第四节、第五节限流电抗器及高压熔断器的选择
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本书可作为高等院校电气工程及其自动化专业及相关专业的本科教材，也可作为高职高专和函授教材，同时还可供从事发电厂和变电站电气设计、运行、管理工作的工程技术人员参考。
前言第三版前言第二版前言第一版前言绪论第一章能源和发电第一节能源和电能第二节火力发电厂第三节水力发电厂第四节核能发电厂小结思考题第二章发电、变电和输电的电气部分第一节概述第二节发电厂的电气部分第三节高压交流输变电第四节高压直流输电小结思考题第三章常用计算的基本理论和方法第一节正常运行时导体载流量计算第二节载流导体短路时发热计算第三节载流导体短路时电动力计算第四节电气设备及主接线的可靠性分析第五节技术经济分析小结思考题和习题第四章电气主接线及设计第一节电气主接线的基本要求和设计程序第二节主接线的基本接线形式第三节主变压器的选择第四节限制短路电流的方法第五节电气主接线设计举例小结思考题和习题第五章厂用电接线及设计第一节概述第二节厂用电接线的设计原则和接线形式第三节不同类型发电厂的厂用电接线第四节厂用变压器的选择第五节厂用电动机的选择和自启动校验第六节厂用电源的切换小结思考题和习题第六章导体和电气设备的原理与选择第一节电气设备选择的一般条件第二节高压断路器和隔离开关的原理与选择第三节互感器的原理及选择第四节限流电抗器的选择第五节高压熔断器的选择第六节裸导体的选择第七节电缆、绝缘子和套管的选择小结思考题和习题第七章配电装置第一节概述第二节屋内配电装置第三节屋外配电装置第四节成套配电装置第五节封闭母线第六节发电厂和变电站的电气设施平面布置小结……看过“发电厂电气部分第四版（熊信银著）”的人还看了：1.电力拖动自动控制系统第4版(阮毅陈著)课后答案下载2.复变函数与积分变换(刘建亚著)课后题答案下载。
高压熔断器选择参考文档-2022年学习资料
高压熔断器选择一熔断器开断电流校验-3.熔断器开断电流校验-Ibr≥Ih或I"-式中-INbr一熔断器的额 开断电流-对于没有限流作用的熔断器，选择时用冲击电流的有-效值Ih进行校验；对于有限流作用的熔断器，在电流 -最大值之前已截断，故可不计非周期分量影响，而采用“-进行校验。
高压熔断器选择一熔断器选择性校验-4.熔断器选择性校验-为使前后两级熔断器之间或-熔断器与电源保护装置之间 作-的选择性，应进行熔体选择性校-验。如图7-4为两个不同熔体安-秒特性曲线INfs1<INfs2,-/k 图7一4熔体的安秒（保护）-同一电流同时通过此二熔时，-1熔体1的特性曲线；2熔体2的特性曲线-熔体1先 断。所以，为了保证动作的选择性，前一级熔体应-采用熔体1，后一级熔体应采用熔体2。保护电压互感器用的-高压 断器，只需按额定电压及断流容量两项来选择。
高压熔断器选择一-熔体额定电流选择-用于保护电力电容器的高压熔断器的熔体，当系统电压-升高或波形畸变引起回 电流增大或运行过程中产生涌流时-不应误熔断，其熔体按下式选择，即-I浴=KI-式中K一可靠系数（对限流式高 熔断器，当一台电力电容器-时K=1.5~2.0,当一组电力电容器时K=1.3~1.8;-INe一电力电容器 路的额定电流。
高压熔断器选择-一额定电压选择-1.额定电压选择-对于一般的高压熔断器，其额定电压U必须大于或等于-电网的 定电压Us。但是对于充填石英砂有限流作用的熔-断器，则侧不宜使用在低于熔断器额定电压的电网中，这是因-为限 式熔断器灭弧能力很强，在短路电流达到最大值之前-就将电流截断，致使熔体熔断时因截流而产生过电压，其过-电压 数与电路参数及熔体长度有关，一般在UNs=UN的电-网中，过电压倍数约2~2.5倍，不会超过电网中电气设备 绝-缘水平，但如在UNs<UN的电网中，因熔体较长，过电压值-可达3.5~4倍相电压，可能损害电网中的电气 备。
高压熔断器选型
熔断器的选择方法通常将由中压熔断器（F）与真空接触器（C）组合而成的回路，简称为F+C组合回路。
F+C组合回路常作为中压系统中、小容量电动机和变压器回路的开断设备。
熔断器参数的选择，取决于熔断器本身的型式和被保护设备的种类。
工程设计中，常常为熔断器额定电流和电缆截面的选择而感到困惑。
