第五章短路電流計(jì)算及電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)本章教學(xué)要求1.了解三相交流電網(wǎng)短路的過渡過程。2.掌握無限大電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算。3.了解短路電流的熱效應(yīng)和力效應(yīng)產(chǎn)生的原因，掌握電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。

重點(diǎn)：1.短路電流計(jì)算；2.電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。本章內(nèi)容

短路是指不同相之間，相對中線或地線之間的直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗連接。本章討論和計(jì)算供配電系統(tǒng)在短路故障情況下的電流（簡稱短路電流），短路電流計(jì)算的目的主要是供母線、電纜、設(shè)備的選擇和繼電保護(hù)整定計(jì)算之用。本章內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)無限大容量電源系統(tǒng)三相短路分析第三節(jié)無限大容量電源條件下系統(tǒng)三相短路電

流計(jì)算第四節(jié)兩相\單相短路電流計(jì)算和電壓短路電流計(jì)算第六節(jié)感應(yīng)電動機(jī)對短路電流的影響第七節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)第一節(jié)概述一、短路的種類三相交流系統(tǒng)的短路的種類主要有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。第一節(jié)概述二、短路的原因(1)電力系統(tǒng)中電器設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞。

造成絕緣損壞的原因主要有設(shè)備絕緣自然老化，操作過電壓，大氣過電壓，絕緣受到機(jī)械損傷等。(2)運(yùn)行人員不遵守操作規(guī)程，如帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)，檢修后忘拆除地線合閘。(3)鳥獸跨越在裸露導(dǎo)體上。第一節(jié)概述三、短路的危害1.短路產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)體溫度升高，將絕緣損壞。2.短路產(chǎn)生巨大的電動力，使電氣設(shè)備受到機(jī)械損壞。3.短路使系統(tǒng)電壓降低，電流升高，電器設(shè)備正常工作受到破壞。4.短路造成停電，給國民經(jīng)濟(jì)帶來損失，給人民生活帶來不便。5.嚴(yán)重的短路將電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使同步發(fā)電機(jī)失步。6.單相短路產(chǎn)生的不平衡磁場，對通信線路和弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。第一節(jié)概述四、防止短路對策預(yù)防性試驗(yàn)正確安裝和維護(hù)防雷設(shè)備文明施工嚴(yán)格遵守操作規(guī)程問題1．計(jì)算短路電流有意義嗎？需不需要計(jì)算？２．應(yīng)如何計(jì)算？３．短路電流點(diǎn)如何確定？４．在供電設(shè)計(jì)中哪些地方要用到短路電流（猜猜看）？第一節(jié)概述五、短路電流計(jì)算的目的1.正確地選擇和校驗(yàn)各種電器設(shè)備2.計(jì)算和整定保護(hù)短路的繼電保護(hù)裝置3.選擇限制短路電流的電器設(shè)備第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析一、無限大容量系統(tǒng)所謂“無限大容量系統(tǒng)”指端電壓保持恒定，沒有內(nèi)部阻抗以及容量無限大的系統(tǒng)。

理論上，無限大容量系統(tǒng)：SS=∞，XS=0，US=常數(shù)；實(shí)際上，無限大容量系統(tǒng)：SS=某值，XS≠0，US=常數(shù)。第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析二、無限大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過程1、正常運(yùn)行設(shè)電源相電壓為正常運(yùn)行電流為式中，電流幅值阻抗角第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析2.三相短路分析無限大容量系統(tǒng)三相短路圖

（a）系統(tǒng)圖第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析無限大容量系統(tǒng)三相短路圖

（b）三相電路圖

（c）單相等效電路圖第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析設(shè)在圖中k點(diǎn)發(fā)生三相短路。定性分析：三相短路，阻抗突變，發(fā)生暫態(tài)過渡過程，k點(diǎn)右側(cè)，沒有電源，電流衰減到零，k點(diǎn)左側(cè)有電源，Z↓，I↑，I不突變，出現(xiàn)周期容量定量分析：短路電流應(yīng)滿足微分方程。第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析短路電流應(yīng)滿足微分方程：其解為：其中短路電流周期分量幅值：為短路回路阻抗角；為短路回路時(shí)間常數(shù)；為短路電流非周期分量初值。第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析在短路瞬間t=0時(shí)，短路前工作電流與短路后短路電流相等，即：由上式求出inp0，并帶入ik表達(dá)式中，則：第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析無限大容量系統(tǒng)三相短路時(shí)的短路電流波形圖

第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析三.最嚴(yán)重三相短路的短路電流產(chǎn)生最嚴(yán)重短路電流的條件：(1)短路瞬時(shí)電壓過零a=0或180°(2)短路前空載或cosj=1(3)短路回路純電感jk=90°

將Im=0，a=0，jk=90°代入上式，得第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析最嚴(yán)重三相短路時(shí)的電流波形圖第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析四、三相短路的有關(guān)物理量1.短路電流周期分量有效值IP式中，Uav=1.05UN(kV)，線路平均額定電壓；(Ω)，為短路回路總阻抗。2.次暫態(tài)短路電流次暫態(tài)短路電流是短路電流周期分量在短路后第一個(gè)周期的有效值，用I″表示。在無限大容量系統(tǒng)中，短路電流周期分量不衰減，即I″=IP

