第六章

電氣設(shè)備選擇第一節(jié)

電氣設(shè)備選擇的一般條件

第二節(jié)導(dǎo)體與電纜的選擇

第三節(jié)支柱絕緣子與穿墻套管的選擇

第四節(jié)高壓斷路器與隔離開(kāi)關(guān)的選擇

第五節(jié)高壓熔斷器的選擇

第六節(jié)限流電抗器的選擇

第七節(jié)互感器的選擇

本章計(jì)劃學(xué)時(shí)：10~12學(xué)時(shí)第一節(jié)電氣設(shè)備選擇的一般條件

一般條件：多數(shù)電氣設(shè)備共有的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目。一、按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流

1.額定電壓選擇特殊條件：個(gè)別電氣設(shè)備具有的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目。｛選擇條件有

正常電壓要求是：電氣設(shè)備所在回路的最高運(yùn)行電壓不得高于電氣設(shè)備的允許最高工作電壓。

由于電氣設(shè)備的允許最高工作電壓為其額定電壓的UN的1.1~1.15倍，而電網(wǎng)電壓正常波動(dòng)引起的最高運(yùn)行電壓不超過(guò)電網(wǎng)額定電壓UNs的1.1倍。

一般可以按電氣設(shè)備的額定電壓UN不得低于其所在電網(wǎng)的額定電壓UNs的條件來(lái)選擇電氣設(shè)備，即

UN≥UNs

注意：

海拔影響電氣設(shè)備的絕緣性能，隨裝設(shè)地點(diǎn)海拔的增加，空氣密度和濕度相應(yīng)減小，使得電氣設(shè)備外部空氣間隙和固體絕緣外表面的放電特性降低，電氣設(shè)備允許的最高工作電壓減小。對(duì)海拔超過(guò)1000m的地區(qū)，一般應(yīng)選用高原型產(chǎn)品或外絕緣提高一級(jí)的產(chǎn)品。對(duì)于現(xiàn)有110kV及以下大多數(shù)電器的外絕緣有一定裕度，可在海拔2000m以下地區(qū)使用。

在空氣污穢(腐蝕減低絕緣強(qiáng)度)或有冰雪的地區(qū)，某些電氣設(shè)備應(yīng)選用絕緣加強(qiáng)型或高一級(jí)電壓的產(chǎn)品。

2.額定電流選擇

電氣設(shè)備的額定電流IN（或載流量Ial）：在額定環(huán)境溫度θ0下，長(zhǎng)期允許通過(guò)的電流。

為了滿足長(zhǎng)期發(fā)熱條件，應(yīng)按額定電流IN（或載流量Ial）不得小于所在回路最大持續(xù)工作電流Imax的條件進(jìn)行選擇，即

IN（或Ial）≥Imax

當(dāng)實(shí)際環(huán)境溫度θ不同于導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度θ0時(shí)，其長(zhǎng)期允許電流應(yīng)該用下式進(jìn)行修正。

不計(jì)日照時(shí)，裸導(dǎo)體和電纜的綜合修正系數(shù)K為

θal——導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱允許最高溫度，裸導(dǎo)體一般為70℃；

θ0——導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度，裸導(dǎo)體一般為25℃。

我國(guó)生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度θ0=40℃。在40~60℃范圍內(nèi)，當(dāng)實(shí)際環(huán)境溫度高于+40℃時(shí)，環(huán)境溫度每增高1℃，按減少額定電流1.8%進(jìn)行修正；當(dāng)實(shí)際環(huán)境溫度低于+40℃時(shí)，環(huán)境溫度每降低1℃，按增加額定電流0.5%進(jìn)行修正，但其最大過(guò)負(fù)荷不得超過(guò)額定電流的20%，實(shí)際選擇時(shí)一般不修正。

Ialθ=KIal

≥Imax

回路最大持續(xù)工作電流Imax

的計(jì)算:回路名稱最大持續(xù)工作電流

說(shuō)明發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)回路1.05倍發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)額定電流發(fā)電機(jī)和變壓器在電壓降低到0.95額定電壓運(yùn)行時(shí)，出力可以保持不變，故電流可以增大5%變壓器回路1.05倍變壓器額定電流1.3~2.0倍變壓器額定電流若要求承擔(dān)另一臺(tái)變壓器事故或檢修時(shí)轉(zhuǎn)移的負(fù)荷出線回路1.05倍線路最大負(fù)荷電流考慮5%的線損，還應(yīng)考慮事故時(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷母聯(lián)回路母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的最大持續(xù)工作電流分段回路母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)額定電流的50%~80%變電所應(yīng)滿足用戶的一級(jí)負(fù)荷和大部分二級(jí)負(fù)荷

匯流母線按實(shí)際潮流分布確定電容器回路1.35倍電容器組額定電流考慮過(guò)電壓和諧波的共同作用二、按短路條件校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定1.短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定：指電氣設(shè)備承受短路電流熱效應(yīng)而不損壞的能力。

熱穩(wěn)定校驗(yàn)的實(shí)質(zhì)：使電氣設(shè)備承受短路電流熱效應(yīng)時(shí)的短時(shí)發(fā)熱最高溫度不超過(guò)短時(shí)最高允許溫度。導(dǎo)體通常按最小截面法校驗(yàn)熱穩(wěn)定。電器的熱穩(wěn)定是由熱穩(wěn)定電流及其通過(guò)時(shí)間來(lái)決定的，滿足熱穩(wěn)定的條件為

Qk——短路電流熱效應(yīng)；

It——所選用電器t（單位為s）時(shí)間內(nèi)允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流。

2.短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定：指電氣設(shè)備承受短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力效應(yīng)而不損壞的能力。

部分電氣設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定按應(yīng)力和電動(dòng)力校驗(yàn)。電器滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為

ies≥ishish——短路沖擊電流的幅值，ish為：I”為0s短路電流周期分量有效值；Ksh為沖擊系數(shù)，發(fā)電機(jī)機(jī)端取1.9，發(fā)電廠高壓母線及發(fā)電機(jī)電壓電抗器后取1.85，遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)時(shí)取1.8。ies——電器允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值，生產(chǎn)廠家用此電流表示電器的動(dòng)穩(wěn)定特性，在此電流作用下電器能繼續(xù)正常工作而不發(fā)生機(jī)械損壞。

3．短路計(jì)算時(shí)間計(jì)算短路電流熱效應(yīng)時(shí)所用的短路切除時(shí)間tk等于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr與相應(yīng)斷路器的全開(kāi)斷時(shí)間tab之和，即

