arg第6章 电气设备的选择
第6章 电气设备选择资料
I
2 t
t
Qk
Qk——短路电流热效应； It——所选用电器t（单位为s）时间内允许通过的热稳定电流。
■
6-6
发电厂电气主系统
2. 短路动稳定校验
动稳定：指电气设备承受短路电流产生的电动力效应而不损坏
的能力。
部分电气设备动稳定按应力和电动力校验。
由于电器的结构,使用的导体材料和截面积为已知，它所能承受
■
6-8
发电厂电气主系统
4．短路电流计算条件
（1）短路计算容量和接线： ➢容量: 应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的 远景发展规划（一般为本期工程建成后5~10年）。 ➢接线: 可能发生最大短路电流的正常接线方式。 （2）短路种类： ➢一般按三相短路验算； ➢若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统、自耦变 压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应 按严重情况验算。
1.1UN ≥1.1 UNs ➢一般可以按电气设备的额定电压UN不得低于其所在电网的额 定电压UNs的条件来选择电气设备，即
UN ≥ UNs
■
6-2
发电厂电气主系统
注意： ➢ 海拔影响电气设备的绝缘性能，随装设地点海拔的增加，空 气密度和湿度相应减小，使得电气设备外部空气间隙和固体绝 缘外表面的放电特性降低，电气设备允许的最高工作电压减小。
的最大电动力为已知，转化为电流校验动稳定更方便，电器满足
动稳定的条件为
ies≥ish
ish——短路冲击电流的幅值， ish为：
ish 2Ksh I"
I”为0s短路电流周期分量有效值；Ksh为冲击系数，发电机机端 取1.9，发电厂高压母线及发电机电压电抗器后取1.85，远离发 电机时取1.8。 ies——电器允许通过的动稳定电流幅值，生产厂家用此电流表 示电器的动稳定特性，在此电流作用下电器能继续正常工作而 不发生机械损坏。
电气设备的选择
电气设备的选择引言在现代社会中，电气设备的应用变得越来越广泛。
无论是工业生产、商业建筑还是家庭使用，都需要选择合适的电气设备来满足需求。
本文将就电气设备的选择进行探讨，包括选择原则、常见的电气设备和选购注意事项等方面。
选择原则在选择电气设备时，需要考虑以下几个原则：1.功能匹配：首先要明确设备所需的功能，确保所选设备能够满足需求。
2.安全和可靠性：电气设备应具有良好的安全和可靠性，确保日常使用的稳定性。
3.节能环保：选择具有节能环保特性的电气设备，既能减少能源消耗，又可降低对环境的影响。
4.维护便捷：可选择易于维护和维修的设备，以降低维护成本和时间。
常见的电气设备1. 电源设备电源设备是电气系统中最基本的设备之一。
常见的电源设备包括发电机、变压器和电池等。
选择电源设备时，需根据需求确定设备的功率和电压等参数，并结合实际情况进行选择。
例如，在家庭使用中，大多数家电设备使用220V交流电，因此选择220V变压器供电是较为常见的选择。
2. 开关和插座开关和插座在日常生活中无处不在。
选择开关和插座时，需要考虑其外观设计、材质、电流容量等因素。
同时，也需考虑开关和插座的使用环境，如防水性能、防尘性能等特点。
3. 照明设备照明设备是电气设备中常见且广泛应用的一类设备。
选择照明设备时，需考虑其照明效果、能耗、寿命等因素。
现在LED照明设备得到了广泛应用，其能效高、寿命长、环保等特点成为了趋势。
4. 变频器变频器用于调节电机的转速和输出功率。
选择变频器时，需考虑所需的额定功率、输入电压和输出电压等参数。
同时，还需考虑变频器的调速范围、控制方式和稳定性等因素。
5. 电力配电柜电力配电柜用于对电能进行分配和控制。
选择电力配电柜时，需根据需求确定柜体容量和配电能力等参数，并结合电路规划进行选择。
此外，还需注意配电柜的安全特性和可靠性，以保障电力系统的正常运行。
6. 电气保护设备电气保护设备用于保护电气系统免受过载、短路等电力故障的影响。
第六章 导体和电气设备选择
（3）弧隙介质强度的恢复过程 ） 电弧电流过零时， 电弧电流过零时，弧隙介质的绝缘能力 由起始介质强度逐渐增强的过程， 由起始介质强度逐渐增强的过程，称为弧隙 介质强度的恢复过程。 介质强度的恢复过程。 1）近阴极效应使弧隙出现起始介质强度 ） 电弧电流过零前后弧隙中的电荷分布 － ＋ － ＋
T=0-过零前 过零前
IN≥Imax
3）自然环境条件 • 选择导体和电器时，应按当地环境条件校 选择导体和电器时， 核它们的基本使用条件。 核它们的基本使用条件。 • 当气温、风速、湿度、污秽等级、海拔高 当气温、风速、湿度、污秽等级、 地震烈度、 度、地震烈度、覆冰厚度等环境条件超出 一般电器的规定使用条件时， 一般电器的规定使用条件时，应向制造部 门提出补充要求或采取相应的防护措施。 门提出补充要求或采取相应的防护措施。
(3)带电抗器的出线回 带电抗器的出线回 路在母线和母线隔离 开关隔板前的母线引 线及套管， 线及套管，应按电抗 器前如d7点短路选择 点短路选择。 器前如 点短路选择。 而对隔板后的导体和 电器一般可按电抗器 为短路计算点， 后d8为短路计算点， 为短路计算点 以便出线选用轻型断 路器，节约投资。 路器，节约投资。
电气设备选择的一般原则
运行与维护
一、选择电气设备的一般原则
1 按使用环境选择电气设备的类型 2 按正常工作参数选择电气设备 3 按短路条件校验电气设备
（一）按使用环境选择电气设备的类型 类型
