《供配電技術(shù)[唐志平主編]》PPT電子教案,供配電技術(shù)【唐志平主編,配電,技術(shù),唐志平,主編,PPT,電子,教案 第五章第五章電氣氣設(shè)備的的選擇 電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計的重要步驟，其選擇的恰當(dāng)與否將影響到整個系統(tǒng)能否安全可靠的運行，故必須遵循一定的選擇原則。本章對常用的高、低壓電器即高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)、儀用互感器、母線、絕緣子、高低壓熔斷器及成套配電裝置（高壓開關(guān)柜）等分別介紹了其選擇方法，為合理、正確使用電氣設(shè)備提供了依據(jù)。第一節(jié)電氣設(shè)備選擇的一般原則第二節(jié)高壓開關(guān)電器的選擇第三節(jié)互感器的選擇第四節(jié) 母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇第五節(jié)高壓開關(guān)柜的選擇第六節(jié) 低壓熔斷器選擇第七節(jié) 低壓斷路器選擇第一節(jié)第一節(jié) 電氣設(shè)備選擇的一般原則電氣設(shè)備選擇的一般原則1按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備（1）根據(jù)電氣裝置所處的位置（戶內(nèi)或戶外）、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設(shè)備型號等。（2）按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓 UN UWN（3）按最大負荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流IN Imax或 IN Ic 2按短路條件校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定(1)動穩(wěn)定校驗 或 式中，imax為電氣設(shè)備的極限通過電流峰值；Imax為電氣設(shè)備的極限通過電流有效值。(2)熱穩(wěn)定校驗 式中,It為電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流；t為熱穩(wěn)定時間。3開關(guān)電器斷流能力校驗對具有斷流能力的高壓開關(guān)設(shè)備需校驗其斷流能力，開關(guān)設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點最大三相短路容量。即：或SSk.max第二節(jié)高壓開關(guān)電器的選擇高壓開關(guān)電器的選擇高壓開關(guān)電器主要指高壓斷路器、高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)和高壓負荷開關(guān)。具體選擇如下：1根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件選擇設(shè)備的型號2按正常條件選擇設(shè)備的額定電壓和額定電流3動穩(wěn)定校驗 或 4熱穩(wěn)定校驗 5開關(guān)電器斷流能力校驗 Soc Skmax或 式中，Ioc、Soc為制造廠提供的最大開斷電流和開斷容量。一、高壓斷路器選擇一、高壓斷路器選擇按斷路器使用場合、環(huán)境條件來選擇型號，然后再選擇額定電壓、額定電流值，最后校驗動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和斷流容量。例例5-15-1 試選擇某35KV變電所主變次總高壓開關(guān)柜的高壓斷路器，已知變壓器35/10.5kV,5000KVA,三相最大短路電流為3.35kA，沖擊短路電流為8.54kA，三相短路容量為60.9MVA，繼電保護動作時間為1.1s。解：解：因為戶內(nèi)型，故選擇戶內(nèi)少油斷路器。根據(jù)變壓器二次側(cè)額定電流選擇斷路器的額定電流。查附錄表查附錄表A-4A-4，選擇選擇SN10-10I/630SN10-10I/630型少油斷路器，其型少油斷路器，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)及安裝地點電氣條件和有關(guān)技術(shù)參數(shù)及安裝地點電氣條件和計算選擇結(jié)果計算選擇結(jié)果列于下表，可見斷路器的參數(shù)均大于裝設(shè)地點的電氣列于下表，可見斷路器的參數(shù)均大于裝設(shè)地點的電氣條件，選斷路器合格。條件，選斷路器合格。