供配电技术 设备的选择

式中，Ial为母线允许的载流量(A)；Ic为汇集到母线上的计算电流(A) (2)对年平均负荷、传输容量较大时，宜按经济电流密度选择母线截面
Sec = Ic / j ec 式中，j ec为经济电流密度，Sec为母线经济截面。
3.硬母线动稳定校验
σal ≥ σc
式中，σal为母线最大允许应力(Pa)，硬铝母线（LMY）
(m)；K为系数,当母线档数为1~2档时，K=8，当母线档数为大于2档
时，K=10。
W = b2·h/6
式中，b为母线截面水平宽度(m)；h为母线截面垂直高度(m)。
4.母线热稳定校验
S
Sth.m in
I
3
t ima C
式中，I∞(3)为三相短路稳态电流(A)，tima为假想时间(s)；C为导体的 热稳定系数。
I th 2tth
I t (3)2 ima
例5-3 按例5-1电气条件，选择柜内电流互感器。已知电流互感器采用两相式接线，如图 所示，其中0.5级二次绕组用于测量，接有三相有功电能表和三相无功电能表各一只，每 一电流线圈消耗功率0.5VA，电流表一只，消耗功率3VA。电流互感器二次回路采用BV500-1×2.5mm2的铜芯塑料线,互感器距仪表的单向长度为2m。 解：根据变压器10kV额定电流275A，查附录表7，选变比为400/5 A的LZZBJ9-
12型电流互感器，imax 112 .5kA, Ith 45kA ，tth 1s ，S2N 10VA 。
(1)准确度校验
S2≈∑Si+ I 22（N RWL Rto）u
=（0.5+0.5+3）+25×[ 3 ×2/(53×2.5)+0.1]=7.15＜10VA
故满足准确度要求。
（2） 动稳定校验
若不考虑电压线圈的功率因数，接于线电压的负荷折算成单相负荷为
Sb 1 [SabCOS(ab 30) SbcCOS(bc 30)] 3
B相负荷为
1 3
[SabCOS(0
30)
SbcCOS(120
30)]
1 2
Sab
1 2
Sbc
Sb
Sv
Sb
Skv
Sv
1 2
Sab
1 2
Sbc
Skv / 3
Sv
1 2
12kV 630A 25kA 63kA
≥
UW.N
≥
IC
≥
IK(3)
≥
ish(3)
10kV 275A 3.35kA 8.54kA
结论
合格 合格 合格 合格
5
Ith2 tt
252×4=2500 kA2﹒S
≥
I∞2×tima
(3.2)2×(1.1+0.1)=13.5 kA2﹒S
合格
返回
5.2.2 高压隔离开关选择
电气设备的额定电流应不小于实际通过它的最大负荷电流Imax （或计算电流IC），即：
IN ≥Imax 或 IN ≥Ic 3．按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定 4．开关电器必须校验断流能力 开关电器设备的额定短路开断电流 不小于安装地点最大三相短路电流。
5.2 高压开关电器的选择
高压开关电器主要指高压断路器、高压熔断器、高压隔离开关和高压负荷开关。具体选择如下：
路电流。
2．保护电力变压器的熔断器熔体电流选择
熔断器熔体额定电流应满足： IN•FE = (1.5~2.0)I1N•T
式中, IN•FE 为熔断器熔体额定电流； I1N•T为变压器一次绕组额定电流。
3．保护电压互感器短路的熔断器选择
因电压互感器二次侧电流很小，故选择XRNP、RN2型专用熔断器，其熔体额定 电流为0.5A。
准确度校验的原则: S2 ≤S2N
S2≈∑Si+
（
式中，Si、Zi为二次回路中的仪表、继电器线圈的额定负荷(VA)和阻抗(Ω) ；
回路中所有接头、触点的接触电阻，一般取0.1Ω；
为二次回路导线电阻
） 为二次
式中，γ为导线的导电率，铜线γ=53m/（Ω·mm2），铝线γ=32m/（Ω·mm2）； S为导线截面（mm2）；Lc为导线的计算长度（m）。设互感器到仪表单向长度为l1， 则：
隔离开关只需要选择额定电压和额定电流，校验动稳定度和热稳度。
例5-2 按例5-1所给的电气条件，选择柜内隔离开关。 解：由于10kV出线控制采用成套开关柜，选择GN19-12/630高压隔离开关。选择计算
结果列于下表。
表5-4 高压隔离开关选择校验表
序号 1 2 3
4
项目
UN IN
GN19-12/630 数据 12kV 630A
5.3 互感器的选择
5.3.1 电流互感器选择 高压电流互感器二次侧线圈一般有一至数个不等,其中一个二次线