斷路器的全開(kāi)斷時(shí)間tab等于斷路器的固有分閘時(shí)間tin與燃弧時(shí)間ta之和，即

驗(yàn)算裸導(dǎo)體的短路熱穩(wěn)定時(shí)，tpr宜采用主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，如主保護(hù)有死區(qū)時(shí)，則采用能對(duì)該死區(qū)起保護(hù)作用的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；

驗(yàn)算電器的短路熱穩(wěn)定時(shí)，tpr宜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。少油斷路器的燃弧時(shí)間ta為0.04~0.06s，SF6斷路器的燃弧時(shí)間ta為0.02~0.04s。4．短路電流計(jì)算條件（1）短路計(jì)算容量和接線：

容量:

應(yīng)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后5~10年）。

接線:

可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式。（2）短路種類：

一般按三相短路驗(yàn)算；

若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況驗(yàn)算。

（3）短路計(jì)算點(diǎn)：在正常接線方式時(shí)，通過(guò)電氣設(shè)備的短路電流為最大的短路點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。1）對(duì)兩側(cè)均有電源的電氣設(shè)備，應(yīng)選其前、后短路時(shí)，通過(guò)它的短路電流較大的地點(diǎn)作為短路計(jì)算點(diǎn)。例如，校驗(yàn)圖6-1中的發(fā)電機(jī)出口斷路器QF1時(shí)，應(yīng)比較k1和k2短路時(shí)流過(guò)QF1的電流，選較大的點(diǎn)作為短路計(jì)算點(diǎn)。

2）短路計(jì)算點(diǎn)選在并聯(lián)支路時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)一條支路。因?yàn)閿嚅_(kāi)一條支路時(shí)的短路電流大于并聯(lián)短路時(shí)流過(guò)任一支路的短路電流。例如，校驗(yàn)圖6-1中分段回路的斷路器QF5或主變低壓側(cè)斷路器QF2時(shí)，應(yīng)選k2和k3點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)，并斷開(kāi)變壓器T2。

3）在同一電壓等級(jí)中，匯流母線或無(wú)電源支路短路時(shí)，短路電流最大。校驗(yàn)匯流母線、廠用電分支電器（無(wú)電源支路）和母聯(lián)回路的電器時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選在母線上。例如，校驗(yàn)圖6-1中10kV母線時(shí)，選k2點(diǎn)。

4）帶限流電抗器的出線回路，由于干式電抗器工作可靠，故校驗(yàn)回路中各電氣設(shè)備時(shí)的短路計(jì)算點(diǎn)一般選在電抗器后。例如，校驗(yàn)圖6-1中出線回路的斷路器QF3時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)選在出線電抗器后的k5點(diǎn)。

5）110kV及以上電壓等級(jí)，因其電氣設(shè)備的裕度較大，短路計(jì)算點(diǎn)可以只選一個(gè)，選在母線上。例如，校驗(yàn)圖6-1中110kV的電氣設(shè)備時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)可選在110kV母線上，即k6點(diǎn)。

（4）短路電流的實(shí)用計(jì)算方法：在進(jìn)行電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)，需要用短路后不同時(shí)刻的短路電流，即計(jì)及暫態(tài)過(guò)程，通常采用短路電流實(shí)用計(jì)算方法，即運(yùn)算曲線法。該內(nèi)容應(yīng)在電力系統(tǒng)分析課程中學(xué)習(xí)。第二節(jié)導(dǎo)體與電纜的選擇

一、導(dǎo)體的選擇

（一）導(dǎo)體材料、類型與布置方式選擇1．導(dǎo)體的材料

銅：電阻率低，機(jī)械強(qiáng)度高，耐腐蝕性比鋁強(qiáng)，但儲(chǔ)量少，價(jià)格高。

鋁：電阻率比銅高，機(jī)械強(qiáng)度低，耐腐蝕性較銅差，但儲(chǔ)量高，價(jià)格低。

一般優(yōu)先采用鋁導(dǎo)體，在工作電流大，地方狹窄的場(chǎng)所和對(duì)鋁有嚴(yán)重腐蝕的地方可采用銅導(dǎo)體。

2．導(dǎo)體的選型(1)常用硬導(dǎo)體的截面形狀有矩形、槽形和管形。導(dǎo)體截面形狀影響硬導(dǎo)體的散熱、集膚效應(yīng)系數(shù)和機(jī)械強(qiáng)度。

矩形導(dǎo)體廣泛用于35kV及以下，工作電流不超過(guò)4000A的屋內(nèi)配電裝置中，例如，主母線，連接導(dǎo)體和變壓器及小容量發(fā)電機(jī)的引出線母線。當(dāng)單條導(dǎo)體的載流量不能滿足要求時(shí)，每相可采用2~4條并列使用；

槽形導(dǎo)體適用于35kV及以下，工作電流為4000~8000A的配電裝置中，例如，100MW發(fā)電機(jī)的引出線母線；

管形導(dǎo)體適用于8000A以上的大電流母線，例如，容量為200MW及以上的發(fā)電機(jī)引出線。對(duì)110kV及以上屋內(nèi)外配電裝置，采用硬母線時(shí)，應(yīng)選用管形導(dǎo)體（防止電暈）。(2)常用的軟導(dǎo)線有鋼心鋁絞線、組合導(dǎo)線、空心導(dǎo)線、擴(kuò)徑導(dǎo)線和分裂導(dǎo)線。

鋼心鋁絞線適用于35kV及以上的屋外軟母線；

組合導(dǎo)線用于中小容量發(fā)電機(jī)和變壓器的引出線；

空心導(dǎo)線、擴(kuò)徑導(dǎo)線和分裂導(dǎo)線直徑大，可以減小線路電抗、減小電暈損耗和對(duì)通訊的干擾，用于超高壓母線和輸電線路。220kV輸電線路常采用兩分裂導(dǎo)線。

220kV管形母線110kV軟母線(LGJ)采用單條矩形導(dǎo)體的10kV母線橋3．導(dǎo)體的布置方式

導(dǎo)體的布置方式常采用三相水平布置和三相垂直布置。（二）導(dǎo)體截面的選擇1．按導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇截面。匯流母線及長(zhǎng)度在20m以下的導(dǎo)體等，一般應(yīng)按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇其截面，即Imax

≤KIal

圖6-2b中矩形導(dǎo)體平放，機(jī)械強(qiáng)度較高，但散熱條件較差；

圖6-2a中矩形導(dǎo)體豎放，散熱條件好，載流量大，但機(jī)械強(qiáng)度較差；

圖6-2c為矩形導(dǎo)體三相垂直布置，它綜合了圖6-2a、b的優(yōu)點(diǎn)。2．按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面。