户内式、户外式； 普通型、防污型ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ湿热型、高原型； 矿用一般型、增安型、隔爆型、本质型安全等。
根据电气设备工作的环境条件选择出合适的型号。
2 ss
t
i
用最大运行方式下的三相短路电流校验。 短时出现的运行情况可不予考虑。
常用开关设备的选择校验项目
项目 设备名称 高压隔离开关
高压断路器 高压负荷开关
高压熔断器 低压隔离开关
低压断路器 低压熔断器
额定电压
√ √ √ √ √ √ √
额定电流
额定断流容量 极限分断电流
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
短路稳定性校验
1 开关电器断流能力的校验
S br S 或 S 0.2 I br I 或 I 0.2
• 开关电器用在低于额定电压的回路中时
U
S brU
UN
S br
（三）按短路条件校验电气设备
2 电气设备的短路稳定性校验
• 动稳定校验：
ies iim
I es
I im
• 热稳定校验：
I
2 ts
t
I
（二）按正常工作参数选择电气设备
1 根据额定电压选择 2 根据额定电流选择
U N U Nw
I N Ica
40℃＜θ≤60 ℃时
I pr Kso I N
Kso
p p 0
θ＜40℃时：高压电器，每降低1℃，允许电流比额定值可增加0.5％， 但增加的总数不得超过20％。
电气设备选择知识
电气设备选择知识1. 介绍在电气工程中，选择正确的电气设备对于确保电路和系统的正常运行至关重要。
电气设备的选择涉及多个因素，包括使用环境、功能要求、负载要求、安全性和可靠性等。
本文将介绍一些电气设备选择的基本知识和准则。
2. 电源设备选择电源设备是电气系统的核心组成部分，它为电路提供所需的电能。
电源设备的选择应该考虑以下几个方面：2.1 电源类型根据不同的电气系统要求，可以选择不同类型的电源，包括交流电源（AC）、直流电源（DC）或者组合电源（AC/DC）。
选择合适的电源类型将直接影响整个系统的稳定性和性能。
2.2 额定电压和电流根据负载的电压和电流要求，选择合适的额定电压和电流范围的电源设备。
过高或过低的额定电压或电流都可能导致设备损坏或性能下降。
2.3 功率因数功率因数是电气设备用电效率的重要指标之一。
选择具有较高功率因数的电源设备可以提高整个系统的能量利用率。
2.4 安全性和可靠性电源设备应具备良好的安全性和可靠性。
选择有安全措施和保护装置的设备可以降低事故的发生概率，并保障设备的长期稳定运行。
3. 开关设备选择开关设备用于控制电路的通断和工作状态。
选择正确的开关设备有助于确保电路的稳定运行，并提供良好的操作和管理功能。
3.1 开关类型根据电路的特点和功能需求，可以选择合适的开关类型，包括单极断路器（Single Pole Circuit Breaker）、双极断路器（Double Pole Circuit Breaker）、继电器（Relay）等。
3.2 额定电流和额定电压选择开关设备时应考虑电路的额定电流和额定电压要求，确保开关设备能够稳定工作并承受负载。
3.3 寿命和可靠性开关设备的寿命和可靠性也是选择的关键因素之一。
选择具有可靠性高、寿命长的开关设备可以降低维护和更换的成本。
3.4 防护等级根据使用环境和要求，选择具有合适防护等级的开关设备。
防护等级能够保证设备免受外界环境和条件的干扰，提高设备的可靠性和安全性。
大学课件发电厂电气电气设备选择的一般条件
一、按正常工作条件选择电气设备
1. 额定电压 设备额定电压
设计时：UN≥USN。 电网额定电压
➢ 电气设备的最高允许工作电压Ualm不低于电网最
高运行电压Usm ，Ualm ≥ Usm 。
➢ 电气设备最高允许电压Ualm为设备额定电压的 1.1~1.15倍。Ualm=(1.1~1.15) UN
➢ 对于电网，由于电力系统采用各种调压手段，一 般Usm 为电网额定电压USN的1.1倍。
➢ 裸导体承受电压的能力由绝缘子及安全净距保证， 无额定电压选择问题。
一、按正常工作条件选择电气设备
2. 额定电流
设计时：IN≥Imax。 IN是指在额定环境温度下，电气设备的长期
允许电流。
Imax 为电气设备所在回路的最大持续工作电 流。不同回路的计算方法不同，如：
发电机、调相机和变压器回路， Imax =1.05IGN； 母联断路器回路的 Imax 一般可取母线上最大一台
发电机或变压器的Imax ； 母线分段电抗器的 Imax 应为母线上最大一台发电
机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最 大一台发电机额定电流的50%~80%。
一、按正常工作条件选择电气设备
3. 环境条件对设备选择的影响
当电气设备安装地点的环境条件如温度、 风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和 覆冰厚度等超过一般电气设备规定的使用 条件时，应采取措施。
我国生产的电气设备一般使用的额定环境温度为 +40℃。
一、按正常工作条件选择电气设备
4. 其它选择
根据电气设备的装置地点、使用条件、检 修和运行等要求，对电器进行种类（屋内 或屋外）和型式（防污型、防爆型、湿热 型等）的选择。
二、按短路状态校验
第六章电气设备的原理与选择
断路器的最大特点：能断开电器中负荷电流和短路电流。
一、电弧的产生与熄灭
1、电弧的产生
电弧产生的条件：电源电压大于10－20V
电流大于80－100mA；