第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析3.短路全電流有效值由于短路電流含有非周期性分量，短路全電流不是正弦波，短路過程中短路全電流的有效值Ik(t)，是指以該時(shí)間t為中心的一個(gè)周期內(nèi)短路全電流瞬時(shí)值的均方根值，即第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析4.短路沖擊電流和沖擊電流有效值（1）短路沖擊電流ish是短路全電流的最大瞬時(shí)值，出現(xiàn)在短路后半個(gè)周期，即t=0.01秒時(shí)，得

為短路電流沖擊系數(shù)。純電阻性電路，ksh=1；純電感性電路，ksh=2。因此1≤ksh≤2。第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析（2）短路沖擊電流有效值Ish是短路后第一個(gè)周期的短路全電流有效值。在高壓系統(tǒng)發(fā)生三相短路，可取ksh=1.8，因此Ish=1.52IP

在低壓系統(tǒng)發(fā)生三相短路，可取ksh=1.3

，因此Ish=1.09IP

第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析5.穩(wěn)態(tài)短路電流I∞穩(wěn)態(tài)短路電流有效值是短路電流非周期分量衰減完后的短路電流有效值，用I∞表示。在無限大容量系統(tǒng)中，I∞＝Ip。

第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析6.短路容量Sk

三相短路容量是選擇斷路器時(shí)，校驗(yàn)其斷路能力的依據(jù)，它根據(jù)計(jì)算電壓即平均額定電壓進(jìn)行計(jì)算，即式中，Sk為三相短路容量（MVA）；Uav為短路點(diǎn)所在級的線路平均額定電壓（kV）；Ik為短路電流（kA）。第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算

通常采用標(biāo)幺值計(jì)算，以簡化計(jì)算，便于比較分析。一、標(biāo)幺制用相對值表示元件的物理量，稱為標(biāo)幺制。容量、電壓、電流、阻抗的標(biāo)幺值分別為第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算基準(zhǔn)容量Sd、基準(zhǔn)電壓Ud、基準(zhǔn)電流Id和基準(zhǔn)阻抗Zd亦遵循功率方程和電壓方程。四個(gè)基準(zhǔn)值中只有二個(gè)基準(zhǔn)值是獨(dú)立的，通常選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，按下式求出基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)阻抗?；鶞?zhǔn)值的選取是任意的，但為簡化計(jì)算，取Sd=100MVA,

Ud=Uav第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算注意：

用基準(zhǔn)容量和元件所在電壓等級的基準(zhǔn)電壓計(jì)算的阻抗標(biāo)幺值，和將元件的阻抗換算到短路點(diǎn)所在的電壓等級，再用基準(zhǔn)容量和短路點(diǎn)所在電壓等級的基準(zhǔn)電壓計(jì)算的阻抗標(biāo)幺值相同，即變壓器的變比標(biāo)幺值等于1，從而避免了多級電壓系統(tǒng)中阻抗的換算。短路回路總電抗的標(biāo)幺值可直接由各元件的電抗標(biāo)幺值相加而得。第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算問題：誰能總結(jié)一下，短路電流計(jì)算采用標(biāo)幺制的好處？第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算采用標(biāo)幺制計(jì)算短路電流其優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算簡單、清晰；變壓器的變比標(biāo)幺值等于1；相值、線值的標(biāo)幺值相等。第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算二、短路回路元件的標(biāo)幺值阻抗1、線路的電抗標(biāo)幺值式中，l為線路長度(km)，R0和X0為線路單位長度的電阻電抗(Ω/km)，Sd為基準(zhǔn)容(MVA)，Ud為線路所在電壓等級的基準(zhǔn)電壓(kV)。第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算2、變壓器的電抗標(biāo)幺值式中，SN為額定容量(MVA)為Uk%阻抗電壓。3．電抗器的電抗標(biāo)幺值式中，UL.N電抗器的額定電壓、IL.N為電抗器的額定電流、電抗器的電抗百分?jǐn)?shù)XL%第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算4．電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值①無限大容量系統(tǒng)XS=0②已知系統(tǒng)電抗有名值XS③已知系統(tǒng)的短路容量Sk④已知系統(tǒng)出口斷路器的短路容量Soc第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算5．短路回路總阻抗若Rk*＜1/3Xk*

時(shí)，可略去電阻，Zk*=Xk*。第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算三、三相短路電流計(jì)算無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流的周期分量的幅值和有效值保持不變，短路電流的有關(guān)物理量I″、Ish、ish、I∞和Sk都與短路電流周期分量有關(guān)。因此，只要算出短路電流周期分量的有效值，短路其它各量按前述公式很容易求得，采用的標(biāo)幺值計(jì)算。第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算1．三相短路電流周期分量有效值

短路電流周期分量有效值的標(biāo)幺值等于短路回路總阻抗標(biāo)幺值的倒數(shù)。即短路電流周期分量有效值為第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算2、沖擊短路電流沖擊短路電流和沖擊短路電流有效值為高壓ish=2.55Ik

