第七章-电气设备和导体的选择与校验-

第七章电气设备和导体的选择与校验7.1电气设备的选择和校验一、短路时的最大电动力相邻载流导体通过电流时，相互间有电动力的作用。如果三相线路中发生三相短路，则三相短路冲击电流在中间导体产生的电动力最大，即)3(F2)3(3shi710al2A=（N/）二、短路动稳定度的校验条件1.一般电器的动稳定校验条件需按下列公式校验：maxi)3(shi≥maxI)3(shI≥或2.绝缘子的动稳定度校验条件alF)3(cF≥第七章电气设备和导体的选择与校验3.硬母线的动稳定度校验条件alc≥cWM=M=)3(FL/8W=2bh/6三、短路热稳定度的校验条件1.一般电器的热稳定度校验条件为tIt22)3(Iimat≥2.母线及绝缘导线和电缆等导体的热稳定度校验条件为AminA)3(ICtima≥=四、电气设备选择校验的条件电气设备按短路故障条件进行校验，就是要按最大可能的短路电流校验设备的动、热稳定度，以保证电气设备在短路故障时不致损坏第七章电气设备和导体的选择与校验电气设备名称正常工作条件选择短路电流校验电压(kV)电流(A)断流能力(kA)动稳定度热稳定度熔断器∨∨∨××高压隔离开关∨∨×∨∨高压负荷开关∨∨∨∨∨高压断路器∨∨∨∨∨低压刀开关∨∨∨——低压负荷开关∨∨∨××低压断路器∨∨∨——电流互感器∨∨×∨∨电压互感器∨××××并联电容器∨××××母线×∨×∨∨绝缘导线、电缆∨∨××∨支柱绝缘子∨××∨×套管绝缘子∨∨×∨∨应满足的条件电气设备的额定电压应不低于所在电路的额定电压电气设备的额定电流应不小于所在电路的计算电流开关设备的断开电流或功率应大于设备安装处可能的最大断开电流或功率按三相短路冲击电流值校按三相短路稳态电流值校第七章电气设备和导体的选择与校验7.2高压开关设备的选择与校验一、高压隔离开关、负荷开关和断路器的选择与校验1.电压和电流的选择2.断流能力的校验OCI)3(kI≥OCS)3(kS≥3.短路稳定度的校验（1）校验动稳定度条件（2）校验热稳定度条件第七章电气设备和导体的选择与校验例7-1选择图7-1所示，供电系统中高压断路器的型号和规格。已知10kV侧母线短路电流为5.3kA，控制QF的线路继电保护装置实际最长的动作时间为1.2s。10kV220/380VK-1SL7-800QSQF解：变压器高压侧最大工作电流按变压器的额定电流计算NNUSI33010732.1800==46.2Ak-1点短路时的短路冲击电流为)3()1(kshi)3(1kI=2.55=2.55×5.3kA=13.5kAk-1点短路时的短路容量为：)3(1kS)3(13kcIU==1.732×10×5.3=91.8MVA第七章电气设备和导体的选择与校验选择SN10-10Ⅰ/630-300断路器，断路器时间为stoc2.0opimattoct故+=1.2+0.2=1.4stIt22162)3(Iimat23.5=2=512≥=×1.4=39NUNU30INI)3(1kIOCI2)3(IimattIt2)3()1(kshimaxi序号安装处的电气条件断路器的参数项目数据项目数据结论110kV10kV合格246.2A630A合格35.3kA16kA合格439512合格513.5kA40合格第七章电气设备和导体的选择与校验二、低压断路器的选择与校验1.低压断路器额定电压的选择)(QFNUNU≥2.低压断路器额定电流的选择)(QFNI)(ORNI≥3.低压断路器过电流脱扣器的选择)(ORNI30I≥4.低压断路器热脱扣器的选择)(TRNI30I≥5.低压断路器脱扣器的整定6.低压断路器断流能力的校验第七章电气设备和导体的选择与校验三、熔断器的选择和校验1.熔断器的额定电压应不低于所在线路的额定电压，即)(FUNUNU≥2.熔断器的额定电流应不小于它本身所安装的熔体额定电流，同时不要大于线路的计算电流，即)(FUNI)(FENI30I≥≥3.熔断器断流能力的校验：ocI)3(I≥第七章电气设备和导体的选择与校验四、电流互感器的选择和校验1.电流互感器型号的选择2.电压、电流的选择3.电流互感器变比选择4.电流互感器准确度选择及校验准确度选择的原则：计量用的电流互感器的准确度选0.2～0.5级，测量用的电流互感器的准确度选1.0～3.0级。为了保证准确度误差不超过规定值，互感器二次侧负荷应不大于二次侧额定负荷，所选准确度才能得到保证。即2SNS2≤第七章电气设备和导体的选择与校验五、电压互感器的选择和校验1.电压的选择电压互感器的一次侧电压应于安装处电网电压的额定电压一致，二次额定电压一般为100V。2.按准确等级要求选择电压互感器的二次绕组的准确级规定为0.1、0.2、0.5、1和3五个级别，保护用的电压互感器规定为3P级和6P级，用于小电流接地系统电压互感器(如三相五芯柱式)的零序绕组准确级规定为6P级。第七章电气设备和导体的选择与校验7.3电力线路的选择一、电力线路的选择的条件1.按发热条件导线和电缆在通过计算电流时产生的温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。2．按允许电压损耗导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗，不应超过正常运行时允许的电压损耗值。3.经济电流密度35kV及以上的高压线路及长期运行的低压较大电流线路，按经济电流密度来选择导线和电缆的截面，以达到“年费用支出最小”的要求。4.机械强度导线的截面应不小于最小允许截面。5.