表表5-2高壓斷路器選擇校驗表序號SN10-10I/630選擇要求裝設(shè)地點電氣條件結(jié)論項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)1UN10kVUW.N10kV合格2IN630AIC275A合格3I.N16kAIK(3)3.35kA合格4imax40kAish(3)8.54kA合格5It2 41624=1024kA2SI2tima(3.2)2(1.1+0.1)=13.5kA2S合格二、高壓隔離開關(guān)選擇二、高壓隔離開關(guān)選擇隔離開關(guān)只需要選擇額定電壓和額定電流，校驗動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。例例5-2按例5-1所給的電氣條件，選擇柜內(nèi)隔離開關(guān)。解：解：由于由于1010kVkV出線控制采用成套開關(guān)柜，選擇出線控制采用成套開關(guān)柜，選擇GNGN-10T/60010T/600高壓隔離開關(guān)。選擇計算結(jié)果列于下表。高壓隔離開關(guān)。選擇計算結(jié)果列于下表。序號GN-10T/600選擇 要求安裝地點電氣條件結(jié)論項目數(shù)據(jù)項目計算數(shù)據(jù)1UN10kVUW.N10kV合格2IN600AIC275A合格3imax52kAish(3)8.54kA合格4It2t2025=2000kA2SI2tima(3.35)2(1.1+0.1)=13.5kA2S合格三、三、高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器的選擇1.保護線路的熔斷器的選擇(1)熔斷器的額定電壓UNFU應(yīng)等于線路的額定電壓UNUNFU=UN(2)熔體額定電流INFE不小于線路計算電流Ic，即INFEIc(3)熔斷器額定電流INFU不小于熔體的額定電流INFE。INFU INFE(4)熔斷器斷流能力校驗 對限流式熔斷器（如RN1型）其斷流能力Ioc應(yīng)滿足 II(3)式中，I“(3)為熔斷器安裝地點的三相次暫態(tài)短路電流的有效值。對非限流式熔斷器(RW型),其斷流能力應(yīng)大于三相短路沖擊電流有效值：IIsh(3)對斷流能力有下限值的熔斷器(RW型)還應(yīng)滿足:IminIK(2)式中，Imin為熔斷器分斷電流下限值；Ik(2)為線路末端兩相短路電流。2.保護電力變壓器（高壓側(cè)）的熔斷器熔體額定電流的選擇(1)熔斷器熔斷器型號的選擇的選擇 戶內(nèi)熔斷器選擇熔斷器選擇RN1型,戶外熔斷器選擇熔斷器選擇RW型。（2）熔體額定電流INFE的選擇的選擇 熔斷器熔體額定電流應(yīng)滿足：INFE=(1.52.0)I1NTINFE-熔斷器熔體額定電流；I1NT-變壓器一次繞組額定電流。3.保護電壓互感器的熔斷器熔體額定電流的選擇因為電壓互感器二次側(cè)電流很小，故選擇RN2型專用熔斷器作電壓互感器短路保護，其熔體額定電流為0.5A。第三節(jié) 互感器的選擇一、電流互感器選擇一、電流互感器選擇高壓電流互感器二次側(cè)線圈一般有一至數(shù)個不等,其中一個二次線圈用于測量,其他二次線圈用于保護。1.電流互感器的主要性能(1)準(zhǔn)確級 電流互感器測量線圈的準(zhǔn)確級設(shè)為0.1、0.2、0.5、1、3、5六個級別（數(shù)值越小越精確），保護用的互感器或線圈的準(zhǔn)確級一般為級和10級兩種,電流誤差分別為和，其復(fù)合誤差分別為5和10。(2)線圈鐵芯特性 測量用的電流互感器的鐵芯在一次電路短路時易于飽和,以限制二次電流的增長倍數(shù)，保護儀表。保護用的電流互感器鐵芯則在一次電流短路時不應(yīng)飽和，二次電流與一次電流成比例增長，以保證靈敏度要求。(3)變流比與二次額定負荷 電流互感器的一次額定電流有多種規(guī)格可供用戶選擇,二次繞組回路所帶負荷不應(yīng)超過額定負荷值。2.電流互感器的選擇 (1)電流互感器型號的選擇 根據(jù)安裝地點和工作要求選擇電流互感器的型號。(2)電流互感器額定電壓的選擇電流互感器額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)點線路額定電壓。(3)電流互感器變比選擇 根據(jù)一次負荷計算電流Ic選擇電流互感器變比。電流互感器一次側(cè)額定電流有20、30、40、50、75、100、150、200、300、400、600、800、1000、1200、1500、2000（A）等多種規(guī)格，二次側(cè)額定電流均為5A。（4)電流互感器準(zhǔn)確度選擇及校驗準(zhǔn)確度選擇的原則：計量用的電流互感器的準(zhǔn)確度選0.20.5級，測量用的電流互感器的準(zhǔn)確度選1.03.0級。準(zhǔn)確度校驗公式為：S2S2NS2Si+（RWL+RXC）式中，Si、Zi為二次回路中的儀表、繼電器線圈的額定負荷(VA)和阻抗()；為二次回路中所有接頭、觸點的接觸電阻，一般取0.1；為二次回路導(dǎo)線電阻5.