Ish=1.52Ik

低壓ish=1.84Ik

Ish=1.09Ik第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算3、三相短路容量或上式表示，三相短路容量數(shù)值上等于基準(zhǔn)容量與三相短路電流標(biāo)幺值或與三相短路容量標(biāo)幺值的乘積，三相短路容量的標(biāo)幺值等于三相短路電流的標(biāo)幺值。第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算4、短路電流的計(jì)算步驟①畫出短路計(jì)算系統(tǒng)圖，包含與短路計(jì)算所有元件的單線系統(tǒng)，標(biāo)出元件的參數(shù)，短路點(diǎn)。②畫出短路計(jì)算系統(tǒng)圖的等值電路圖，一個(gè)元件用一個(gè)電抗表示，電源用一個(gè)小圓表示，并標(biāo)出短路點(diǎn)，同時(shí)標(biāo)出元件的序號和阻抗值，一般分子標(biāo)序號，分母標(biāo)阻抗值。③選基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算元件的標(biāo)幺值電抗。第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算④簡化等值電路圖，求出短路總阻抗標(biāo)幺值。簡化時(shí)電路的各種簡化方法都可以使用，如串聯(lián)、并聯(lián)、Δ-Y或Y-Δ變換、等電位法等。⑤計(jì)算短路電流標(biāo)幺值，短路電流有名值和短路其它各量。即短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量。線路額定電壓(kV)2201103510630.380.22線路平均額定電壓(kV)2301153710.56.33.150.40.23第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算例3-1

試求圖中供電系統(tǒng)總降變電所10kV母線上k1點(diǎn)和車間變電所380V母線上k2點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流和短路容量，以及k2點(diǎn)三相短路流經(jīng)變壓器3T一次繞組的短路電流。第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算解：1．由上面短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖畫出短路電流計(jì)算等效電路圖,如下圖所示。由斷路器斷流容量估算系統(tǒng)電抗，用X1表示。第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算2．取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ud=Uav，三個(gè)電壓的基準(zhǔn)電壓分別為：第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值：系統(tǒng)S線路1WL變壓器1T和2T線路2WL變壓器3T第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算3、計(jì)算k1點(diǎn)三相短路時(shí)的短路電流（1）計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值，短路回路總阻抗為（2）計(jì)算k1點(diǎn)所在電壓級的基準(zhǔn)電流（3）計(jì)算短路電流各值第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算4．計(jì)算k2點(diǎn)三相短路時(shí)的短路電流（1）計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值，總阻抗標(biāo)幺值為（2）計(jì)算k2點(diǎn)所在電壓級的基準(zhǔn)電流（3）計(jì)算k2點(diǎn)三相短路時(shí)短路各量

第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算5．計(jì)算k2點(diǎn)三相短路流經(jīng)變壓器3T一次繞組的短路電流I’k2，有二種計(jì)算方法。（1）方法1由短路計(jì)算等效電路圖中可看出：k2點(diǎn)短路時(shí)流經(jīng)變壓器3T一次繞組的三相短路電流標(biāo)幺值與短路點(diǎn)k2的短路電流標(biāo)幺值相同，用變壓器3T一次繞組所在電壓級的基準(zhǔn)電流便可求出流經(jīng)變壓器3T一次繞組的短路電流。第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算（2）方法2將k2點(diǎn)三相短路電流變換到變壓器3T的一次側(cè)，此時(shí)變壓器變比應(yīng)采用平均額定電壓，即基準(zhǔn)電壓變比。第四節(jié)兩相和單相短路電流計(jì)算目的：用于繼電保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)。一、兩相短路電流的計(jì)算無限大容量系統(tǒng)兩相短路示意圖第四節(jié)兩相和單相短路電流計(jì)算1.

無限大容量系統(tǒng)兩相短路電流無限大容量系統(tǒng)兩相短路電流時(shí)，其短路電流為：式中，Uav為短路點(diǎn)的平均額定電壓，Zk為短路回路一相總阻抗。第四節(jié)兩相和單相短路電流計(jì)算2.兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系

兩相短路電流計(jì)算公式與三相短路電流計(jì)算公式相比，可得兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系，并同樣適用于沖擊短路電流，即

因此，無限大容量系統(tǒng)短路時(shí)，兩相短路電流較三相短路電流小。第四節(jié)兩相和單相短路電流計(jì)算二、單相短路電流的計(jì)算在工程計(jì)算中，大接地電流系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)發(fā)生單相短路時(shí)，單相短路電流：式中，Ｕav為短路點(diǎn)的平均額定電壓；ZP-0為單相短路回路相線與大地或中線的阻抗，可按下式計(jì)算：RT、XT為變壓器的相等效電阻和電抗；RP-0、XP-0為相線與大地或中線回路的電阻和電抗。因此，在無限大容量系統(tǒng)中或遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)處短路時(shí)，單相短路電流較三相短路電流小。第五節(jié)電動機(jī)對三相短路電流的影響供配電系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，接在短路點(diǎn)附近運(yùn)行的電動機(jī)的反電勢可能大于電動機(jī)所在處系統(tǒng)的殘壓，此時(shí)電動機(jī)將和發(fā)電機(jī)一樣，向短路點(diǎn)饋送短路電流。同時(shí)電動機(jī)迅速受到制動，它所提供的短路電流很快衰減，一般只考慮電動機(jī)對沖擊短路電流的影響，如圖所示。第五節(jié)電動機(jī)對三相短路電流的影響電動機(jī)提供的沖擊短路電流可按下式計(jì)算：式中，ksh·M為電動機(jī)的短路電流沖擊系數(shù)，低壓電動機(jī)取1.0，高壓電機(jī)取1.4~1.6；為電動機(jī)的次暫態(tài)電勢標(biāo)幺值；為電動機(jī)的次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值；IN·M為電動機(jī)額定電流。第五節(jié)電動機(jī)對三相短路電流的影響實(shí)際計(jì)算中，只有當(dāng)高壓電動機(jī)單機(jī)或總?cè)萘看笥?000kW，低壓電動機(jī)單機(jī)或總?cè)萘看笥?00kW，在靠近電動機(jī)引出端附近發(fā)生三相短路時(shí)，才考慮電動機(jī)對沖擊短路電流的影響，考慮電動機(jī)的影響后，短路點(diǎn)的沖擊短路電流為：