按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可以使年計(jì)算費(fèi)用最小。

除匯流母線、廠用電動(dòng)機(jī)的電纜等外，年最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù)較大，長(zhǎng)度在20m以上的導(dǎo)體，如發(fā)電機(jī)和變壓器引出線，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。Imax——正常運(yùn)行方式下導(dǎo)體的最大持續(xù)工作電流，計(jì)算時(shí)不考慮過(guò)負(fù)荷和事故時(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷；

J——經(jīng)濟(jì)電流密度，常用導(dǎo)體的J值，可根據(jù)最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù)Tmax由圖6-3查得。

Imax——導(dǎo)體的最大持續(xù)工作電流，計(jì)算時(shí)一般需考慮過(guò)負(fù)荷和事故時(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷。

經(jīng)濟(jì)截面的計(jì)算：

圖6-3經(jīng)濟(jì)電流密度1—變電所所用、工礦和電纜線路的鋁紙絕緣鉛包、鋁包、塑料護(hù)套及各種鎧裝電纜2—鋁矩形、槽形及組合導(dǎo)線3—火電廠廠用的鋁紙絕緣鉛包、鋁包、塑料護(hù)套及各種鎧裝電纜4—35~220kV線路的LGJ、LGJQ型鋼心鋁絞線

按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的導(dǎo)體截面應(yīng)盡量接近計(jì)算的經(jīng)濟(jì)截面，當(dāng)無(wú)合適規(guī)格的導(dǎo)體時(shí)，允許選用小于但接近經(jīng)濟(jì)截面的導(dǎo)體。

按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的導(dǎo)體截面還需要進(jìn)行長(zhǎng)期發(fā)熱條件校驗(yàn)，此時(shí)計(jì)算Imax需考慮過(guò)負(fù)荷和事故時(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷。

由于匯流母線各段的工作電流大小不相同，且差別較大，故匯流母線不按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面。

（三）電暈電壓校驗(yàn)

導(dǎo)體的電暈放電會(huì)產(chǎn)生電能損耗、噪聲、無(wú)線電干擾和金屬腐蝕等不良影響。

為了防止發(fā)生全面電暈，要求110kV及以上裸導(dǎo)體的電暈臨界電壓Ucr應(yīng)大于其最高工作電壓Umax，即

在海拔不超過(guò)1000m的地區(qū)：下列情況可不進(jìn)行電暈電壓校驗(yàn)。

1)110kV采用了不小于LGJ-70型鋼心鋁絞線和外徑不小于φ20型管形導(dǎo)體時(shí)；2)220kV采用了不小于LGJ-300型鋼心鋁絞線和外徑不小于φ30型的管形導(dǎo)體時(shí)。（四）熱穩(wěn)定校驗(yàn)對(duì)于特定網(wǎng)絡(luò)和短路切除時(shí)間，短路電流熱效應(yīng)Qk

保持不變，利用上式，取短時(shí)最高允許溫度θal計(jì)算短路終了時(shí)的A值得Ah，取短路前導(dǎo)體的工作溫度θw計(jì)算短路開(kāi)始時(shí)的A值得Aw，定義熱穩(wěn)定系數(shù)為此時(shí)C達(dá)到上限值，若計(jì)及集膚效應(yīng)系數(shù)KS影響，可得到滿足熱穩(wěn)定的導(dǎo)體最小截面為

顯然，當(dāng)所選導(dǎo)體截面S≥Smin時(shí)

，由于短路電流熱效應(yīng)Qk保持不變，短路終了時(shí)的A值A(chǔ)f減小，Af<Ah，故導(dǎo)體短路時(shí)的溫度不會(huì)超過(guò)短時(shí)最高允許溫度。根據(jù)可以看出

最小截面法:

Qk的單位為

A2·s；熱穩(wěn)定系數(shù)C的單位為C可以根據(jù)短路前導(dǎo)體的工作溫度由表6-2查出。

實(shí)際環(huán)境溫度下，短路前導(dǎo)體的工作溫度θw的計(jì)算：由長(zhǎng)期發(fā)熱計(jì)算公式得兩式兩邊相除再平方得：θ、Ialθ——實(shí)際環(huán)境溫度和對(duì)應(yīng)于實(shí)際環(huán)境溫度θ的允許電流。

例如：200℃的

Ah=

1.3×104

，

80℃的

Aw=

0.6×104

，則（五）硬導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

硬導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件為最大計(jì)算應(yīng)力σmax不大于導(dǎo)體的最大允許應(yīng)力σal，即

σmax≤σal

硬導(dǎo)體的最大允許應(yīng)力：硬鋁為70×106Pa，硬銅為140×106Pa，1Pa=1N/m2。

計(jì)算相間電動(dòng)力fph（單位為N/m）時(shí)，由于相間距離較大，可不考慮形狀的影響，均按下式計(jì)算

ish為三相短路沖擊電流（A）；a為相間距離（m）；β為動(dòng)態(tài)應(yīng)力系數(shù)。

1．每相為單條矩形導(dǎo)體母線的應(yīng)力計(jì)算與校驗(yàn)矩形導(dǎo)體母線系統(tǒng)可以視為均勻荷載作用的多跨連續(xù)粱，導(dǎo)體所受到的最大彎矩M（N·m）為

導(dǎo)體最大相間計(jì)算應(yīng)力σph（單位為Pa）為

W——導(dǎo)體的截面系數(shù)（m3），即導(dǎo)體對(duì)垂直于電動(dòng)力作用方向軸的抗彎矩，與導(dǎo)體尺寸和布置方式有關(guān)，見(jiàn)表6-3。

滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為：σmax=

σph≤σal

單條平放，單條豎放不滿足動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，可適當(dāng)減小支柱絕緣子跨距L，重新計(jì)算。也可以用絕緣子間最大允許跨距Lmax校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定：

令σph=σal

，可得到：只要支柱絕緣子跨距L≤Lmax，即可滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。

，

2．每相為多條矩形導(dǎo)體母線的應(yīng)力計(jì)算與校驗(yàn)每相為多條導(dǎo)體時(shí)，除受相間電動(dòng)力的作用外，還受到同相中條與條之間的電動(dòng)力作用，滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為