电弧产生的危害：a、电弧温度高，可能烧坏触头；
b、使触头绝缘物遭受损坏；
c、引起电器烧毁，危害电力系统；
电弧产生和维持的原因：是中性质点被游离的结果。
b、短路种类。一般按三相短路 验算，若其它种类短路较三相短 路严重时，则应按最严重的情况 验算。
c、计算短路点。选择最严重情 况的短路点，即通过电器设备的 短路电流最大。
第二节 高压断路器的原理与选择
断路器的作用：
⑴正常运行时起控制作用：倒换运行方式、投入或退出设备；
⑵系统故障时起保护作用：切除故障部分。
2、电弧的产生物理过程：
游 离——中性质点分解成自由电子和正离 子。
（1）强电场发射：当触头刚分开，产生强电 场，当 E=U / s 大于3×106 V/m时，阴极电子 被电场拉出形成触头空间的自由电子。
（2）热电子发射：在开关分闸时，动静触头 之间的接触压力和接触面积减小，接触电阻 增大，接触表面发热严重，产生局部高温， 阴极金属材料中的电子获得动能而逸出成为 自由电子。
作用：在低压短弧的熄灭起着重要作用。
（2）弧隙电压恢复过 程：电弧电流过零后， 电路施加于弧隙电压， 从不大的电弧电压逐渐 增长，一直恢复到电源 电压，这一过程的弧隙 电压称为恢复电压，其 电压恢复过程以Ur(t)表 示；
组成：瞬态恢复电压
工频恢复电压
影响Ur(t)的因素：线路 参数和负荷性质。
（2）采用特殊金属材料作开关触头：
采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属材料作触 头，一方面抑制游离过程，另一方面还抗电弧和抗熔焊。
第六章-电气设备原理与选择 (1)
练习：请选择如 图所示电厂的短 路点
DL5 DL4
DL6
T1
T2
SN1
DL3
DL1
DL2
G1
G2
PN1
•短路计算时间
验算热稳定的计算时间 tk＝tpr＋tbr tk－－短路计算时间 tpr－－继电保护时间，一般考虑后备保护时间 tbr －－断路器的全开断时间 tbr ＝ tin ＋ ta tin －－断路器固有分闸时间 ta －－断路器开断的电弧持续时间
•分合小电流。隔离开关没有灭弧装置，不能用 来接通和切断负荷电流和短路电流，但具有一 定的分合小电感电流和电容电流的能力，一般 可进行以下操作：
•分、合避雷器、电压互感器和空载母线 •分、合励磁电流不超过2A的空载变压器 •关、合电容电流不超过5A的空载线路。
隔离开关的选择
•种类和形式的选择
安装地点：屋内式和屋外式 绝缘支柱数目：单柱、双柱、三柱
•环境温度对允许持续工作电流的影响 我国目前生产的电器，设计时取周围介质温度40度。
如果周围环境温度高于40度时，每增高1度，设备的允许电流按减少1.8%修正； 如果周围环境温度低于40度时，每降低1度，设备的允许电流按增加0.5%修正；
•电器设备结构、类型的选择
选择电器时，应考虑电器的运行环境。屋外配电装置的电器，经常受到风、 雨、雾、露、积雪、薄冰、灰尘和有害气体的影响，工作条件比屋内配电装 置的电器差，因此电器常制成屋内装置和屋外装置两种。周围环境污秽的地 区、海边、盐湖区等，必须注意加强电器绝缘，采用特殊绝缘结构的加强型 电器，或选用额定电压高一级的电器。
•热电子发射。触头由金属制成，常温下，金属内部存在 有大量的自由电子。随着温度升高，自由电子能量升高， 运动加剧，有的电子会跑出金属表面，形成热电子发射。 特别是电弧形成后，弧隙间的高温使阴极表面受热会出线 强烈的只热点，不断发射出电子，在电场力作用下，不断 向阳极作加速运动。
发电厂电气部分 第6章 电气设备选择
第一节 电气设备选择的一般条件 发 电 厂 电 气 部 分
第 六 章
二、按短路情况校验 1、短路电流的计算 （1） 容量和接线 （2）短路种类 （3） 短路计算点 校验的一般原则：电气设备在选定后应按可能通过的 最大短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般 取三相短路时短路电流，若发电机出口的两相短路，或中 性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接 地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验。 用熔断器保护的电气设备可不验算热稳定。当熔断器有 限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感 器回路，可不验算动、热稳定。
2
查表6－3得C＝93
S min
Qk K s / C 588 .61 2500
满足热稳定
第二节 敞露母线及电缆的选择
发 电 厂 电 气 部 分
第 六 章
（3）共振校核，计算不发生共振得 最大绝缘子跨距 ：
m 2hb w 6.75(kg / m)
J h3b / 6 3.255106 (m4 )
max ph b al
b al ph
Lb Lmax
Lb max b 2h( al ph ) / f b
防止各条导体因弯曲而互相接触，设臵一个 临界跨距：
Lcr
b 4
h / fb
Lb Lcr
第二节 敞露母线及电缆的选择
发 电 厂 电 气 部 分
发 电 厂 电 气 部 分
第 六 章
2.按经济电流密度选择
导体通过电流时,会产生电能损耗。把投资 择算到每年费用,加上年损耗费为年计算费用, 使年计算费用最小的截面为经济截面Se,J为经 济密度,与年最大负荷利用小时数有关 。
发电厂电气部分：第6章导体和电气设备的原理与选择
根据以上条件，选择电气设备时：
U N UsN , 通常选U N UsN .