圈用于测量,其他二次线圈用于保护。 1.电流互感器的选择与校验 （1）电流互感器型号的选择
根据安装地点和工作要求选择电流互感器的型号。 （2）电流互感器额定电压的选择
电流互感器额定电压应不低于装设点线路额定电压。 （3）电流互感器变比选择
母线都用支柱绝缘子固定在开关柜上，因而无电压要求，其选择条件如下：
1.型号选择 母线的种类有矩形母线和管形母线，母线的材料有铜、铝。目前变电所的
母线除大电流采用铜母线以外，一般尽量采用铝母线。变配电所高压开关柜 的高压母线，通常选用硬铝矩形母线（LMY）。 2.母线截面选择
(1) 按允许载流量选择母线截面 Ial ≥ Ic
im a x
112 .5kA
i(3)
sh
8.54kA
满足动稳定要求。
（3） 热稳定度校验
Ith2tth
452
1
2025kA2s
I t (3)2 ima
3.352
(1.1
0.1)
13.5kA2s
满足热稳定要求。 所以选择LZZBJ9-12 400/5A型电流互感器满足要求。
5.3.2电压互感器选择
根据一次负荷计算电流Ic选择电流互感器变比。电流互感器一次 侧额定电流有20、30、40、50、75、100、150、200、300、400、 600、800、1000、1200、1500、2000（A）等多种规格，二次侧额定 电流均为5A或1A。
（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0.5～1.0级。
(1) 熔断器的额定电压应不低于其所在系统的额定电压 UN•FU ≥ UN•S
（2）熔体额定电流IN•FE 不小于线路计算电流
IN•FE ≥ IC
（3） 熔断器额定电流不小于熔体额定电流
IN•FU ≥ IN•FE
（4） 熔断器断流能力校验
①对限流式熔断器(RN1型),其额定短路分断电流（有效值）ICS应满足:
σal=70Mpa，硬铜母线（TMY） σal=140Mpa； σc为母线短路时冲
击电流ish(3)产生的最大计算应力。
计算公式为： σc = M / W
式中，M为母线通过i sh(3)时受到的弯曲力矩；W为母线截面系数。
M = Fc(3) ·l / K
式中，Fc(3)为三相短路时中间相受到的最大计算电动力(N)；l为档距
电流互感器10%误差曲线具体校验步骤如下： （1）按照保护装置类型计算流过电流互感器的一次电流倍数； （2）根据电流互感器的型号、变比和一次电流倍数，在10%误差曲线上确定电流互感器的允许二次
负荷；
（3）按照对电流互感器二次负荷最严重的短路类型，计算电流互感器的实际二次负荷； （4）比较实际二次负荷与允许二次负荷。如实际二次负荷小于允许二次负荷，表示电流互感器的误
对具有断流能力的高压开关设备需校验其断流能力。
开关电气设备的额定短路分断电流（有效值）I
电流
I (3) K . m ax
，即：
cs
应不小于安装地点最大三相短路
I I cs ≥
(3) K . m ax
I cs
5.2.1 高压断路器的选择
按断路器使用场合、环境条件来选择型号，然后再选择额 定电压、额定电流值,最后校验动稳定、热稳定和断流量。
[(Sw
SwhSvarh )4Sv ]1 2
(Sw
Swh
Svarh )
4
Skv
/3
4.5
1 [(1.5 1.5 1.5) 4 2
4.5]
1 (1.5 1.5 1.5) 4 25.42VA 2
S2N
50VA
故二次负荷满足准确度要求。
5.4 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择
5.4.1 母线的选择
imax It2×t
50kA 202×4=1600kA2﹒S
选择要求 ≥ ≥ ≥
≥
安装地点电气条件
项目
计算数据
UW.N IC
10kV 275A
结论
合格 合格
ish(3)
8.54kA
合格
I∞2×tima
(3.35)2×(1.1+0.1)= 13.5 kA2﹒S
合 格
5.2.3 高压熔断器的选择
1．保护线路的熔断器的选择
ICS ≥ I" (3)
式中，I"(3)为熔断器安装地点的三相次暂态短路电流的有效值。
②对非限流式熔断器(RW型),其断流能力应大于三相短路冲击电流有效值：
I∝ ≥Ish(3)
③对断流能力有下限值的熔断器(RW型)还应满足: ICS•min ≤ IK(2)
式中,ICS•min为熔断器额定短路分断电流下限值；Ik(2)为线路末端两相短
即
S2≤S2N
式中，
和
的总有功功率和总无功功率。