σmax=σph+σb≤σal

1)多條矩形導(dǎo)體的相間計(jì)算應(yīng)力σph與單條矩形導(dǎo)體時(shí)的相同：但截面系數(shù)為多條矩形導(dǎo)體的截面系數(shù)，根據(jù)每相導(dǎo)體的條數(shù)和布置方式選用表6-3中公式計(jì)算。雙條平放雙條豎放三條平放三條豎放圖6-4雙條平放矩形導(dǎo)體側(cè)視圖2)單位長(zhǎng)度條間最大電動(dòng)力fb(單位為N/m)的計(jì)算

多條導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)：相鄰導(dǎo)體條間距離：一般為矩形導(dǎo)體短邊b的2倍。由于條間距離很小，故條間應(yīng)力σb比相間應(yīng)力大的多，為了減小條間計(jì)算應(yīng)力，

一般在同相導(dǎo)體的條間每隔30~50cm左右裝設(shè)一金屬襯墊，如圖6-4所示。襯墊跨距Lb可通過(guò)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件來(lái)確定。

上兩式中，K12和K13分別是第1、2條導(dǎo)體和第1、3條導(dǎo)體間的形狀系數(shù)。

每相多條矩形導(dǎo)體中，電流的方向相同，邊條受的電動(dòng)力最大。根據(jù)兩平行導(dǎo)體電動(dòng)力計(jì)算公式，并考慮導(dǎo)體形狀對(duì)電動(dòng)力的影響，每相為兩條且各通過(guò)50%的電流時(shí)，單位長(zhǎng)度條間最大電動(dòng)力fb(單位為N/m)為

每相為三條時(shí)，可以認(rèn)為中間條通過(guò)20%電流，

兩邊條各通過(guò)40%電流，則單位長(zhǎng)度條間最大電動(dòng)力fb(單位為N/m)為

3)條間計(jì)算應(yīng)力σb（單位為Pa）的計(jì)算邊條導(dǎo)體所受的最大彎矩Mb（單位為N·m）為

根據(jù)表6-3中的圖可以看出，不論導(dǎo)體是平放還是豎放，每相多條導(dǎo)體所受條間電動(dòng)力的方向與每相單條豎放時(shí)所受相間電動(dòng)力方向相同，故邊條導(dǎo)體的截面系數(shù)為W=b2h/6，因而條間計(jì)算應(yīng)力σb（單位為Pa）為

按σmax=σph+σb≤σal校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定，如果不滿足動(dòng)穩(wěn)定要求時(shí)，可以適當(dāng)減小襯墊跨距Lb，重新計(jì)算應(yīng)力σb

。

4)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)5)用最大允許襯墊跨距Lbmax校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定令σmax=σph+σb中σmax=σal

，得條間允許應(yīng)力σbal=σal-σph，代入式（6-24）得最大允許襯墊跨距Lbmax（單位為m）為

為防止因Lb太大，同相各條導(dǎo)體在條間電動(dòng)力作用下彎曲接觸，還應(yīng)計(jì)算襯墊臨界跨距Lcr（單位為m），即

λ的取值，鋁：雙條為1003，三條為1197。

只要Lb=L/(n+1)≤min{Lbmax，Lcr}，就能滿足動(dòng)穩(wěn)定又避免同相各條導(dǎo)體在條間電動(dòng)力作用下彎曲接觸，其中n即為滿足動(dòng)穩(wěn)定的襯墊個(gè)數(shù)。

類型布置方式截面系數(shù)單位長(zhǎng)度相間電動(dòng)力相間應(yīng)力單位長(zhǎng)度條間電動(dòng)力條間應(yīng)力校驗(yàn)方法單條平放無(wú)無(wú)豎放雙條平放同上同上豎放三條平放同上同上同上豎放σmax=

σph≤σal

σmax=σph+σb≤σal

或矩形導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)總結(jié)基本單位：長(zhǎng)度為”m”，電流為”A”。(σbal=σal–σph)【例6-1】

某降壓變電所，兩臺(tái)31500kVA自然油循環(huán)冷卻主變壓器并列運(yùn)行，電壓為110/10.5kV。已知：年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4100h，環(huán)境溫度為32℃，主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.1s，后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為2.5s，斷路器全開(kāi)斷時(shí)間為0.1s，引出線導(dǎo)體三相水平布置，導(dǎo)體平放，相間距離a=0.7m，支持絕緣子跨距L=1.2m，短路電流I”=25.3kA，I0.1=23.8kA，I0.2=21.6kA。試選擇變壓器低壓側(cè)引出線導(dǎo)體。

解（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面采用矩形鋁導(dǎo)體，根據(jù)年最大負(fù)荷利用小時(shí)4100h，由圖6-3可以查得J=0.9，經(jīng)濟(jì)截面為

查矩形鋁導(dǎo)體長(zhǎng)期允許載流量表，每相選用2條100mm×10mm雙條矩形鋁導(dǎo)體，平放時(shí)允許電流Ial=2613A，集膚系數(shù)Ks=1.42。環(huán)境溫度為32℃時(shí)的允許電流為

滿足長(zhǎng)期發(fā)熱條件要求(不考慮過(guò)負(fù)荷運(yùn)行)。（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流熱效應(yīng)短路前導(dǎo)體的工作溫度為查表6-2，用插值法得所選截面S=2000mm2>Smin=153.388mm2，能滿足熱穩(wěn)定要求。

（3）共振校驗(yàn)取β=1，即不考慮共振影響。

（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)相間電動(dòng)力相間應(yīng)力根據(jù)，可以查得形狀系數(shù)，條間電動(dòng)力為最大允許襯墊跨距襯墊臨界跨距每跨選取2個(gè)襯墊時(shí)可以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。二、電力電纜的選擇1．電纜型號(hào)的選擇

基本結(jié)構(gòu)：由導(dǎo)電線芯、絕緣層和保護(hù)層三部分組成。

常用的線芯數(shù)目：

單芯充油電纜（用于110kV及以上）

三芯電纜（用于35kV及以下三相系統(tǒng)）

雙芯電纜（用于單相系統(tǒng)）

四芯、五芯電纜（用于380/220V三相四線系統(tǒng)或有一線芯用于安全接地）。

線芯材料：銅芯和鋁芯兩種。110kV單芯充油電纜

線芯絕緣：有油浸紙絕緣，塑料絕緣和橡皮（膠）絕緣三類。

保護(hù)層：塑料電纜的保護(hù)層由聚乙烯做成。油浸紙絕緣電力電纜保護(hù)層由內(nèi)保護(hù)層和外保護(hù)層構(gòu)成。

內(nèi)保護(hù)層目的是防潮和防漏油，有金屬鋁包和鉛包兩種；

外保護(hù)層防機(jī)械損傷和防腐蝕，有鋼帶鎧裝（抗壓）、鋼絲鎧裝（抗拉）等種類，鎧裝層外還有防腐蝕外被層。

選擇電纜時(shí)，應(yīng)根據(jù)其用途、敷設(shè)方式和場(chǎng)所、工作條件及負(fù)荷大小，選擇線芯材料、線芯數(shù)目、線芯絕緣材料和保護(hù)層等，進(jìn)而確定電纜的型號(hào)。2．額定電壓選擇：UN≥UNs