4
一、按正常工作条件选择 2、额定电流
在周围环境温度下，电气设备的长期允许电流。
I N Imax
IN 电气设备的额定电流
Imax 各种合理的运行方式下，流过电气设备的最大工作电流
5
2、额定电流
I
的确定：
max
① 发电机、调相机、变压器回路： Imax 1.05IN
短路两种情况下的短路电流，选其大者。
It
K1
QF1
K2
Ig1
Ig2
15
③ 短路计算点的确定 变压器回路的断路器(QF3)，也应比较其前与其后短路 两种情况下的短路电流，选其大者为短路计算点。
It
K3 QF3
K1
Ig1
Ig2
16
③ 短路计算点的确定 母线联络断路器的计算点，以QF5为例，考虑向备用母线
充电时，备用母线故障的短路电流为其短路计算点。
K4 QF5
17
③ 短路计算点的确定 带电抗器的出线回路，由于电抗器的工作可靠性很高，且
断路器与电抗器之间的距离小，一般选择电抗器后的点为 短路计算点，目的是可选择轻型设备，节省投资。
K8 K7 QF4
18
二、按短路条件进行校验
4、短路计算时间t的确定：
二、按短路条件进行校验 3、短路电流的计算： ② 短路种类： 一般按三相短路来验算，若其它短路较三相短路严重时， 按最严重情况验算。
13
二、按短路条件进行校验 3、短路电流的计算： ③ 短路计算点的确定
通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。
14
③ 短路计算点的确定 发电机回路的断路器QF1，应比较断路器前短路与断路器后
电气设备的选择知识培训讲义
电气设备的选择知识培训讲义1. 介绍本讲义旨在为电气工程师和相关技术人员提供有关电气设备选择的知识培训。
电气设备的选择对于建设和维护电气系统至关重要，能够确保系统的安全性、可靠性和运行效率。
本讲义将涵盖以下几个方面的内容：电气设备的分类、选择原则、常见的选择标准和注意事项。
2. 电气设备的分类电气设备可以按其用途和功能进行分类。
主要的分类包括：电源设备、电缆及导线、电气保护设备、电动机和控制设备。
在选择电气设备时，需要了解其所属的分类以及相应的工作原理和特点。
2.1 电源设备电源设备主要包括发电机、变压器和开关设备。
发电机用于产生电能，变压器用于调节电能的电压，而开关设备则用于控制电能的传输和分配。
2.2 电缆及导线电缆和导线是用于电能传输的导体材料，常见的有铜导线、铝导线和光纤电缆等。
在选择时，需要考虑导线的导电能力、安全性以及与其他电气设备连接的可靠性。
2.3 电气保护设备电气保护设备包括熔断器、断路器和避雷器等。
它们的主要功能是保护电气系统免受过电流、过电压和雷击等电气故障的影响。
2.4 电动机电动机是将电能转换为机械能的设备，广泛应用于工业生产和交通运输等领域。
在选择电动机时，需要考虑其额定功率、转速和负载要求等因素。
2.5 控制设备控制设备用于控制电气系统的运行和性能。
常见的控制设备包括开关、继电器和PLC（可编程逻辑控制器）等。
在选择控制设备时，需要根据实际需求确定其功能和性能要求。
3. 电气设备的选择原则在选择电气设备时，需要遵循一些基本原则，以确保系统的安全性和可靠性。
3.1 符合技术规范选择的电气设备必须符合相关的技术规范和标准。
这些规范和标准包括国家和行业标准，如GB、IEC和ANSI等。
符合规范的电气设备通常具有较高的质量和可靠性。
3.2 适应工作环境电气设备的选择应考虑其所处的工作环境要求。
例如，在潮湿或腐蚀性环境中，需要选择具有防水、防腐蚀功能的设备。
3.3 经济可行性选择的电气设备应符合经济可行性的要求。
第6章--电气设备的选择
能力 热稳定 动稳定 (kA)
二次 容量
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√ √
6.1 电气设备选择的一般原则
设备名称
额定电 额定电
短路电流
开断能力
压(V) 流(A)
(kA)
热稳定 动稳定
低压断路器 √ 低压负荷开关 √ 低压刀开关 √
√ （√） （√） √ √ （√） （√） √ √ （√） （√） √
式中： ish ， Ish—— 短路电流的冲击值和冲击 有效值;
imax ，I max—— 设备允许的通过的极限 电流峰值和有效值。
6.1 电气设备选择的一般原则
3．开关设备断流能力校验
对要求能开断短路电流的开关设备，如断路器、熔
断器，其断流容量不小于安装处的最大三相短路容量，
即：
S S OFF
k·max 或
IOFF
I（3） k ·max
式中：
I ， S （3） k ·max
k ·max
最大短路容量；
IOFF ， SOFF
开断容量。
— 三相最大短路电流与 — 断路器的开断电流与
6.1 电气设备选择的一般原则
6.1.3 常用电气设备的选择及校验项目 供配电系统中的各种电气设备由于
工作原理和特性不同，选择及校验的项 目也有所不同，常用高低压设备选择校 验项目如下：
6.2 高压开关设备的选择
2．熔断器熔体额定电流选择：
熔断器额定电流应大于或等于所装熔体额 定电流，即
式中： IN·FU
I N ·FE
电力系统中,电气设备选择的一般条件
电力系统中,电气设备选择的一般条件电力系统中，电气设备的选择是保障电力系统正常运行的关键环节。
合理选择电气设备不仅能够提高系统的可靠性和安全性，还能够提高系统的运行效率和经济性。
下面将从几个方面介绍电气设备选择的一般条件。
电气设备的选择要考虑系统的负荷特性和运行要求。
根据系统的负荷特性，选择合适的电气设备能够更好地满足系统的运行需求。
例如，对于电力系统的变压器，需要根据负荷功率、负荷类型和负荷变化范围来选择适当的容量和变压器类型。
电气设备的选择要考虑设备的可靠性和维护保养要求。
可靠性是电力系统正常运行的基础，因此在选择电气设备时，要考虑设备的可靠性指标，如故障率、寿命等。
同时，还要考虑设备的维护保养要求，包括维修周期、维修工作量等。
选择具有较低故障率、较长寿命且维护保养方便的设备，能够降低系统的故障率和维修成本。
电气设备的选择还要考虑设备的技术水平和适用环境。