電流互感器動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗（1）動穩(wěn)定度校驗Kes動穩(wěn)定倍數(shù)（2）熱穩(wěn)定度校驗（KtI1N）2tI(3)2timaKt熱穩(wěn)定倍數(shù)例例5-3 5-3 按例5-1電氣條件，選擇柜內(nèi)電流互感器。已知電流互感器采用兩相式接線，如圖所示，其中0.5級二次繞組用于測量，接有三相有功電度表和三相無功電度表各一只，每一電流線圈消耗功率0.5VA，電流表一只，消耗功率3VA。電流互感器二次回路采用BV-500-12.5mm2的銅芯塑料線,互感器距儀表的單向長度為2m。解：解：根據(jù)變壓器10kV額定電流275A，查附錄表7，選變比為400/5 A的LQJ-10型電流互感器，Kes=160，Kt=75，0.5級二次繞組的Z2N=0.4。(1)準(zhǔn)確度校驗S2n =52 S2Si+（）=（0.5+0.5+3）+52 2/(532.5)+0.1=7.1510VA（2）動穩(wěn)定校驗KesI1N=1601.4140.4=90.50ish=8.54kA 滿足動穩(wěn)定要求。（3）熱穩(wěn)定度校驗（Kt I1N）2 t=（750.4）21=900 I(3)2 tima=3.3521.2=13.5KA2S滿足熱穩(wěn)定要求。所以選擇LQJ-10 400/5A型電流互感器滿足要求。故滿足準(zhǔn)確度要求。二、電壓互感器選擇二、電壓互感器選擇1按裝設(shè)點環(huán)境及工作要求選擇電壓互感器型號2電壓互感器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)點線路額定電壓3按測量儀表對電壓互感器準(zhǔn)確度要求選擇并校驗準(zhǔn)確度計量用電壓互感器準(zhǔn)確度選0.5級以上，測量用的準(zhǔn)確度選1.03.0級，保護用的準(zhǔn)確度為3P級和6P級。準(zhǔn)確度校驗:二次側(cè)負荷S2應(yīng)不大于電壓互感器二次側(cè)額定容量，即S2S2N式中，和 分別為儀表、繼電器電壓線圈消耗的總有功功率和總無功功率。例5-4 例5-1總降變電所10kV母線上配置三只單相三繞組電壓互感器，采用Y0/Y0/接法，作母線電壓、各回路有功電能和無功電能測量及母線絕緣監(jiān)視用。電壓互感器和測量儀器的接線如圖所示。若該母線共有四路出線，每路出線裝設(shè)三相有功電度表和三相無功電度表及功率表各一只，每個電壓線圈消耗的功率為1.5VA，四只電壓表，其中三只分別接于各相，作相電壓監(jiān)視，另一只電壓表用于測量各線電壓，電壓線圈的負荷均為4.5VA。電壓互感器 側(cè)電壓繼電器線圈消耗功率為2.0VA。試選擇電壓互感器，校驗其二次負荷是否滿足準(zhǔn)確度要求。解：解：根據(jù)要求查附錄表8，選三只JDZJ-10型電壓互感器電壓比為10000/：100/V，0.5級二次繞組（單相）額定負荷為50VA。除三只電壓表分別接于相電壓外，其余設(shè)備的電壓線圈均接于AB或BC線電壓間，可將其折算成相負荷，B相的負荷最大，若不考慮電壓線圈的功率因數(shù)，接于線電壓的負荷折算成單相負荷為B相負荷為S2=4.5+SB=4.5+SAB=4.5+4.5+4(1.5+1.5+1.5)=27(VA)50(VA)故二次負荷滿足準(zhǔn)確度要求。第四節(jié)第四節(jié) 母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇一、一、母線選擇母線選擇母線都用支柱支柱絕緣子固定在開關(guān)柜上，因而無電壓要求，其選擇條件如下：1.型號選擇 母線的種類有矩形母線和管形母線，母線的材料有銅、鋁。目前變電所的母線除大電流采用銅母線以外，一般盡量采用鋁母線。變配電所高壓開關(guān)柜上的高壓母線，通常選用硬鋁矩形母線（LMY）。2.母線截面選擇(1)對一般匯流母線按計算電流選擇母線截面 Ial Ic式中，Ial為匯流母線允許的載流量(A)；Ic為匯集到母線上的計算電流(A)(2)對年平均負荷、傳輸容量較大時，宜按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面Sec=Ic/jec式中，jec為經(jīng)濟電流密度，Sec為母線經(jīng)濟截面。3.硬母線動穩(wěn)定校驗 al c式中，al為母線最大允許應(yīng)力(Pa)，硬鋁母線（LMY）al=70Mpa，硬銅母線（TMY）al=140Mpa；c為母線短路時沖擊電流ish(3)產(chǎn)生的最大應(yīng)力。4.母線熱穩(wěn)定校驗式中，I(3)為三相短路穩(wěn)態(tài)電流(A)，tima為假想時間(s)；C為導(dǎo)體的熱穩(wěn)定計算系數(shù)。