本文简要讨论了熔断器和电缆截面的选择方法。
1 F+C组合回路应考虑的主要因素设计时应考虑的主要因素有：①熔断器的额定电压应大于或等于电网电压；②熔断器的额定分断电流应大于或等于安装点的最大短路电流；③应考虑设备特性的容差，以获得良好的保护效果；④如果熔断器通风不良，必须校验其稳态温升，以便保证其温升不超过标准值，必要时，熔断器应降低额定值使用；⑤熔断器、接触器和保护装置的过负荷保护特性三者之间应良好匹配。
2 保护变压器的熔断器2.1 熔断器须满足的要求（1） 能耐受正常负荷和可能引起的过负荷。
（2） 能耐受变压器的励磁涌流。
（3） 能分断变压器二次侧出口的短路电流，并应与低压侧的熔断器或断路器选择性配合。
（4） 若有必要，应能可靠躲过变压器低压侧电动机的成组自起动。
2.2 变压器的励磁电流峰值熔断器0.1 s的熔化电流IF0.1应大于或等于14倍变压器的额定电流ITN，即IF0.1≥14 ITN故令峰值电流为IB=IF0.1/14≥ITN （1）2.3 稳定负荷和过负荷在正常环境(即不超过40 ℃)的环境温度下，熔断器的额定电流不应小于1.3倍变压器额定电流，以避免其装入开关柜后温度升高而引起的降容影响。
一般情况下，熔断器额定电流IFN选择范围在1.3 ITN≤IFN≤1.5 ITN （2）如果变压器按连续过负荷设计，则熔断器的额定电流不应小于1.3倍过负荷电流ITg。
因此，作为一般的准则，熔断器额定电流应选择的范围为1.3 ITg≤IFN≤1.5 ITg （3）2.4 变压器二次侧的故障电流从切除故障的观点来说，故障电流ISC不应小于熔断器的最小熔断电流I3 ISC≥I3而 ISC=ITN/ud%式中，ud%为变压器的阻抗（标幺值）。
熔断器的选择
熔体额定电流还应躲过线路的尖峰电流。 实际上只要尖峰电流使熔体熔断所需的时间(考 虑了最大负误差的时间)大于尖峰电流出现的时 间，熔体就可以躲过尖峰电流而不会熔断。
如在电动机启动时，熔断器的熔体在尖峰电流 I KI 的作用下不应熔断。要求满足 I 动时间 t 3 s 时，取 K 0 . 25 ~ 0 . 4 ; 式中 K —— 计算系数。当电动机启
I k min ( 4 ~ 7 ) I N FE
式中 I k min ——熔断器保护范围末端短路故障时流过最小 短路电流。
• 例：某电动机参数 U 如下， 380 V , P 17 kW , I 35 . 8 A ，属于轻载启 动，启动电流为167A,启动时间 t 3 s 。采用 BLV型导线（穿管）敷设，导线截面为 10 mm 2， 导线允许载流量为45A。该电动机拟采用RT0型 熔断器作为短路保护，该线路的最大短路电流为 15A。试选择熔断器及熔体的额定电流，并进行 校验。
式中 I st M ——电动机启动电流与工作电流差值最大的一台电动机启动电流；
I ca ( n 1 ) ——除上述一台电动机外，其余各台电动机的计算电流。
• (2)保护变压器时，熔体额定电流的选择。对于6~10KV变 压器，凡容量在1000 kV A 及以下者均可采用熔断器作为 变压器的短路及过载保护，其熔体额定电流 可取变压 器一次侧额定电流的1.4~2倍，即
• 二、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
I N FU I N FE 式中 I N FU —— 熔断器额定电流， I N FE —— 熔体额定电流， A; A。
第六章 导体和电气设备的原理与选择
tpr——继电保护动作时间。备在保验护算动电作器时的间短。路热效应时，宜采用后
tbr——相应断路器的全开断时间
tbr =tin+ta
tin ——断路器固有分闸时间，可在手册上查出。 ta ——断路器开断时电弧持续时间。
第二节 高压断路器和隔离开关的原理与选择
回顾 : 高压断路器的主要功能 ①正常状况下，控制各电力线路的开断与闭合。 ②事故时在继电保护装置控制下能自动切除短路电流。
（3）计算短路点
②母联断路器 考虑当采用该母联断路器向备用路线充电时，备
用母线故障流过该备用母线的全部短路电流。 ③带电抗器的出线回路
由于干式电抗器工作可靠性较高，且断路器与电 抗器间的连线很短，故障几率小，一般可选电抗 器后为计算短路点，这样出线可选用轻型断路器， 以节约投资。