随着科技的不断进步，电气设备的技术水平也在不断提高，因此在选择设备时，要选择具有较高技术水平的设备，以满足系统的技术要求。
此外，还要考虑设备所处的环境条件，如温度、湿度、海拔等，选择适应环境的设备能够更好地适应实际运行环境，提高设备的可靠性和安全性。
电气设备的选择还要考虑设备的经济性。
在选择设备时，除了要考虑设备的技术指标外，还要考虑设备的价格和维护成本。
选择具有较低价格和较低维护成本的设备，能够提高系统的经济性，降低系统的运行成本。
电气设备的选择还要考虑设备的供应能力和售后服务。
供应能力是指供应商能够提供的设备数量和交货周期，选择具有较强供应能力的供应商能够保证设备的及时供应。
同时，还要考虑供应商提供的售后服务，包括设备的安装调试、维修保养等，选择提供优质售后服务的供应商能够更好地保障设备的正常运行。
电气设备选择的一般条件包括系统的负荷特性和运行要求、设备的可靠性和维护保养要求、设备的技术水平和适用环境、设备的经济性、设备的供应能力和售后服务等。
电气主系统第六章电气设备选择
UN ≥ UNs
■
6-2
发电厂电气主系统
注意： 1) 海拔影响电气设备的绝缘性能，随装设地点海拔的增加，空 气密度和湿度相应减小，使得电气设备外部空气间隙和固体绝
缘外表面的放电特性降低，电气设备允许的最高工作电压减小。 对海拔超过1000m的地区，一般应选用高原型产品或外绝
缘提高一级的产品。 对于现有110kV及以下大多数电器的外绝缘有一定裕度，
1
1
Smin Ah Aw Qk Ks C Qk Ks
显然，当所选导体截面S≥Smin时 ，由于短路电流热效应Qk保持 不变，短路终了时的A值Af减小，Af <Ah，故导体短路时的温升 不会超过短时最高允许温度。
■
6-16
发电厂电气主系统
Qk的单位为 A²·s；热稳定系数C的单位为 J /( mm4 ) 。
■
6-7
发电厂电气主系统
3．短路计算时间 计算短路电流热效应时所用的短路切除时间tk等于继电保护动 作时间tpr与相应断路器的全开断时间tab之和，即
tk tpr tab
断路器的全开断时间tab等于断路器的固有分闸时间tin与燃弧时 间ta之和，即
tab tin ta
验算裸导体的短路热稳定时，tpr宜采用主保护动作时间，如主 保护有死区时，则采用能对该死区起保护作用的后备保护动作 时间； 验算电器的短路热稳定时，tpr宜采用后备保护动作时间。 少油断路器的燃弧时间ta为0.04~0.06s，SF6断路器的燃弧时间ta 为0.02~0.04s。
It2t Qk
Qk——短路电流热效应； It——所选用电器t（单位为s）内允许通过的热稳定电流。
2. 短路动稳定校验 动稳定：指电气设备承受短路电流产生的电动力效应而不损坏 的能力。
第六章电气设备的选择
第六章电气设备的选择6．1 电气设备选择的一般原则6．1．1 按正常工作条件选择电气设备1）电气设备的额定电压2）电气设备的额定电流3）电气设备的型号6．1．2 按短路情况进行校验1）短路热稳定校验I2t ima<=I2t t2）短路动稳定校验i sh<=i maxI sh<=I max3)开关设备断流能力校验S OFF>=S KMAXI OFF>=I(3)K MAX6．1．3常用电气设备的选择及校验项目6．2高压开关设备的选择高压断路器、负荷开关、隔离开关和熔断器的选择条件基本相同。
除了按电压、电流、装置类型选择，校验热、动稳定性外，对高压断路器、负荷开关和熔断器还应校验其开断能力。
6．2．1 高压断路器的选择1）断路器的种类和类型少油断路器、真空断路器、SF6断路器。
2）开断电流能力I OFF>=I11S OFF>=S113）短路关合电流的选择为了保证断路器在关合短路电流时的安全，断路器的额定关合电流需满足i mc>=i sh6．2．2 高压隔离开关的选择高压隔离开关的选择和校验同高压断路器差不多。
例：试选择图书6.2.1所示变压器10.5KV侧高压断路器QF和高压隔离开关QS.已知图中K点短路时I11=4.8KA,继电保护动作时间为t ac=1s.拟采用快速开断的高压断路器,其固有分闸时间t tr=0.1秒,采用弹簧操作机构.35/10.5KV 10.5KV母线K解:变压器计算电流按变压器的额定电流计算8000439.91.732*10.5CAI A===短路冲击电流的冲击值:112.55 2.55*4.812.24shi I KA===短路容量:1187.92KS S MVA==短路电流假想时间:t imar=t ac+t tr=1+0.1=1.1s根据上述计算参数结合具体的情况选择条件,初步选择ZN12-10I型630A的真空6．2．3 高压熔断器的选择应根椐负荷的大小、重要程度、短路电流大小、使用环境及安装条件等综合考虑决定。
电气设备的选择
电气设备选择1) 35kV及以下电压等级的断路器，宜选用真空断路器或SF6断路器;66kV及以上电压等级的断路器宜选用SF6断路器。
在高寒地区，SF6断路器宜选用罐式断路器，并应考虑SF6气体液化问题。
2)隔离开关应根据正常运行条件和短路故障条件的要求选择。
3) 单柱垂直开启式隔离开关在分闸状态下，动静触头间的最小电气距离不应小于配电装置的最小安全净距B.值。
4)布置在高型或半高型配电装置上层的110kV及以上电压等级的隔离开关宜采用远方/就地电动操动机构。
5) 3-35kV配电装置的电流互感器，宜选用树脂浇注绝缘结构;66kV 及以上配电装置的电流互感器，根据安装使用条件及产品制造水平，可采用油浸式、SF6气体绝缘或光纤式的独立式电流互感器;在有条件时(如回路中有变压器套管、断路器套管或穿墙套管等)宜采用套管式电流互感器。
6)3-35kV配电装置内宜采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器;66kV及以上配电装置内宜采用油浸绝缘结构或SF6气体绝缘的电磁式电压互感器或电容式电压互感器。
7) 35kV及以下采用真空断路器的回路，宜根据被操作的容性或感性负载，选用金属氧化物避雷器或阻容吸收器进行过电压保护。
