0.2 324.2298567 120.6107377
60.30536884
120.6107377 60.30536884
130 4.4 5.8 7.2 0.000193366 0.000176017
接地刀闸或接地器至母线端部的距离lj2’为： lj2' U j0
U C1( K1)
c、I组母线按以上最小距离设置接地刀闸或接地器即： 两接地刀闸或接地器间的距离小于
接地刀闸或接地器至母线端部的距离小于 （一）B、110kV接地开关的设置(方案一):
母线接地刀闸或接地器安装间距按下述原则确定： 110kV I、II组母线
正序、负序等值阻抗图:
根据实际情况，两台主变运行时，仅一台主变中性点接地 零序等值阻抗图如下:
高压短路电流计算用标么值计算 系统基准容量 (MVA) Sb= 各母线额定电压(KV) Ur=3,6,10,13.8,15,17,18,20,23,35,60,110,132,154,220 基准电压(KV) Ub=1.05*Ur 系统基准电压(KV) Ub1=
U C1( K1)
c、I组母线按以上最小距离设置接地刀闸或接地器即： 两接地刀闸或接地器间的距离小于
接地刀闸或接地器至母线端部的距离小于 计算表明设置两组地刀，之间距离56m，至端部最大48m是满足要求的 （一）C、110kV接地开关的设置(方案二):
(1) d1Ij源自当K1点二相接地短路时Id1(1,1)=1/(X0∑//X2∑+X1∑)
I (1.1) d
mId(11,1) I j
热稳定性校验（主焦
热稳定性校验（主焦热稳定性校验(主焦井下高压开关、供电电缆动热稳定性校验一、-350中央变电所开关断路器开断能力及电缆热稳定性校验L=1.5kmX 0=0.4 /km 123G 35kV S 2S 1Uz%=7.5△P N.T =12kWUz%=4△P N.T =3.11kW S N.T =8MVA L=0.78kmX 0=0.08 /km 6kV0.66kVS1点三相短路电流计算： 35kV 变压器阻抗：222.1.u %7.5 6.30.37()1001008z N TN T U Z S ?===Ω?35kV变压器电阻：222.1.22. 6.30.0120.007()8N TN T N T U R P S =?=?=Ω35kV 变压器电抗：22221110.370.0070.37()X Z R =-=+=Ω 电缆电抗：02(x )0.415000.087800.66()10001000i L X ??+?===Ω∑电缆电阻：02(x )0.11815000.1187800.27()10001000i L R ??+?===Ω∑总阻抗：222211212()()(0.0070.27)(0.370.66) 1.06()Z R R X X =+++=+++=ΩS1点三相短路电流：(3)11 3.43()33 1.06d I KA Z ===?? S2点三相短路电流计算：S2点所用电缆为MY-3×70+1×25，长400米，变压器容量为500KV A ，查表的：(2)2d I =2.5KA S2点三相短路电流：32d d =2.883I I KA =1、架空线路、入井电缆的热稳定性校验。
已知供电负荷为3128.02KV A ，电压为6KV ，需用系数0.62，功率因数cos 0.78φ=，架空线路长度1.5km ，电缆长度780m (1)按经济电流密度选择电缆，计算容量为3128.020.622486.37cos 0.78kp S KVA φ?===。
热稳定性校验(主焦.
井下高压开关、供电电缆动热稳定性校验一、-350中央变电所开关断路器开断能力及电缆热稳定性校验123G 35kV 2Uz%=7.5△P N.T =12kW△P N.T =3.11kW S N.T =8MVA 6kVS1点三相短路电流计算： 35kV 变压器阻抗：222.1.u %7.5 6.30.37()1001008z N TN T U Z S ⨯===Ω⨯35kV变压器电阻：222.1.22. 6.30.0120.007()8N TN T N T U R P S =∆=⨯=Ω35kV 变压器电抗：10.37()X ===Ω电缆电抗：02(x )0.415000.087800.66()10001000i L X ⨯⨯+⨯===Ω∑电缆电阻：02(x )0.11815000.1187800.27()10001000i L R ⨯⨯+⨯===Ω∑总阻抗：21.370.66)1.06(Z ==Ω S1点三相短路电流：(3)1 3.43()d I KA === S2点三相短路电流计算：S2点所用电缆为MY-3×70+1×25，长400米，变压器容量为500KV A ，查表的：(2)2d I =2.5KAS2点三相短路电流：32d d =2.88I I KA =1、架空线路、入井电缆的热稳定性校验。
已知供电负荷为3128.02KV A ，电压为6KV ，需用系数0.62，功率因数cos 0.78φ=，架空线路长度1.5km ，电缆长度780m (1)按经济电流密度选择电缆，计算容量为3128.020.622486.37cos 0.78kp S KVA φ⨯===。
电缆的长时工作电流Ig 为239.25Ig === A按长时允许电流校验电缆截面查煤矿供电表5-15得MYJV42-3×185-6/6截面长时允许电流为479A/6kV 、大于239.25A 符合要求。
(2)按电压损失校验，配电线路允许电压损失5%得60000.1300Uy V∆=⨯=，线路的实际电压损失109.1L U COS DS φφ∆===，U ∆小于300V电压损失满足要求(3)热稳定性条件校验，短路电流的周期分量稳定性为 电缆最小允许热稳定截面积：32min d==17.15100S I mm 其中：i t ----断路器分断时间，一般取0.25s ；C----电缆热稳定系数，一般取100，环境温度35℃，电缆温升不超过120℃时，铜芯电缆聚乙烯电缆熔化温度为130℃，电缆负荷率为80％。
动热稳定性校验工作总结
江西省电力公司2010年变电设备动热稳定校验总结（2011年元月17日）随着供电负荷的日益增长，江西电网系统规模不断扩大，电网逐步加强，同时也造成电力系统中短路电流水平逐年增大。
为掌握电网中的电气设备是否满足由于高短路电流水平带来的更严格的要求，省公司在2010年12月组织对公司所辖变电设备开展了动热稳定校验工作。
一、校验目的此次开展的设备动热稳定性能校验主要是为了检验电力系统发生短路故障时，冲击短路电流产生的电动力是否超出设备的承受能力，导致设备的型式结构遭到破坏；以及在短路电流的作用下，设备的大幅度温升是否超过该设备所能允许的最高温度，使设备烧毁。
二、校验内容此次校验的设备包括省公司所辖的13座500kV变电站、86座220kV变电站、271座110kV变电站、4座35kV变电站的6-500kV变压器、母线、电流互感器、断路器、隔离开关、设备接地引下线、接地网等。
其中，对刚性安装的电力设备如断路器、隔离开关、电流互感器，母排等进行了动稳定性校验，对于接地引下线、接地网、断路器、隔离开关、电流互感器、变压器等进行了热稳定性校验。
三、校验设备数量（一）动稳定性校验共校验断路器7603台，其中500kV断路器129台、220kV断路器700台、110kV断路器1830台、35kV断路器762台、10kV断路器4015台、6kV断路器167台；共校验隔离开关14450组，其中500kV隔离开关267组、220kV 隔离开关2093组、110kV隔离开关4729组、35kV隔离开关1513组、10kV隔离开关5544组、6kV隔离开关304组；共校验电流互感器7383组，其中500kV电流互感器128组、220kV 电流互感器699组、110kV电流互感器1815组、35kV电流互感器669组、10kV电流互感器3875组、6kV电流互感器176组；共校验母排404段，其中35kV母排6段、10kV母排385段、6kV 母排13段。