ish.Σ=ish+ish.M

課后作業(yè)P633-13問題1。應(yīng)該如何選設(shè)備？（設(shè)想一下）2。生活中遇到過選擇電氣（電器）設(shè)備的工作嗎？第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流非常大。短路電流通過導(dǎo)體或電器設(shè)備，會產(chǎn)生很大的電動力和產(chǎn)生很高的溫度，稱為短路的電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)。第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)一、短路電流的電動力效應(yīng)導(dǎo)體通過電流時(shí)相互間電磁作用產(chǎn)生的力，稱為電動力。正常工作時(shí)電流不大，電動力很小。短路時(shí)，特別是短路沖擊電流流過瞬間，產(chǎn)生的電動力最大。第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)1.兩平行載流導(dǎo)體間的電動力兩導(dǎo)體間由電磁作用產(chǎn)生的電動力的方向由左手定則決定，大小相等，由下式?jīng)Q定:第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)式中，l為導(dǎo)體的兩相鄰支持點(diǎn)間的距離(cm)；a為兩導(dǎo)體軸線間距離(cm)；Kf為形狀系數(shù)，圓形、管形導(dǎo)體Kf=1，矩形導(dǎo)體根據(jù)和查P63圖3-12曲線。第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)2.三相平行載流導(dǎo)體間的電動力⑴三相短路產(chǎn)生的最大電動力為：第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)⑵兩相短路產(chǎn)生的最大電動力為：由于兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關(guān)系為：兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動力也具有下列關(guān)系：由此可見，三相短路時(shí)導(dǎo)體受到的電動力比兩相短路時(shí)導(dǎo)體受到的電動力大。第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)二、短路電流的熱效應(yīng)1.短路發(fā)熱特點(diǎn)導(dǎo)體通過電流，產(chǎn)生電能損耗，轉(zhuǎn)換成熱能，使導(dǎo)體溫度上升。

正常運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)體通過負(fù)荷電流，產(chǎn)生熱能使導(dǎo)體溫度升高，同時(shí)向?qū)w周圍介質(zhì)散失。當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于向介質(zhì)散失的熱量，導(dǎo)體的溫度維持不變。第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

短路時(shí)由于繼電保護(hù)裝置動作切除故障，短路電流的持續(xù)時(shí)間很短，近似認(rèn)為很大的短路電流在很短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的很大熱量全部用來使導(dǎo)體溫度升高，不向周圍介質(zhì)散熱，即短路發(fā)熱是絕熱過程。由于導(dǎo)體溫度上升很快，導(dǎo)體的電阻和比熱不是常數(shù)，而是隨溫度變化。第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)2.短路熱平衡方程

短路時(shí)導(dǎo)體溫度的變化短路發(fā)熱可近似為絕熱過程，短路時(shí)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的能量等于導(dǎo)體溫度升高吸收的能量，導(dǎo)體的電阻率和比熱也隨溫度變化，其熱平衡方程如下：第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)將代入上式得：整理得：式中，r

0是導(dǎo)體0℃時(shí)的電阻率(Ω?mm2/km)；a為r

0

的溫度系數(shù)；C0為導(dǎo)體0℃時(shí)的比熱；為C0的溫度系數(shù)；S為導(dǎo)體的截面積(mm2)；l為導(dǎo)體的長度(km)；IKt為短路全電流的有效值(A)；AK和AL為短路和正常的發(fā)熱系數(shù)；對某導(dǎo)體材料，A值僅是溫度的函數(shù)，即：A=f(q)第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)3.短路產(chǎn)生的熱量一般采用等效方法計(jì)算，用穩(wěn)態(tài)短路電流計(jì)算實(shí)際短路電流產(chǎn)生的熱量。由于穩(wěn)態(tài)短路電流不同于短路全電流，需要假定一個(gè)時(shí)間，稱為假想時(shí)間tima。在此時(shí)間內(nèi)，穩(wěn)態(tài)短路電流所產(chǎn)生的熱量等于短路全電流Ik(t)在實(shí)際短路持續(xù)時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量。短路發(fā)熱假想時(shí)間第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)短路電流產(chǎn)生的熱量可按右式計(jì)算：短路發(fā)熱假想時(shí)間可按右式計(jì)算：式中，tk為短路持續(xù)時(shí)間，它等于繼電保護(hù)動作時(shí)間top和斷路器斷路時(shí)間toc之和，即tk=top+toc在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路，tima=tk+0.05當(dāng)tk>1s,可認(rèn)為tima=tk第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)4.導(dǎo)體短路發(fā)熱溫度為使導(dǎo)體短路發(fā)熱溫度計(jì)算簡便，工程上一般利用導(dǎo)體發(fā)熱系數(shù)A與導(dǎo)體溫度θ的關(guān)系曲線A=f(θ),