8) 66kV及以上配电装置内的过电压保护宜采用金属氧化物避雷器。
9)装设在屋外的消弧线圈宜选用油浸式，装设在屋内的消弧线圈宜选用干式。
10)3-20kV屋外支柱绝缘子和穿墙套管当有冰雪时，宜采用提高一级电压的产品;对3-6kV者可采用提高两级电压的产品。
11) 快速接地开关在GIS开关设备停电回路的最先接地点(不能预先确定该回路不带电)或利用接地装置保护封闭电器外壳时，应选择快速接地开关;而其他情况下则选用一般接地开关。
一般情况下，GIS配电装置出线回路的线路侧接地开关和母线接地开关应用具有关合动稳定电流能力的快速接地开关。
电气设备的选择及其安装
电气设备的选择及其安装电气设备在现代社会中应用广泛，如何选择和安装电气设备是业主和工程师必须面对的重要问题。
本文将介绍如何选择和安装电气设备。
一、选择电气设备的准则1.功能性：电气设备必须能够满足其预定的功能需求，一般是接通电源开始运行或被控制。
2.可靠性：电气设备必须是耐用可靠的，并在正常使用情况下不易发生故障。
3.安全性：电气设备必须符合国家电气安全标准，并且有防止人身事故的安全措施。
4.经济性：电气设备的选用不应单纯追求品牌、价格等表面因素，需要结合其使用场景和经济预算等因素，采购成本和维护费用需要合理控制。
二、常用电气设备及其选择原则1.开关柜：开关柜是电力系统中必不可少的组成部分，其品质关键影响系统的稳定性和安全性。
选择开关柜应该是防腐、防尘、防火、耐磨、耐用以及性能可靠。
2.断路器：断路器在电力系统内扮演非常重要的角色，必须选择类型、规格、技术参数等等能完全满足其实际工作要求。
3.变压器：变压器是电力系统中最重要的组成部分之一。
选择变压器应该根据其能耗性质以及所处环境等因素来考虑。
在选择时应该注意考虑其额定功率、额定电压、电气等级等参数，以便达到较高的性价比。
4.插座：在企业和居民生活中常常会使用到插座，接口形式、额定电压等都是选择插座时需要考虑的因素之一。
三、电气设备的安装1.安装前的准备：在电气设备安装前，应该先进行规划，即确定其安装位置和工作方式。
此外，还需要确认电路图，查看设备参数，确保验收合格。
2.安装流程：根据重要性和复杂程度的不同，安装流程会存在差异。
但是无论如何，都应该遵循安全先行的原则，突出注意灾害风险控制、人身安全和维护方便。
3.安装后确认：当电气设备安装完毕后，工作人员应该对整个安装效果进行检查，以确保能够正常工作。
必要时还应进行调试和测试。
四、电气设备的维护和保养电气设备的维护和保养是保证其长期稳定运行的关键一环，通常维护和保养的周期可以分为日常维护和定期维护。
第六章 高压电器选择
《第六章高压电器选择》电力工程电气设计手册1 电气一次部分6-1、电器选择一般要求一、一般原则二、技术条件（一）长期工作条件1 电压2 电流3 机械载荷（二）短路稳定条件1 校验的一般原则2 短路热稳定条件3 短路动稳定条件（三）绝缘水平三、环境条件（一）温度（二）日照（三）风速（四）冰雪（五）湿度（六）污秽（七）海拔（八）地震四、环境保护（一）电磁干扰（二）噪音6-2、高压断路器一、参数选择二、型式选择三、关于开断能力的几个问题（一）校验开断能力的量（二）首相开断系数（三）重合闸（四）非周期分量问题（五）开断单相故障的能力（六）特殊情况下的开断能力1 失步开断2 并联开断3 近区故障开断、发展性故障开断和异相接地故障开断四、关于降低操作过电压的几个问题（一）开断110KV及以上的空载线路（二）开断并联电容器组（三）切合小电感电流（四）并联电阻五、机械载荷6-3、高压隔离开关一、参数选择二、型式选择三、操作机构选择四、机械载荷五、关于开断小电流六、关于接触区七、关于接地刀八、关于敞开式组合电器6-4、高压负荷开关和高压熔断器一、高压负荷开关（一）参数选择（二）开断和关合能力（三）机械载荷二、高压熔断器（一）参数选择（二）熔体选择6-5、互感器一、电流互感器（一）参数选择（二）型式选择（三）一次额定电流选择（四）短路稳定校验1 内部动稳定校验2 外部动稳定校验3 热稳定校验4 提高短路稳定度的措施二、电压互感器（一）参数选择（二）型式选择（三）接线方式选择（四）电压选择（五）准确度和二次负荷（六）铁磁谐振特性和防谐措施6-6、限流电抗器一、参数选择二、额定电流选择（一）普通电抗器额定电流选择（二）分裂电抗器的额定电流选择三、电抗百分值选择（一）普通电抗器的电抗百分值的选择（1）将短路电流限制到要求值（2）正常工作时电抗器上的电压损失（3）校验短路时母线上的剩余电压（二）分裂电抗器的电抗百分值选择1 将短路电流限制到要求值2 校验电压波动6-7、高压电瓷一、参数选择二、形式选择三、动稳定校验四、悬式绝缘子片数选择（一）按额定电压和泄露比距选择（二）按内过电压选择（三）按大气过电压选择6-8、GIS组合电器一、选型时应注意的问题二、参数选择三、元件的技术要求（一）断路器（二）封闭式隔离开关（三）负荷开关（四）接地开关和快速接地开关（五）电流互感器（六）电压互感器（七）避雷器（八）母线（九）引线套管和电流终端6-9、中性点设备一、消弧线圈（一）安装位置选择（二）参数及型式选择（三）容量及分接头选择（四）电容电流计算（五）中性点位移校验二、避雷器和保护间隙（一）旋转电机中性点的避雷器选择（二）中性点非直接接地系统中，保护变压器中性点的阀型避雷器选择（三）中性点直接接地系统中，保护变压器中性点的阀型避雷器选择（四）变压器中性点氧化锌避雷器的选择1 变压器中性点采用氧化性避雷器的优点2 选择原则三、接地变压器和电阻（一）装设接地变压器及电阻的目的（二）电阻的选择（三）接地变压器的选择。
第六章-电气设备的选择
对于现有110kV及以下大多数电器的外绝缘有一定裕度， 可在海拔2000m以下地区使用。 ➢ 在空气污秽(腐蚀减低绝缘强度)或有冰雪的地区，某些电气 设备应选用绝缘加强型或高一级电压的产品。
2. 额定电流选择
电气设备的额定电流��是指在额定环境条件（环境温度、 日照、海拔高度、安装条件等）下，电气设备的长期允许电流。
（3）短路计算点：选择通过校验对象的短路电流为最大的那 些点作为短路计算点。对两侧均有电源的电气设备，应选其前、 后短路时，通过它的短路电流较大的地点作为短路计算点。