3．截面選擇1)長(zhǎng)度在20m以下的電纜，一般按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇其截面，即

Imax≤KIal

綜合修正系數(shù)K的計(jì)算在空氣中敷設(shè)時(shí)

在空氣中穿管敷設(shè)時(shí)

土壤中直埋或穿管直埋時(shí)

以上三式中：Kt為溫度修正系數(shù)，按式（6-4）

計(jì)算；K1為電纜在空氣中多根并列敷設(shè)時(shí)的修正系數(shù)；K2為空氣中穿管敷設(shè)時(shí)的修正系數(shù)，當(dāng)電壓在10kV及以下時(shí)，截面S≤95mm2時(shí)，K2=1，當(dāng)截面S=120~185mm2時(shí)，K2=0.85；K3為直埋因土壤熱阻不同的修正系數(shù)；K4為土壤中多根并列敷設(shè)的修正系數(shù)。

2)年最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù)≥

5000h，長(zhǎng)度在20m以上的電纜，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面：

按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的電纜還應(yīng)滿足長(zhǎng)期發(fā)熱要求：

Imax≤KIal

為了便于敷設(shè)，一般盡量選用線芯截面不大于185mm2的電纜。

4．熱穩(wěn)定校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定校驗(yàn)仍采用最小截面法，即所選截面S（單位為mm2）應(yīng)滿足

Qk——短路電流熱效應(yīng)(A2·s)，Ks=1。熱穩(wěn)定系數(shù)C用下式計(jì)算η——計(jì)及電纜芯線充填物熱容量隨溫度變化以及絕緣散熱影響的校正系數(shù)，對(duì)于3~6kV廠用回路，取0.93；對(duì)于10kV及以上回路取1.0；

Q——電纜芯單位體積的熱容量，鋁心取0.59J/(cm3·℃)，銅心取0.81J/(cm3·℃)；

α——電纜芯在20℃時(shí)的電阻溫度系數(shù),鋁心取0.00403/℃，銅心取0.00393/℃；

Ks——電纜芯在20℃時(shí)的集膚效應(yīng)系數(shù)，S<150mm2的三芯電纜Ks=1，S=150~240mm2的三芯電纜Ks=1.01~1.035；

ρ20——電纜芯在20℃時(shí)的電阻溫度系數(shù)，鋁心取3.1×10-6Ω·cm2/cm，銅心取1.84×10-6Ω·cm2/cm；

θh——短路時(shí)電纜的最高允許溫度（℃）；

θw——短路前電纜的工作溫度（℃）。

5．允許電壓降校驗(yàn)對(duì)供電距離較遠(yuǎn)的電纜線路應(yīng)校驗(yàn)其電壓損失:UN、cosφ——分別為線路額定電壓（線電壓）和功率因數(shù)；

允許電壓降公式證明:L——電纜線路長(zhǎng)度（km）；

r=ρ/S、x——單位長(zhǎng)度電纜的電阻和電抗（Ω/km）。6~10kV三芯電纜電抗約為0.08Ω/km，35kV三芯電纜約為0.12Ω/km。

【例6-2】某變電所10kV電壓母線用雙回電纜線路向一重要用戶供電，用戶最大負(fù)荷5400kW，功率因數(shù)cosφ=0.9，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5200h/年，當(dāng)一回電纜線路故障時(shí)，要求另一回仍能供給80%的最大負(fù)荷。線路直埋地下，長(zhǎng)度為1200m，電纜凈距為200mm，土壤溫度10℃，熱阻系數(shù)80℃·cm/W，短路電流I”=8.7kA，I1=7.2kA，I2=6.6kA，短路切除時(shí)間為2s，試選擇該電纜。

解正常情況下每回路的最大持續(xù)工作電流為根據(jù)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)查圖6-3曲線1，得J=0.72直埋敷設(shè)一般選用鋼帶鎧裝電纜，每回路選用兩根三芯油浸紙絕緣鋁心鋁包鎧裝防腐電纜，每根S=120mm2，熱阻系數(shù)80℃·cm/W時(shí)的允許載流量為Ial=215A，最高允許溫度為60℃，額定環(huán)境溫度為25℃。

長(zhǎng)期發(fā)熱按一回電纜線路故障時(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷校驗(yàn)，即滿足長(zhǎng)期發(fā)熱要求。短路熱效應(yīng)短路前電纜的工作溫度熱穩(wěn)定系數(shù)C為滿足熱穩(wěn)定要求。電壓損失校驗(yàn)根據(jù)以上計(jì)算可以看出，所選電纜滿足要求。第三節(jié)支柱絕緣子與穿墻套管的選擇支柱絕緣子與穿墻套管用作裸導(dǎo)體的對(duì)地絕緣和支撐固定。一、支柱絕緣子的選擇

支柱絕緣子只承受導(dǎo)體的電壓、電動(dòng)力和正常機(jī)械荷載，不載流，沒(méi)有發(fā)熱問(wèn)題。1．種類和型式選擇

屋內(nèi)型支柱絕緣子：由瓷件及用水泥膠合劑膠裝于瓷件兩端的鐵底座和鐵帽組成。

膠裝方式：鐵底座和鐵帽膠裝在瓷件外表面的稱為外膠裝（Z型），膠裝入瓷件孔內(nèi)的稱為內(nèi)膠裝（ZN型）。

性能：外膠裝機(jī)械強(qiáng)度高，內(nèi)膠裝增大了電氣距離，電氣性能好，但不能承受扭矩，對(duì)機(jī)械強(qiáng)度要求較高時(shí)，應(yīng)采用外膠裝或聯(lián)合膠裝絕緣子（ZL型，鐵底座外膠裝，鐵帽內(nèi)膠裝）。

屋外型支柱絕緣子采用棒式絕緣子。外膠裝支柱絕緣子2．額定電壓選擇：UN≥UNs

在屋外有空氣污穢或冰雪的地區(qū)，應(yīng)選用高一級(jí)電壓的產(chǎn)品。3．動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)當(dāng)三相導(dǎo)體水平布置時(shí)，如圖6-6所示，支柱絕緣子所受電動(dòng)力應(yīng)為兩側(cè)相鄰跨導(dǎo)體受力總和的一半，即式中