二、二、支柱絕緣子的選擇支柱絕緣子的選擇1、按使用場所（戶內(nèi)、戶外）選擇型號；2、選擇額定電壓；3、校驗動穩(wěn)定 FC(3)K Fal 式中，F(xiàn)al為支柱絕緣子最大允許機械破壞負荷（見表5-4）；按彎曲破壞負荷計算時，K=0.6，按拉伸破壞負荷計算時，K=1；Fc（3）為短路時沖擊電流作用在絕緣子上的計算力，母線在絕緣子上平放時，按Fc（3）=F（3）計算，母線豎放時，則Fc（3）=1.4 F（3）。三、穿墻套管的選擇三、穿墻套管的選擇1使用場所選擇結(jié)構(gòu)型式選擇額定電壓；2選擇額定電流；3校驗動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。4動穩(wěn)定校驗 Fc0.6FalFc=K(l1+l2)/aish(3)210-7N 式中，式中，F(xiàn)c為三相短路沖擊電流作用于穿墻套管上的計算力為三相短路沖擊電流作用于穿墻套管上的計算力（N）；）；Fal為為穿墻套管允許的最大抗彎破壞負荷（穿墻套管允許的最大抗彎破壞負荷（N）；）；l1為為穿墻穿墻 套管與最近一個支柱絕緣子之間的距離（套管與最近一個支柱絕緣子之間的距離（m），），l2為套管本身的長為套管本身的長度（度（m），），a為相間距離，為相間距離，K=0.862。5.熱穩(wěn)定校驗I(3)2timaIt2t式中，It為熱短時的電流有效值；t為熱穩(wěn)定短路電流有效值試驗時間。例例5-5 5-5 選擇例5-1總降變電所 10kV室內(nèi)母線，已知鋁母線的經(jīng)濟電流密度為1.15，假想時間為1.2s，母線水平放置在支柱絕緣子上，型號為ZA-10Y，跨距為1.1m,母線中心距為0.3m，變壓器10KV套管引入配電室穿墻套管型號為CWL-10/600，相間距離為0.22m，與最近一個支柱絕緣子間的距離為1.8m，試校驗?zāi)妇€、支柱絕緣子、穿墻套管是否滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求。解：（1）選擇LMY硬鋁母線，其按經(jīng)濟截面選擇：查附錄表A-12-2，選擇LMY-3（505）。（2）母線動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗?zāi)妇€動穩(wěn)定校驗三相短路電動力彎曲力矩按大于2檔計算(m3)計算應(yīng)力為母線滿足動穩(wěn)定要求母線熱穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定最小截面為母線實際截面為S=505=250(mm2)=50.3(mm2)母線滿足熱穩(wěn)定要求(3)支柱絕緣子動穩(wěn)定校驗查表5-4支柱絕緣子最大允許的機械破壞負荷(彎曲)為3.75kN,KFal=0.63.75103=2250(N)Fc(3)KFal故支柱絕緣子滿足動穩(wěn)定要求(4)穿墻套管動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定度校驗：查表5-5Fal=7.5kN，l2=0.56m；l1=1.8m，a=0.22m,按式(5-30)則:=0.6Fal=0.67.5103=4500(N)Fc0.6Fal穿墻套管滿足動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗:額定電流為600A的穿墻套管5秒熱短時電流有效值為12kA，根據(jù)式（5-31）：=21kA 斷流能力滿足要求。3導(dǎo)線與熔斷器的配合校驗：熔斷器作短路保護,導(dǎo)線為絕緣導(dǎo)線時：KoL=2.5、查附表13-2 Ial=48A。INFE=80A1.3靈敏度滿足要求。所選低壓斷路器為DW15-200或DW15-400Y，脫扣器額定電流為200A。習(xí)題習(xí)題1.根據(jù)根據(jù) 選擇電氣設(shè)備的型號。選擇電氣設(shè)備的型號。2.按短路條件校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定按短路條件校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定,如如、等等電氣設(shè)備電氣設(shè)備。3.電纜只需校驗電纜只需校驗，支柱絕緣子只需校驗支柱絕緣子只需校驗。4.斷路器既要校驗斷路器既要校驗和和，也要校驗也要校驗。5.高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜回路方案號回路方案號根據(jù)根據(jù)選擇。選擇。1.工作要求和環(huán)境條件工作要求和環(huán)境條件。2.隔離開關(guān)、電流互感器、穿墻套管、母線。3.熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定。4.熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定、斷流能力。5.主接線。