1）发电机回路QF1。 当k4 短路时流过QF1电流由G1供 给；当k1短路时由QF2和系 统提供，若两台发电机容量 相等，后者大，应选k1为短 路计算点。
K al al 0
（6-4）
电器的�K值计算：
（6-5）
➢ 回路最大持续工作电流Imax 的计算:
回路名称
最大持续工作电流
说明
发电机、调相机回路 变压器回路 出线
母联回路、主母线 母线分段回路
1.05倍发电机、调相机额定电流
1.05倍变压器额定电流
1.3~2.0倍变压器额定电流 单回路：线路最大负荷电流
电网额定电压UNs的1.1倍。 ➢一般可以按电气设备的额定电压UN不得低于其所在电网的额 定电压UNs的条件来选择电气设备，即
UN ≥ UNs
（6-2）
注意： ➢ 海拔影响电气设备的绝缘性能，随装设地点海拔的增加，空 气密度和湿度相应减小，使得电气设备外部空气间隙和固体绝 缘外表面的放电特性降低，电气设备允许的最高工作电压减小。
双回路：1.2~2倍一回线的政策最大 负荷电流 环形与一台半断路器接线：两个相邻 回路正常负荷电流 桥型接线：最大元件负荷电流 母线上最大一台发电机或变压器的最 大持续工作电流 母线上最大一台发电机额定电流的 50%~80% 变电所应满足用户的一级负荷和大部 分二级负荷
电气设备选择的一般条件
电气设备选择的一般条件1. 引言在电气工程领域中，选择适当的电气设备对于保证系统的正常运行和提高生产效率至关重要。
电气设备选择需要考虑多种因素，包括性能、可靠性、成本、适应性等。
本文将介绍一般条件下进行电气设备选择的主要方面。
2. 性能性能是选择电气设备的一个重要方面。
性能好的设备能够提供更加稳定、高效的电力传输和转换。
在选择电气设备时，应考虑以下几个方面：2.1. 电气参数电气设备的电气参数直接关系到设备的工作性能。
例如，变压器的额定功率、额定电流、短路容量等是选择变压器时需要考虑的重要电气参数。
在选择电气设备时，需要根据实际需求和运行条件，选择适合的电气参数。
2.2. 转换效率电气设备在能量转换过程中往往会有一定的能量损耗。
合理选择转换效率高的设备可以减少能量损失，提高系统的能源利用率。
例如，选择高效率的电动机可以实现更低的能耗和更高的效益。
2.3. 绝缘性能绝缘性能是电气设备安全可靠运行的重要保障。
合理选择具有良好绝缘性能的设备可以有效防止电器设备绝缘击穿和漏电等故障，提高设备运行的稳定性和安全性。
3. 可靠性在工业生产和商业运营中，电气设备的可靠性对于确保生产和服务的连续性至关重要。
选择具有高可靠性的电气设备可以有效降低设备故障发生的概率、缩短故障恢复时间，减少停工和维修成本。
3.1. 质量和可靠性评估在选择电气设备时，应综合考虑供应商的声誉、质量认证等因素。
通过查看供应商的质量和可靠性评估报告，可以判断设备的质量和长期可靠性。
同时，还可以参考其他用户的使用经验和反馈，了解设备在实际使用中的性能和可靠性。
3.2. 设备寿命设备寿命是选择电气设备时需要考虑的重要因素。
较长的设备寿命可以减少更换和维修的频率，降低运维成本。
在选择电气设备时，要了解设备的设计寿命，并根据实际运行条件和需求进行评估。
4. 成本成本是选择电气设备时一个关键的考虑因素。
合理控制成本可以提高投资回报率，并在系统运营过程中减少运维成本。
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设备名称
额定电 额定电
短路电流
开断能力
压(V) 流(A) 热稳定 动稳定
(kA)
低压断路器 √ 低压负荷开关 √ 低压刀开关 √
√ （√） （√） √ √ （√） （√） √ √ （√） （√） √
低压熔断器 √
√
√
返回
6.2 高压开关设备的选择
高压断路器、负荷开关、隔离开关和 熔断器的选择条件基本相同，除了按电 压、电流、装置类型选择，校验热、动 稳定性外，对高压断路器、负荷开关和 熔断器还应校验其开断能力。
2. 开断电流选择
高压断路器运行时应可以开断短路电流，
所以断路器的额定开断电流应不小于短路电流
周期分量的有效值，实际计算中我们一般根据 次暂态电流来进行选择，即：
IOFF ≥ I
或 SOFF ≥ S
式中： I ， S —— 短路电流与短路容量
的次暂态值；
IOFF ， 开断容量。
SOFF
——
断路器的开断电流与
供配电技术
第6章 电气设备的选择
第6章 电气设备的选择
6.1 电气设备选择的一般原则 6.2 高压开关设备的选择 6.3 低压开关电器选择 6.4 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择 6.5 互感器的选择
6.1 电气设备选择的一般原则
按正常工作条件下选择额定电流、 额定电压及型号等，按短路情况下校验 开关的开断能力、短路热稳定和动稳定。
6.2 高压开关设备的选择
断路器及隔离开关的选择结果
计算数据
工作电压 10kV
最大工作电流 439.9A
短路电流 4.8kA
短路电流冲击电流 12.24kA
热稳定性校验 I∞2timar=4.82×1.1
=25.34A2s
ZN12-10I型断路器
额定电压 UN=10kV 额定电流 IN=630A 额定开断电流 IOFF=25 kA 极限过电流峰值 imax=80kA 热稳定值 It2t=252×3 =1875A2s
（1）对有限流作用的熔断器，由于它们会在短路电 流到达冲击值之前熔断，因此可按下式校验断流能 力：
IOFF ≥ I
或
SOFF ≥ S
式中 量；
：
IOFF
、SOFF
——熔断器极限熔断电流和容
I 、S ——熔断器安装处三相短路次
暂态有效值和短路容量；
6.2 高压开关设备的选择
（2）对无限流作用的熔断器，由于它们会在短
4．熔断器保护灵敏度的校验 为了保证熔断器在其保护范围内发生短路故
障时能可靠地熔断，因此要求满足：
Ik·min ≥(4～7) I N ·FE
式中： Ik·min ——熔断器保护范围末端短路故
障时流过熔断器最小短路电流。
返回