確定短路發(fā)熱溫度θk。圖1：θ—A關(guān)系曲線

圖2：由θL求θK的步驟

第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)由θL求θK的步驟如下：①由導(dǎo)體正常運(yùn)行時(shí)的溫度θL從圖2中查出導(dǎo)體正常發(fā)熱系數(shù)AL

②計(jì)算導(dǎo)體短路發(fā)熱系數(shù)AK

③由AK從θ—A關(guān)系曲線查得短路發(fā)熱溫度θK

第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)5.短路熱穩(wěn)定最小截面根據(jù)短路發(fā)熱允許溫度θK.al，可由A=f(q)曲線計(jì)算導(dǎo)體短路熱穩(wěn)定的最小截面方法如下：①由θL和θK.al，從θ—A曲線分別查出AL和AK②計(jì)算短路熱穩(wěn)定最小截面Smin第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)小結(jié)本章簡述了供配電系統(tǒng)短路的種類、原因及危害。分析了無限大容量系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過程。重點(diǎn)講述了標(biāo)幺制、短路回路元件的標(biāo)幺值阻抗和三相短路電流計(jì)算。簡述了電動機(jī)對沖擊短路電流的影響、兩相短路和單相短路電流的計(jì)算。

講述了短路電流的電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)。第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)習(xí)題

1.短路的種類有————、————、————。

2.短路的原因有————、————、————。

3.無限大容量系統(tǒng)的特征————、————、————。

4.————————稱為標(biāo)幺值。5.最嚴(yán)重三相短路電流的條件是————、————、————。

6.短路電流通過導(dǎo)體或電器設(shè)備，會產(chǎn)生很大電動力和和很高溫度，稱為短路電流的——和——。第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)(書上第５章)電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要步驟，其選擇的恰當(dāng)與否將影響到整個(gè)系統(tǒng)能否安全可靠的運(yùn)行，故必須遵循一定的選擇原則。本節(jié)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）等分別介紹其選擇方法，為合理、正確使用電氣設(shè)備提供了依據(jù)。1

電氣設(shè)備選擇的一般原則2高壓開關(guān)電器的選擇3

互感器的選擇4母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇5高壓開關(guān)柜的選擇6

低壓熔斷器選擇7

低壓斷路器選擇第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)一.

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

≥UW·N

（3）按最大負(fù)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(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定(1)動穩(wěn)定校驗(yàn)

imax≥ish

(3)

或Imax≥Ish

(3)

第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)動穩(wěn)定校驗(yàn)

imax≥ish

(3)

或Imax≥Ish

(3)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(yàn)It2t

≥It(3)2tima

式中,It為電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流；t為熱穩(wěn)定時(shí)間。3．開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)對具有斷流能力的高壓開關(guān)設(shè)備需校驗(yàn)其斷流能力，開關(guān)設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點(diǎn)最大三相短路容量。即：Ioc≥Ikmax

(3)

或S∝≥S

k.max

第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)二.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(fù)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(yàn)

imax

≥ish(3)或Imax

≥Ish(3)

4．熱穩(wěn)定校驗(yàn)

It2t≥I∞(3)2tima第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)5．開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)

Soc≥Sk·max或Ioc≥Ikmax(3)式中，Ioc、Soc為制造廠提供的最大開斷電流和開斷容量。

1)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(yàn)動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和斷流容量。

第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)例5-1

試選擇某35kV變電所主變二次側(cè)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0.9MVA，三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為3.2kA，繼電保護(hù)動作時(shí)間為1.1s。第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)GG-1A(F)型固定式高壓開關(guān)設(shè)備解：因?yàn)閼魞?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P337表A-4，選擇SN10-10I/630型少油斷路器，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)及安裝地點(diǎn)電氣條件和計(jì)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(diǎn)的電氣條件，選斷路器合格。第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)表5-2

高壓斷路器選擇校驗(yàn)表序號SN10-10I/630選擇要求裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)1UN10kV≥UW.N10kV合格2IN630A≥IC275A合格3I∝.N16kA≥IK(3)3.35kA合格4imax40kA≥ish(3)8.54kA合格5It2×t162×4=512

kA2﹒s≥I∞2×tima(3.35)2×(1.1+0.06)=13.0kA2﹒s合格第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)2)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(yàn)動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。

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：由于10kV出線控制采用成套開關(guān)柜，查P337表A-5選擇GN6-10T/600高壓隔離開關(guān)。選擇計(jì)算結(jié)果列于下表。

第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)序號GN

-10T/600選擇

要求安裝地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目計(jì)算數(shù)據(jù)1UN10kV≥UW.N10kV合格2IN600A≥IC275A合格3

imax52kA≥ish(3)8.54kA合格4It2×t202×5=2000kA2﹒S≥I∞2×tima(3.35)2×(1.1+0.06)=13.0kA2﹒S合格第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)3)

高壓熔斷器的選擇1.保護(hù)線路的熔斷器的選擇(1)熔斷器的額定電壓UN·FU應(yīng)等于線路的額定電壓UNUN·FU=UN(2)熔體額定電流IN·FE不小于線路計(jì)算電流Ic，即

IN·FE≥Ic

(3)熔斷器額定電流IN·FU不小于熔體的額定電流IN·FE。

IN·FU≥IN·FE

(4)熔斷器斷流能力校驗(yàn)

第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)①對限流式熔斷器（如RN1型）其斷流能力Ioc應(yīng)滿足