按电压绝缘导线和电缆必需满足工作电压的要求。第七章电气设备和导体的选择与校验二、按发热条件选择校验导线和电缆的截面1.三相系统中相线截面积的选择按发热条件选择三相系统中的相线截面积，应使其允许载流量不小于通过相线的计算电流，即AalI30IalI30I≥线芯截面2mmBLX型铝芯橡皮线BLV型铝芯塑料线环境温度(℃)环境温度(℃)25303540253035402.54610162535507095120150185240273545658511013817522026531036042051025324260791021291632062472803363924762330385673951191511902292683113634412127355167871091381742092452843324032532425980105130165205250283325380-232939557498121154191233266303355-212736516990112142177216246281328-192533466383102130162197225257300-第七章电气设备和导体的选择与校验2.中性线(N线)截面积的选择一般三相四线制线路的中性线截面积，应不小于相线截面积的50％，即0AA0AA≥0.5由三相四线制线路引出的相电压，即单相线路，其中性线电流与相线电流相等，因此它们的中性线截面积应与相线截面积相同，即0AA=对于三次谐波电流相当突出的三相四线制线路。0AA≥第七章电气设备和导体的选择与校验3.保护线(PE)截面积的选择PE线的最小截面积A2mmPEAA(1)当≤16时=2mmA2mmPEA2mm(2)当16≤35时≥16A2mmPEAA(3)当35时=0.54.保护中性线(PEN线)截面积的选择保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此其截面积选择应同时满足上述保护线和中性线的要求，取其中的最大值。第七章电气设备和导体的选择与校验例7-2某线路采用BLV—500型铝心塑料线明敷的220/380V的TN-S线路，计算电流为40A，敷设地点的环境温度为35℃。试按发热条件选择此线路的导线截面。解1.相线截面的选择查表7-3，得35℃时明敷的BLV—500型铝心塑料线A2mmalI30IA2mm=10的=51A＞=40A，满足发热条件，故选=10。2.N线截面的选择0AA0A2mm按≥0.5，选＝63.PE线截面的选择A2mmPEAA2mm由于≤16，故选==10因此，所选的导线型号和规格可表示为BLV-500-(3×10+1×6+PE10)。第七章电气设备和导体的选择与校验三、按经济电流密度选择电线、电缆的截面积导线截面的大小，直接影响线路的初投资和年运行费用。根据经济条件选择导线和电缆的截面，一般应从两个方面来考虑。截面选得越大，电能损耗就越小，但线路投资和维修管理费用就越高；反之，截面选得小，线路投资和维修管理费用虽然低了，但电能损耗增加了。综合考虑这两方面的因素，制定出最经济合理的截面，称为经济截面。ecA而对应于经济截面的电流密度称为经济电流密度ecjecA30Iecj=/线路类别导线材料年最大负荷利用小时数(h)3000以下3000～50005000以上架空线路铜3.002.251.75铝1.651.150.90电缆线路铜2.502.252.00铝1.921.731.54第七章电气设备和导体的选择与校验例7-3有一条采用LJ型铝绞线架设的10kV架空线路进行供电，其计算负荷为1400kW，＝0.8，＝4500h。试选择该铝绞线的经济截面。并校验其发热条件和机械强度。cosmaxT解1.按经济电流密度选择8.010732.1140033030conUPIN=101Aecj2mm由表7-4查得，=1.15A／，因此ecA30Iecj2mm=/=101/1.15=87.8选取最接近的标准截面70，即选LJ—70型铝绞线。2mm2mm2.校验发热条件3．校验机械强度查表7-6得知，LJ—70型铝绞线的允许载流量(户外25℃时)＝265A，大于相线计算电流101A，因此满足发热条件。alI第七章电气设备和导体的选择与校验3．校验机械强度查表7-5得10KV架空铝绞线最小截面为35。大于此截面，满足机械强度要求。2mm*与铁路交叉跨越时应为352mm导线种类最小允许截面备注35kV3kV～10kV低压铝及铝合金线353516*钢芯铝绞线352516额定载面(2mm)162535507095120150185240导线温度环境温度(℃)70℃(室外架设)20110142179226178341394462525641251051351702152653253754405006103098.71271602022493063534144705733593.51201511912362893343924455434086.1111139176217267308361410500第七章电气设备和导体的选择与校验四、按允许线路电压损耗选择导体截面由于线路存在阻抗，所以线路通过电流时会产生电压损耗。按规定高压配电线路的电压损耗一般不超过线路额定电压的5%；从变压器低压侧母线到用电设备受电端的低压配电线路的电压损耗，一般不超过用电设备额定电压的5％；对视觉要求较高的照明线路，则为2％～3％。如线路的电压损耗值超过了允许值，则应适当加大导线截面。五、热稳定与动稳定校验1.热稳定校验CtIAima)3(min2.动稳定校验alC≥