L1、L2——與絕緣子相鄰的跨距（m）。

由于制造廠家給出的是絕緣子頂部的抗彎破壞負(fù)荷Fde，因此必須將Fmax換算為絕緣子頂部所受的電動(dòng)力Fc（單位為N）（如圖6-7所示），根據(jù)力矩平衡關(guān)系得

式中H——絕緣子高度（mm）；H1-——絕緣子底部到導(dǎo)體水平中心線的高度（mm），h為導(dǎo)體放置高度；b為導(dǎo)體支持器下片厚度，一般豎放矩形導(dǎo)體為18mm，平放矩形導(dǎo)體及槽形導(dǎo)體為12mm。

動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件為Fc≤0.6Fde

式中

Fde——抗彎破壞負(fù)荷（N），0.6為安全系數(shù)。

二、穿墻套管的選擇1．種類和型式選擇

根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)：可選屋內(nèi)型和屋外型。

根據(jù)用途：可選擇帶導(dǎo)體的穿墻套管和不帶導(dǎo)體的母線型穿墻套管。屋內(nèi)配電裝置一般選用鋁導(dǎo)體穿墻套管。2．額定電壓選擇：UN≥UNs

當(dāng)有冰雪時(shí)，應(yīng)選用高一級(jí)電壓的產(chǎn)品。3.額定電流選擇

帶導(dǎo)體的穿墻套管，其額定電流：IN≥Imax

母線型穿墻套管本身不帶導(dǎo)體，沒(méi)有額定電流選擇問(wèn)題，但應(yīng)校核窗口允許穿過(guò)的母線尺寸。

4．熱穩(wěn)定校驗(yàn)Qk為短路電流熱效應(yīng)[(kA)2·s]；

It制造廠家給出的t秒內(nèi)允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流（kA）。

母線型穿墻套管無(wú)熱穩(wěn)定校驗(yàn)。5．動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)穿墻套管端部所受電動(dòng)力Fmax（單位為N）為

式中

L1——套管端部至最近一個(gè)支柱絕緣子間的距離（m），如圖6-6所示；

L2——套管本身長(zhǎng)度Lca（m）。

動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件為Fmax≤0.6Fde

式中

Fde——抗彎破壞負(fù)荷（N），0.6為安全系數(shù)。

【例6-3】

選擇例6-1中變壓器低壓側(cè)引出線中的支柱絕緣子和穿墻套管。已知I1.3=19.7kA，I2.6=16.2kA。

解（1）支柱絕緣子的選擇根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)及工作電壓，位于屋內(nèi)部分選擇ZB-10Y型戶內(nèi)支柱絕緣子，其高度H=215mm，抗彎破壞負(fù)荷Fde=7350N。

可以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。戶外部分選高一級(jí)電壓的ZS-20/8型支柱絕緣子。（2）穿墻套管的選擇

根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)、工作電壓及最大長(zhǎng)期工作電流，選擇CWLC2-10/2000型戶外鋁導(dǎo)體穿墻套管，其UN=10kV，IN=2000A，F(xiàn)de=12250N，套管長(zhǎng)度Lca=0.435m，5s熱穩(wěn)定電流為40kA。

滿足熱穩(wěn)定要求。滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。第四節(jié)高壓斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇一、高壓斷路器的選擇1．種類和型式的選擇

種類：2．額定電壓選擇：UN≥UNs

安裝地點(diǎn)：屋內(nèi)和屋外。3．額定電流選擇：IN≥Imax

4．額定開(kāi)斷電流選擇(表征了斷路器的滅弧能力):斷路器的額定開(kāi)斷電流INbr應(yīng)不小于其觸頭剛剛分開(kāi)時(shí)的短路電流有效值Ik，即

6~10kV電網(wǎng)一般選擇少油、真空和六氟化硫斷路器。

35kV電網(wǎng)一般選擇少油、真空和六氟化硫斷路器，某些35kV屋外配電裝置也可用多油斷路器。

110~330kV電網(wǎng)一般選擇少油和六氟化硫斷路器。

500kV電網(wǎng)一般選擇六氟化硫斷路器。INbr≥Ik開(kāi)斷計(jì)算時(shí)間tbr：從發(fā)生短路到斷路器的觸頭剛剛分開(kāi)所經(jīng)歷的時(shí)間。為保證斷路器能開(kāi)斷最嚴(yán)重情況下的短路電流，開(kāi)斷計(jì)算時(shí)間等于主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr1與斷路器固有分閘時(shí)間tin之和，即

tbr=tpr1+tin

1)對(duì)于非快速動(dòng)作斷路器（其tbr≥0.1s），可略去短路電流非周期分量的影響，簡(jiǎn)化用短路電流周期分量0s有效值I”校驗(yàn)斷路器的開(kāi)斷能力，即

INbr≥I”

2)對(duì)于快速動(dòng)作斷路器（其tbr<0.1s），開(kāi)斷短路電流中非周期分量可能超過(guò)周期分量的20%，需要用tbr時(shí)刻的短路全電流有效值校驗(yàn)斷路器的開(kāi)斷能力，即

Ipt為觸頭剛剛分開(kāi)tbr時(shí)的短路電流周期分量有效值，在此可取Ipt=I”；

為短路電流非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)，其中，XΣ、RΣ分別為電源至短路點(diǎn)的等效電抗和等效電阻。5．額定關(guān)合電流選擇如果在斷路器關(guān)合前已存在短路故障，則斷路器合閘時(shí)也會(huì)產(chǎn)生電弧，為了保證斷路器關(guān)合時(shí)不發(fā)生觸頭熔焊及合閘后能在繼電保護(hù)控制下自動(dòng)分閘切除故障，斷路器額定關(guān)合電流iNcl不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值，即

iNcl≥ish

6．熱穩(wěn)定校驗(yàn)Qk為短路電流熱效應(yīng)[(kA)2·s]；

It為制造廠家給出的t秒內(nèi)允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流（kA）。7．動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)ies≥ish

二、隔離開(kāi)關(guān)的選擇1.隔離開(kāi)關(guān)的型號(hào)應(yīng)根據(jù)其安裝地點(diǎn)，配電裝置的布置特點(diǎn)等選擇。2.由于隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，故沒(méi)有開(kāi)斷電流和關(guān)合電流的校驗(yàn)，隔離開(kāi)關(guān)的額定電壓、額定電流選擇和熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)項(xiàng)目與斷路器相同。