I∝≥I"(3)

式中，I“(3)為熔斷器安裝地點(diǎn)的三相次暫態(tài)短路電流的有效值。

②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：I∝≥Ish(3)

③對斷流能力有下限值的熔斷器(RW型)還應(yīng)滿足:

I∝?min≤IK(2)

式中，I∝?min為熔斷器分?jǐn)嚯娏飨孪拗?；Ik(2)為線路末端兩相短路電流。第六節(jié)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)2.保護(hù)電力變壓器（高壓側(cè)）的熔斷器熔體額定電流的選擇

(1)熔斷器型號的選擇

戶內(nèi)熔斷器選擇RN1型,戶外熔斷器選擇RW型。

（2）熔體額定電流IN?FE的選擇

熔斷器熔體額定電流應(yīng)滿足：IN?FE=(1.5～2.0)I1N?T

IN?FE-熔斷器熔體額定電流；I1N?T-變壓器一次繞組額定電流。3.保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體額定電流的選擇因?yàn)殡妷夯ジ衅鞫蝹?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(hù)，其熔體額定電流為0.5A。

三.

互感器的選擇一)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(gè)不等,其中一個(gè)二次線圈用于測量,其他二次線圈用于保護(hù)。

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(gè)級別（數(shù)值越小越精確），保護(hù)用的互感器或線圈的準(zhǔn)確級一般為５Ｐ級和10Ｐ級兩種,電流誤差分別為１％和３％，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(shí)易于飽和,以限制二次電流的增長倍數(shù)，保護(hù)儀表。保護(hù)用的電流互感器鐵芯則在一次電流短路時(shí)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(fù)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(fù)荷不應(yīng)超過額定負(fù)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(diǎn)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(diǎn)線路額定電壓。(3)電流互感器變比選擇根據(jù)一次負(fù)荷計(jì)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(yàn)

準(zhǔn)確度選擇的原則：計(jì)量用的電流互感器的準(zhǔn)確度選0.2～0.5級，測量用的電流互感器的準(zhǔn)確度選1.0～3.0級。準(zhǔn)確度校驗(yàn)公式為：S2≤S2N

S2≈∑Si+Ｉ２Ｎ２

（RWL+RXC）式中，Si、Zi為二次回路中的儀表、繼電器線圈的額定負(fù)荷(VA)和阻抗(Ω)；Ｒxc為二次回路中所有接頭、觸點(diǎn)的接觸電阻，一般取0.1Ω；RWL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(yàn)（1）動穩(wěn)定度校驗(yàn)Kes—?jiǎng)臃€(wěn)定倍數(shù)

（2）熱穩(wěn)定度校驗(yàn)（KtI1N）2·t≥I∞(3)2

tima

Kt—熱穩(wěn)定倍數(shù)例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-500-1×2.5mm2的銅芯塑料線,互感器距儀表的單向長度為2m。解：根據(jù)變壓器10kV額定電流275A，查P248附錄表30，選變比為400/5A的LQJ-10型電流互感器，Kes=160，Kt=75，0.5級二次繞組的Z2N=0.4Ω。(1)準(zhǔn)確度校驗(yàn)

S2n≈=52

S2≈∑Si+（）

=（0.5+0.5+3）+52×[×2/(53×2.5)+0.1]=7.15＜10VA

（2）動穩(wěn)定校驗(yàn)Kes×I1N=160×1.414×0.4=90.50＞ish=8.54kA

滿足動穩(wěn)定要求。（3）熱穩(wěn)定度校驗(yàn)

（Kt

I1N）2·

t=（75×0.4）2×1=900＞I∞(3)2tima=3.352×1.2=13.5kA2s滿足熱穩(wěn)定要求。

所以選擇LQJ-10400/5A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1．按裝設(shè)點(diǎn)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(diǎn)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(yàn)準(zhǔn)確度計(jì)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1.0～3.0級，保護(hù)用的準(zhǔn)確度為3P級和6P級。準(zhǔn)確度校驗(yàn)：二次側(cè)負(fù)荷S2應(yīng)不大于電壓互感器二次側(cè)額定容量，即S2≤S2N

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(gè)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(fù)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(yàn)其二次負(fù)荷是否滿足準(zhǔn)確度要求。解：根據(jù)要求查附錄表31，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(fù)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(fù)荷，B相的負(fù)荷最大，若不考慮電壓線圈的功率因數(shù)，接于線電壓的負(fù)荷折算成單相負(fù)荷為B相負(fù)荷為

S2=4.5+SBφ=4.5+SAB

=4.5+[4.5+4×(1.5+1.5+1.5)]=27(VA)＜50(VA)

故二次負(fù)荷滿足準(zhǔn)確度要求。四.母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇一)母線選擇母線都用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(jì)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(jì)算電流(A)(2)對年平均負(fù)荷、傳輸容量較大時(shí)，宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面

Sec=Ic/j

ec式中，jec為經(jīng)濟(jì)電流密度，Sec為母線經(jīng)濟(jì)截面。3.硬母線動穩(wěn)定校驗(yàn)

σal≥σc式中，σal為母線最大允許應(yīng)力(Pa)，硬鋁母線（LMY）σal=70Mpa，硬銅母線（TMY）σal=140Mpa；σc為母線短路時(shí)沖擊電流ish(3)產(chǎn)生的最大應(yīng)力。4.母線熱穩(wěn)定校驗(yàn)