6.3 低压开关电器选择
6.3.1 低压断路器的选择
1. 低压断路器的种类和类型
按用途常分为： ①配电用断路器； ②电动机保护用断路器; ③照明用断路器; ④漏电保护用断路器。 按结构型式分有塑壳式和框架式两大类。
6.3 低压开关电器选择
2. 低压断路器脱扣电流的整定
（1)低压断路器过流脱扣器额定电流的选择 过流脱扣器额定电流应大于或等于线路的计
算电流，即：
I N·OR Ica
6.2 高压开关设备的选择
（4）低压网络中用熔断器作为保护时，为了保 证熔断器保护动作的选择性，一般要求上级熔 断器的熔体额定电流比下级熔断器的熔体额定 电流大两级以上。
（5） 应保证线路在过载或短路时，熔断器熔体 未熔断前，导线或电缆不至于过热而损坏。
6.2 高压开关设备的选择
3．熔断器极限熔断电流或极限熔断容量的校验
6.2 高压开关设备的选择
2．熔断器熔体额定电流选择：
熔断器额定电流应大于或等于所装熔体额定 电流，即
式中： IN·FU
I N ·FE
I N·FU I N·FE
—— 熔断器额定电流（A）; —— 熔体额定电流（A）。
6.2 高压开关设备的选择
选择时还应必须满足以下几个条件： （1）正常工作时熔断器的熔体不应熔断，要求 熔体额定电流大于或等于通过熔体的最大工作电 流。 （2）在电动机启动时，熔断器的熔体在尖峰电 流的作用下不应熔断。 （3）对于6~10kV变压器，凡容量在1000kVA及以 下者，可采用熔断器作为变压器的短路及过载保 护，其熔体额定电流可取为变压器一次侧额定电 流的1.4～2倍。
6.1 电气设备选择的一般原则
6.1.1 按正常工作条件选择电气设备
1．电气设备的额定电压电气设备的额定电压不 得低于所接电网的最高运行电压。 2．电气设备的额定电流电气设备的额定电流不 小于该回路的最大持续工作电流或计算电流。 3.选择电气设备时还应考虑设备的安装地点、环 境及工作条件，合理地选择设备的类型，如户内 户外、海拔高度、环境温度及防尘、防腐、防爆 等。
6.2 高压开关设备的选择
6.2.1 高压断路器的选择 1. 断路器的种类和类型
高压断路器应根据设备安装的条件，环境 等来选择断路器的类型和种类。常用的断路器 类型主要有少油断路器、真空断路器、SF6断 路器，由于真空断路器、SF6断路器技术特性 比较好，少油断路器已经逐渐被它们代替。
6.2 高压开关设备的选择
6.2 高压开关设备的选择
3. 短路关合电流的选择
为了保证断路器在关合短路时的安全，断路 器的额定关合电流需满足：
i 式中： mc
（kA）。
imc ish
— 断路器的额定关合电流
6.2 高压开关设备的选择
6.2.2 高压隔离开关的选择
例 试选择如图所示变压器 10.5kV侧高压断路器QF和高压隔离 开关QS。已知图中K点短路时 I’’=I∞=4.8kA,继电保护动作时间 tp=1S。拟采用快速开断的高压断 路器，其固有分闸的时间ttr=0.1S, 采用弹簧操作机构。
选择项目
额定 电流 (A)
装置类型 (户内/户
外)
√
√
√
√
准确 度级
校验项目
短路电流
开断
能力 热稳定 动稳定 (kA)
二次 容量
√
√
√
√
√
√
高压隔离开关 √
√
√
√
√
高压熔断器 √
√
√
√
电流互感器 √
√
√
√
√
√
√
电压互感器 √
√
√
√
母线
√
√
√
√
电缆
√
√
√
支柱绝缘子 √
√
√
穿墙套管
√
√
√
√
√
6.1 低压电气设备选择的一般原则
IOFF·min
I ≤
（2） k ·min
或
S S ≤ （2）
OFF·min
k ·min
式中 ：
IOFF·min 、 SOFF·min —熔断器的断流电
流和容量的下限值；
I（2） k ·min
、 S（2） k ·min
—最小运行方式下
熔断器所保护线路末端两相短路电流的有效值和容
量。
6.2 高压开关设备的选择
一、反时限特性（具有断相保护）
1、1.05Ie 大于2h不动作 2、1.2Ie 小于2h动作 3、1.5Ie 4min内动作 4、7.2Ie 4~10s内动作 二、定时限电磁脱扣器特性
6~12Ie（整定值可调） 0.2s动作（时间不可调） 三、短路瞬动过电流脱扣器特性
16Ie(整定值不可调） 0.02s动作（时间不可调）
KB0产品的时间电流特性曲线表
消防控制与保护开关电器
• KB0-F消防型控制与保护开关电器除具有基本型 产品的功能以外，还采用了专利技术设计的操 作机构，配与其它模块实现了故障时“只报警， 不跳闸”和短路时“报警+跳闸”的独特功能。
基本型KBO选型设计表
序号 控制容量（kW）
型号0.05-0.08kW
6.1 电气设备选择的一般原则
6.1.2 按短路情况进行校验
1．短路热稳定校验
当系统发生短路，有短路电流通过电气设备时，导
体和电器各部件温度(或热量) 不应超过允许值，即满足
热稳定的条件
I
2
tima
I
2 t
t
式中： I∞— 短路电流的稳态值；
tima—短路电流的假想时间；
It— 设备在t秒内允许通过的短时热稳定电流；
300min 100min 10min
1min 10s
1s 0.1s 0.01s 0.001s
Ir(A)
热过载保护
过电流保护 短路保护
Ir(A)
1.05Ir1min 1.20Ir1min 1.05Ir1max 1.20Ir1max
6Ie
(Ir2min)
12Ie
(Ir2max)
16In 80kA
带M型热磁脱扣器KB0的时间-电流特性（黑色部分为电动机保护）
— 三相最大短路电流与 — 断路器的开断电流与
6.1 电气设备选择的一般原则
6.1.3 常用电气设备的选择及校验项目 供配电系统中的各种电气设备由于工
作原理和特性不同，选择及校验的项目 也有所不同，常用高低压设备选择校验 项目如下：
6.高压电气设备选择的一般原则
设备名称 额定
电压 (kV)
高压断路器 √ 高压负荷开关 √
消防型: 产品06M 后加F写 做06MF
隔离型: 产品06M 后加G写 做06MG
14
18.5-22kW
KB0-63C/M50/06M
15
22-30kW
16