35kV多油斷路器SF6斷路器與電流互感器(110kV)GW5-35kV隔離開(kāi)關(guān)GW5-110kV隔離開(kāi)關(guān)GW4-110kV雙柱隔離開(kāi)關(guān)戶外單臂伸縮型隔離開(kāi)關(guān)(斷開(kāi)狀態(tài))戶外單臂伸縮型隔離開(kāi)關(guān)(閉合狀態(tài))【例6-4】選擇例6-1中變壓器低壓側(cè)的高壓斷路器和隔離開(kāi)關(guān)。解根據(jù)安裝地點(diǎn)在屋內(nèi)和例6-1、例6-3的有關(guān)計(jì)算結(jié)果，高壓斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的型號(hào)和參數(shù)及與計(jì)算數(shù)據(jù)的比較見(jiàn)表6-5。表6-5斷路器和隔離開(kāi)關(guān)選擇比較結(jié)果選校項(xiàng)目計(jì)算數(shù)據(jù) SN10-10III/2000型GN22-10/2000型 額定電壓/kV 10 10 10 額定電流/A 1818.65 2000 2000 額定開(kāi)斷電流/kA25.3 40 - - 額定關(guān)合電流/kA64.5 130 - - 熱穩(wěn)定校驗(yàn)/(kA)2·s637.8 402×4 402×2 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)/kA 64.5 130 100由選擇比較結(jié)果可知，所選高壓斷路器和隔離開(kāi)關(guān)滿足要求。第六節(jié)限流電抗器的選擇限流電抗器分

普通電抗器分裂電抗器｛一、普通電抗器的選擇1．額定電壓選擇：UN≥UNs

2．額定電流選擇：IN≥Imax

3．電抗百分值的選擇

電抗器的百分值：是以其本身額定電壓和額定電流為基準(zhǔn)的

在所選基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電流下的電抗器的標(biāo)幺值：

電抗器的百分值與標(biāo)幺值的關(guān)系為選擇出線電抗器電抗百分值的條件是：經(jīng)過(guò)電抗器限流后的次暫態(tài)短路電流I”不大于輕型斷路器的額定開(kāi)斷電流INbr。

如果系統(tǒng)至電抗器前的等效電抗為x*Σ，線路電抗器的選擇條件為

電抗百分值的選擇電抗器電抗標(biāo)幺值應(yīng)滿足由電抗標(biāo)幺值與百分值的關(guān)系可得出線電抗器電抗百分值一般選3%~6%，母線電抗器電抗百分值一般選8%~12%。

4．電壓損失校驗(yàn)φ——負(fù)荷功率因數(shù)角，一般取sinφ=0.6。

電壓損失主要是由回路電流的無(wú)功分量在電抗上產(chǎn)生的。5．母線殘壓校驗(yàn)6．熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)ies≥ish

熱穩(wěn)定：動(dòng)穩(wěn)定：二、分裂電抗器的選擇(少學(xué)時(shí)為自學(xué)內(nèi)容)【例6-5】試選擇某發(fā)電機(jī)10kV機(jī)壓母線上的出線電抗器，要求裝設(shè)出線電抗器后可以采用SN10-10I型斷路器，額定開(kāi)斷電流為INbr=16kA。已知線路最大持續(xù)工作電流為350A，功率因數(shù)為0.8，系統(tǒng)火電廠總?cè)萘?00MVA，歸算到電抗器前的系統(tǒng)總電抗為0.378，出線繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為2s，斷路器全開(kāi)斷時(shí)間為0.1s。

解基準(zhǔn)選?。篠d=100MVA，Ud=10.5kV，Id=5.5kA。根據(jù)安裝地點(diǎn)電網(wǎng)電壓和持續(xù)工作電流初選NKL-10-400型電抗器。歸算到基準(zhǔn)容量下電抗器前的系統(tǒng)總電抗為選擇電抗百分值曾選用電抗百分值為3%的電抗器，動(dòng)穩(wěn)定不能滿足要求，改選電抗百分值為4%的電抗器。

重新計(jì)算電抗器后短路電流求計(jì)算電抗查汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線，求出短路電流為動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)電壓損失校驗(yàn)殘壓校驗(yàn)可以看出，選用NKL-10-400-4型電抗器滿足要求。

第七節(jié)互感器的選擇1．種類和型式選擇一、電流互感器的選擇

根據(jù)安裝地點(diǎn)可選擇：屋內(nèi)或屋外式。

根據(jù)安裝方式可選擇：支持式、裝入式（裝在變壓器套管或多油斷路器套管中）和穿墻式（兼作穿墻套管）。

根據(jù)一次繞組匝數(shù)可選擇：?jiǎn)卧袻D（用于大電流）、多匝LF（用于小電流）和母線式LM（用于大電流）。

6~20kV屋內(nèi)配電裝置的電流互感器有：瓷絕緣（如LDC、LFC和LMC系列）結(jié)構(gòu)；樹(shù)脂澆注絕緣（小電流回路采用LA和LFZ系列，大電流回路采用LDZ、LMZ、LAJ和LBJ系列）結(jié)構(gòu)。一般多采用澆注絕緣型。

35kV及以上配電裝置的電流互感器采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器（如屋外的LCW系列）。

選用母線式電流互感器時(shí)，應(yīng)校核其窗口允許通過(guò)的母線尺寸。2．額定電壓選擇：UN≥UNs

3．額定電流的選擇：IN1≥Imax

1)為保證電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)，回路的最大持續(xù)工作電流Imax應(yīng)盡可能接近一次額定電流IN1。

2)電流互感器的二次額定電流IN2，可根據(jù)二次回路的要求選用5A（強(qiáng)電系統(tǒng)）或1A（弱電系統(tǒng)）。

4．準(zhǔn)確級(jí)和額定容量的選擇

1)電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)是指在規(guī)定的二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，一次電流為額定值時(shí)的最大電流誤差百分?jǐn)?shù)。根據(jù)測(cè)量時(shí)電流互感器誤差的大小和用途，發(fā)電廠和變電所中電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)分為0.2、0.5、1、3級(jí)及P和

TP級(jí)。2)為保證測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確度，電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)不得低于所供測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確級(jí)。

用于電能計(jì)量的電流互感器，準(zhǔn)確級(jí)不應(yīng)低于0.5級(jí)，500kV宜采用0.2級(jí)；

供運(yùn)行監(jiān)視儀表用的電流互感器，準(zhǔn)確級(jí)不應(yīng)低于1級(jí)；

供粗略測(cè)量?jī)x表用的電流互感器，準(zhǔn)確級(jí)可用3級(jí)；

穩(wěn)態(tài)保護(hù)用的電流互感器選用P級(jí)；暫態(tài)保護(hù)用的電流互感器選用TP級(jí)。

3)電流互感器的額定容量SN2是指在額定二次電流IN2和額定二次阻抗ZN2下運(yùn)行時(shí)，二次繞組輸出的容量，即制造廠家一般提供電流互感器的ZN2(單位為Ω)值。