式中，I∞(3)為三相短路穩(wěn)態(tài)電流(A)，tima為假想時(shí)間(s)；C為導(dǎo)體的熱穩(wěn)定計(jì)算系數(shù),見書上P66介紹和P123。

母線應(yīng)力計(jì)算5.母線母線形狀分:圓形、矩形、楔形。截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選:力穩(wěn)定校驗(yàn)：其中σal為母線允許應(yīng)力(Cu:400×105N/m2、Al:500-700×105N/m2、Fe:1000×105N/m2)；計(jì)算應(yīng)力σ：σ=M/ω，ω為截面系數(shù)，見下圖。M為最大彎曲力矩:三個(gè)支柱絕緣子(二跨)M=F(3)l/8；四個(gè)或四個(gè)以上支柱絕緣子(二跨以上)M=F(3)l/10。二)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(yàn)動穩(wěn)定

FC(3)≤K

Fal

式中，F(xiàn)al為支柱絕緣子最大允許機(jī)械破壞負(fù)荷；按彎曲破壞負(fù)荷計(jì)算時(shí)，K=0.6，按拉伸破壞負(fù)荷計(jì)算時(shí)，K=1；Fc（3）為短路時(shí)沖擊電流作用在絕緣子上的計(jì)算力，母線在絕緣子上平放時(shí)，按Fc（3）=F（3）計(jì)算，母線豎放時(shí)，則Fc（3）=1.4F（3）。三)穿墻套管的選擇1．使用場所選擇結(jié)構(gòu)型式⑵選擇額定電壓；2．選擇額定電流；3．校驗(yàn)動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。4．動穩(wěn)定校驗(yàn)Fc≤0.6Fal

Fc=K(l1+l2)·ish

(3)2×10-7N

/a

式中，

Fc為三相短路沖擊電流作用于穿墻套管上的計(jì)算力（N）；Fal為穿墻套管允許的最大抗彎破壞負(fù)荷（N）；l1為穿墻套管與最近一個(gè)支柱絕緣子之間的距離（m），l2為套管本身的長度（m），a為相間距離，K

=

0.862。5.熱穩(wěn)定校驗(yàn)I∞(3)2tima≤

It2·t

式中，It為熱短時(shí)的電流有效值；t為熱穩(wěn)定短路電流有效值試驗(yàn)時(shí)間。例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(jì)電流密度為1.15，假想時(shí)間為1.7s，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(gè)支柱絕緣子間的距離為1.8m，試校驗(yàn)?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(jì)截面選擇：查P344表A-12-2，選擇LMY-3×（50×5）。

（2）母線動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)

①母線動穩(wěn)定校驗(yàn)

三相短路電動力

彎曲力矩按大于2檔計(jì)算

(m3)

計(jì)算應(yīng)力為

母線滿足動穩(wěn)定要求

②母線熱穩(wěn)定校驗(yàn)

熱穩(wěn)定最小截面為母線實(shí)際截面為S=50×5=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(yàn)

查表5-4支柱絕緣子最大允許的機(jī)械破壞負(fù)荷(彎曲)為3.75kN,KFal=0.6×3.75×103=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(yàn)

①動穩(wěn)定度校驗(yàn)：查表5-5Fal=7.5kN，l2=0.56m；l1=1.8m，a=0.22m,按式(5-30)則:

=0.6Fal=0.6×7.5×103=4500(N)

Fc＜0.6Fal

穿墻套管滿足動穩(wěn)定要求②熱穩(wěn)定校驗(yàn):

額定電流為600A的穿墻套管5秒熱短時(shí)電流有效值為12kA，根據(jù)式（5-31）：<（kA2·s）故穿墻套管滿足熱穩(wěn)定要求。

五.高壓開關(guān)柜的選擇

一)開關(guān)柜的技術(shù)參數(shù)

產(chǎn)品使用環(huán)境條件：①環(huán)境溫度：

-25℃~+40℃②海拔高度：≤1000m③相對濕度：月平均不大于90%（+25℃）

④無火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)、嚴(yán)重污穢、化學(xué)腐蝕及劇烈震動的場所。二)高壓開關(guān)柜的選擇

1.

選擇開關(guān)的型號主要根據(jù)負(fù)荷等級選擇開關(guān)柜型號，一般一、二級負(fù)荷選擇移開式開關(guān)柜，如KYN2-10、JYN2-10、JYN1-35型開關(guān)柜，三級負(fù)荷選固定式開關(guān)柜，如KGN-10型開關(guān)柜。2.選擇開關(guān)柜回路方案號每種型號的開關(guān)柜主要有電纜進(jìn)出線柜、架空線進(jìn)出線柜、聯(lián)絡(luò)柜、避雷器及電壓互感器柜、所用變柜等，但各型號開關(guān)柜的方案號可能不同。例如例5-1某總降變電所變壓器10kV次總回路選擇KGN-10型固定式開關(guān)柜，回路方案號07。六.