4)同一臺(tái)電流互感器除最高準(zhǔn)確級(jí)外，還有幾個(gè)較低測(cè)量精度的準(zhǔn)確級(jí)，對(duì)應(yīng)于不同的準(zhǔn)確級(jí)，具有不同的額定容量（或額定二次阻抗）。

5．二次負(fù)荷的校驗(yàn)為保證所選電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)，其最大相二次負(fù)荷S2應(yīng)不大于所選準(zhǔn)確級(jí)相應(yīng)的額定容量，即

S2≤SN2

由

和

得

Z2L≤ZN2

其中，二次負(fù)荷阻抗為Z2L為ra、rre——測(cè)量?jī)x表和繼電器的電流線圈電阻(Ω)，可由其線圈消耗的功率求得。

rL——儀表或繼電器至電流互感器的連接導(dǎo)線電阻(Ω)；

rc——接觸電阻(Ω)，一般取0.1Ω。

可將二次負(fù)荷校驗(yàn)條件轉(zhuǎn)化為求連接導(dǎo)線的最小截面。連接導(dǎo)線的電阻應(yīng)滿足根據(jù)r=ρL/S，可得滿足準(zhǔn)確級(jí)要求的連接導(dǎo)線最小截面S

為

ρ——連接導(dǎo)線的電阻率Lc——連接導(dǎo)線的計(jì)算長(zhǎng)度(m)，與儀表和繼電器至電流互感器安裝地點(diǎn)的實(shí)際距離及電流互感器的接線方式有關(guān)。

當(dāng)電流互感器采用單相接線時(shí)，如圖6-9a所示，往返導(dǎo)線中的電流相等，電流互感器的二次電壓為

考慮到rL=ρL/S，故可取Lc=2L。

當(dāng)電流互感器采用星形接線時(shí)，如圖6-9b所示，如果一次側(cè)負(fù)荷對(duì)稱，則中線（返回導(dǎo)線）電流很小可略去不計(jì)，電流互感器的二次電壓為故可取Lc=L。

當(dāng)電流互感器采用不完全星形接線時(shí)，如圖6-9c所示，中線（返回導(dǎo)線）電流等于

電流互感器的二次電壓為如果只計(jì)阻抗的模，忽略相角的旋轉(zhuǎn)，二次負(fù)載電阻近似為故近似取

為保證連接導(dǎo)線具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，銅導(dǎo)線截面不應(yīng)小于1.5mm2，鋁導(dǎo)線截面不應(yīng)小于2.5mm2。

6．熱穩(wěn)定校驗(yàn)對(duì)帶有一次繞組的電流互感器，熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件為It——電流互感器1s允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流；

Kt——電流互感器的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)，Kt=It/IN1。

或7．動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件為ies≥ish

或ies、Kes——電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定電流及動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)，

對(duì)采用硬導(dǎo)線連接的瓷絕緣電流互感器，相間電動(dòng)力作用其瓷帽上。因此，需要進(jìn)行外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)條件為

L——電流互感器瓷帽端部到最近一個(gè)支柱絕緣子間的距離(m)，對(duì)母線型電流互感器為:電流互感器瓷帽端部到最近一個(gè)支柱絕緣子間的距離+電流互感器兩端瓷帽間的距離；a——相間距離(m)；ish——短路沖擊電流幅值（A）；Fal——電流互感器瓷帽上的允許力（N）。

【例6-6】

選擇例6-5中10kV出線上的電流互感器。電流互感器接線和測(cè)量?jī)x表配置如圖6-10所示，電流互感器至測(cè)量?jī)x表的實(shí)際距離為L(zhǎng)=25m。

解根據(jù)電流互感器安裝在屋內(nèi)，電網(wǎng)的額定電壓為10kV，回路的最大持續(xù)工作電流為350A和供給電能表電流，選用LFZ1-10型屋內(nèi)復(fù)匝澆注絕緣式電流互感器，變比為400/5，準(zhǔn)確級(jí)為0.5級(jí)，額定二次阻抗ZN2=0.4Ω，熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt=80，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kes=140。表6-6電流互感器二次負(fù)荷（單位：VA）圖6-10例6-6中的電流互感器接線圖儀表名稱及型號(hào)A相C相有功電能表(DS1)0.50.5無(wú)功電能表(DX1)0.50.5電流表(46L1-A)0.35總計(jì)1.351.0電流互感器的二次負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表6-6，最大相負(fù)荷電阻為對(duì)采用不完全星形接線互感器，計(jì)算長(zhǎng)度滿足準(zhǔn)確級(jí)要求的連接導(dǎo)線最小截面為常用的連接導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)截面為0.75、1、1.5、2.5、4、6和10mm2，故選用4mm2的銅導(dǎo)線。

熱穩(wěn)定校驗(yàn)為熱穩(wěn)定滿足要求。內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。通過(guò)以上計(jì)算可以看出，所選電流互感器滿足要求。

澆注絕緣的電流互感器，只校驗(yàn)內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定，即二、電壓互感器的選擇

電壓互感器的二次負(fù)荷阻抗很大，一次電流很小，不存在額定電流選擇問(wèn)題。外部電網(wǎng)短路電流不通過(guò)電壓互感器，故不進(jìn)行短路穩(wěn)定性校驗(yàn)。

1．種類和型式選擇應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)及使用條件來(lái)選擇電壓互感器的種類和型式。

6~20kV屋內(nèi)：一般采用油浸絕緣或樹(shù)脂澆注絕緣的電磁式電壓互感器。

35~110kV：一般采用油浸絕緣的電磁式電壓互感器。

220kV及以上：當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。

需要測(cè)量零序電壓時(shí)，6~20kV可以采用三相五柱式三繞組電壓互感器，或三臺(tái)單相式三繞組電壓互感器。

35kV及以上只有單相式電壓互感器。

220kV電壓互感器與避雷器

一次繞組接于線電壓上時(shí)，一次繞組額定電壓選UNs

，一次繞組接于相電壓上時(shí)，一次繞組額定電壓選。2．額定電壓的選擇電壓互感器一次側(cè)的額定電壓應(yīng)滿足電網(wǎng)電壓要求，二次側(cè)的額定電壓按測(cè)量表計(jì)和保護(hù)要求