低壓熔斷器選擇1.低壓熔斷器的選擇

⑴根據(jù)工作環(huán)境條件要求選擇熔斷器的型號；⑵熔斷器額定電壓應(yīng)不低于保護(hù)線路的額定電壓；

⑶熔斷器的額定電流應(yīng)不小于其熔體的額定電流，即2.熔體額定電流的選擇⑴熔斷器熔體額定電流IN·FE應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流Ic，即：IN·FE≥Ic

⑵熔體額定電流應(yīng)滿足下式條件：

IN·FE≥K·Ipk

式中，K為小于1的計(jì)算系數(shù)，當(dāng)熔斷器用作單臺電動機(jī)保護(hù)時(shí)，K的取值與熔斷器特性及電動機(jī)起動情況有關(guān)，K的取值見表5-6。⑶熔斷器保護(hù)還應(yīng)考慮與被保護(hù)線路配合，在被保護(hù)線路過負(fù)荷或短路時(shí)能得到可靠的保護(hù)，還應(yīng)滿足下式條件：

IN·FE≤KoL·Ial

式中Ial為絕緣導(dǎo)線和電纜最大允許載流量，KoL為絕緣導(dǎo)線和電纜允許短時(shí)過負(fù)荷系數(shù)。當(dāng)熔斷器作短路保護(hù)時(shí)，絕緣導(dǎo)線和電纜的過負(fù)荷系數(shù)取2.5，明敷導(dǎo)線取1.5；當(dāng)熔斷器作過負(fù)荷保護(hù)時(shí)，各類導(dǎo)線的過負(fù)荷系數(shù)取0.8∽1，對有爆炸危險(xiǎn)場所的導(dǎo)線過負(fù)荷系數(shù)取下限值0.8。熔體額定電流，應(yīng)同時(shí)滿足上述三個(gè)條件。3.熔斷器斷流能力校驗(yàn)⑴對限流式熔斷器，（如RT系列）只需滿足條件I∝

≥I"(3）

⑵對非限流式熔斷器應(yīng)滿足條件I∝≥Ish(3)

4.前后級熔斷器選擇性的配合低壓線路中，熔斷器較多，前后級間的熔斷器在選擇性上必須配合，以使靠近故障點(diǎn)的熔斷器最先熔斷。1FU（前級）與2FU（后級），當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)2FU應(yīng)先熔斷，但由于熔斷器的特性誤差較大，一般為±30%∽±50%，當(dāng)1FU發(fā)生負(fù)誤差（提前動作），2FU為正誤差（滯后動作），如圖5-5b所示。則1FU可能先動作，從而失去選擇性。為保證選擇性配合，要求：

≥3t2′

式中，t1′為1FU的實(shí)際熔斷時(shí)間，t2′為2FU實(shí)際熔斷時(shí)間。

一般前級熔斷器的熔體電流應(yīng)比后級大2～3級。例5-6有一臺電動機(jī)，UN=380V、PN=17kW，IC=42.3A，屬重載起動，起動電流188A，起動時(shí)間為3～8s。采用BLV型導(dǎo)線穿鋼管敷設(shè)線路，導(dǎo)線截面為10mm2。該電機(jī)采用RT0型熔斷器做短路保護(hù)，線路最大短路電流為21kA。選擇熔斷器及熔體的額定電流，并進(jìn)行校驗(yàn)。解：1．選擇熔體及熔斷器額定電流①IN·FE≥Ic=42.3A②IN·FE≥K·Ipk=(0.4×188)A=75.2A根據(jù)上兩式計(jì)算結(jié)果選IN·FE=80A熔斷器的額定電流應(yīng)不小于其熔體的額定電流，查附表11選RT0－100型熔斷器，其熔體額定電流為80A，熔斷器額定電流為100A,最大斷流能力50kA。2．校驗(yàn)熔斷器能力IOC=50kA>

=21kA斷流能力滿足要求。3．導(dǎo)線與熔斷器的配合校驗(yàn)：

熔斷器作短路保護(hù),導(dǎo)線為絕緣導(dǎo)線時(shí)：KoL=2.5、查附表13-2Ial=48A。

IN·FE=80A<2.5×44A=110A

滿足要求。七.

低壓斷路器選擇一)低壓斷路器選擇的一般原則

在選擇低壓斷路器時(shí)應(yīng)滿足下列條件：

⑴低壓斷路器的類型及操作機(jī)構(gòu)形式應(yīng)符合工作環(huán)境、保護(hù)性能等方面的要求；

⑵低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)地點(diǎn)線路的額定電壓；

⑶低壓斷路器的（等級）額定電流應(yīng)不小于它所能安裝的最大脫扣器的額定電流；⑷低壓斷路器的短路斷流能力應(yīng)不小于線路中最大短路電流。

①對萬能式（DW型）斷路器，其分?jǐn)鄷r(shí)間在0.02S以上時(shí)，≥

或

≥

②對塑殼式（DZ型或其他型號）斷路器，其分?jǐn)鄷r(shí)間在0.02S以下時(shí)，I∝≥I"(3）

二)低壓斷路器脫扣器的選擇和整定

1.過電流脫扣器的選擇和整定(1)電流脫扣器額定電流的選擇過電流脫扣器額定電流IN·OR應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流IC，即：IN·OR≥IC

(2）過電流脫扣器動作電流的整定

①

瞬時(shí)過電流脫扣器動作電流的整定瞬時(shí)過電流脫扣器動作電流IOP(0)應(yīng)躲過線路的尖峰電流IPk，即：Iop(0)≥KrelIPk

式中，Krel為可靠系數(shù)。Krel=1.35

對動作時(shí)間在0.02s以上的斷路器，如DW型、ME型等。Krel=2∽2.5

對動作時(shí)間