系统
k6
k5
It
(2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不 校验动稳定。
(3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设 备可不校验动、热稳定。
3、短路电流计算条件：
做校验用的短路电流应按下列情况确定： （1）容量和接线
按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划 (一般为本工程建成后5～10年)；其接线应采用可能发生最大短 路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列 的接线方式(如切换厂用变压器时的并列)。
（二）交流电弧特性
1、交流电弧的波形 交流电弧具有过零值自然熄灭 及动态的伏安特性两大特点。
i Ua
图中A点是电弧产生时的电压，称为燃弧电压。 B点是电弧熄灭时的电压，称为熄弧电压。
显然，由于介质的热惯性，燃弧电压必然大于熄弧电压。
2、交流电弧的熄灭
在电流过零时，采取有效 措施加强弧隙的冷却，使 弧隙介质的绝缘能力达到 不会被弧隙外施电压击穿 的程度，则在下半周电弧 就不会重燃而最终熄灭。
电气自动化技术《电子教材3.4.1高压熔断器及选择》
3.4.1高压熔断器及选择高压熔断器〔FU〕是一种过流保护元件，由熔件与熔管两局部组成。
当过载或短路时，电流增大，熔件熔断，到达切除故障保护设备的目的。
熔件通过的电流越大，其熔断时间越短。
电流与熔断时间的关系曲线叫熔件的安-秒特性曲线。
在选择熔件时，除保证在正常工作条件下〔包括设备的起动〕熔件不熔断外，为了使保护具有选择性，还应使其安-秒特性符合保护选择性的要求。
6～35kV 熔件的安-秒特性如下图，当通过熔件电流小于I时，熔件不会被熔断。
图3.2.3 6～35kV熔件的安-秒特性曲线1．高压熔断器的种类高压熔断器分户内与户外式，灭弧方式一种是熔管内壁为产气材料，在电弧作用下分解出大量的气体，使熔管内气压剧增，到达灭弧目的；或利用所产气体吹弧，到达熄弧目的〔如国产RW4户外式跌落熔断器〕。
另一种是利用石英砂作为灭弧介质，填充在熔管内，熔件熔断后，电弧与石英砂紧密接触，弧电阻很大起到了限制短路电流的作用，使电流未到达最大值时即可熄灭，所以又叫限流熔断器。
国产RN1-10、RN2-10及RW9-35等均属此类产品。
国产6～35kV熔断器的熔件，其额定电流等级有3.5、10、15、20、30、40、50、75、100、125、150、200A等。
2．高压熔断器的选择高压熔断器除按工作环境条件、电网电压、长时最大负荷电流〔对保护电压互感器的熔断器不考虑负荷电流〕选择型号外，还必须校验熔断器的断流容量，即"Nbr I I ≥〔3-2-16〕 限流式的熔断器，不能用在低于其额定电压的电网上〔10kV 熔断器不能用于6kV 电网〕，以免熔件熔断时电弧电阻过大而出现载流过电压。
熔断器额定电流有两个，即熔件和熔管的额定电流，应按下式选取N ft N fs o m l I I I ⋅⋅⋅≥≥ 〔3-2-17〕式中 I N.ft ——熔管额定电流〔即熔断器额定电流〕，A ；I N.fs ——熔件额定电流，A ；I l o.m ——通过熔断器的最大长时负荷电流，A 。
2019第22单元 高压熔断器、支柱绝缘子和穿墙套管的选择.doc
第22单元第四节高压熔断器的选择高压熔断器按额定电压、额定电流、开断电流和选择性等项来选择和校验。
一、额定电压选择对于一般的高压熔断器，其额定电压U N必须大于或等于电网的额定电压U Ns。
但是对于充填石英砂有限流作用的熔断器，则不宜使用在低于熔断器额定电压的电网中，这是因为限流式熔断器灭弧能力很强，在短路电流达到最大值之前就将电流截断，致使熔体熔断时因截流而产生过电压，其过电压倍数与电路参数及熔体长度有关，一般在U Ns=U N的电网中，过电压倍数约2~2.5倍，不会超过电网中电气设备的绝缘水平，但如在U Ns<U N的电网中，因熔体较长，过电压值可达3.5~4倍相电压，可能损害电网中的电气设备。
二、额定电流选择熔断器的额定电流选择，包括熔管的额定电流和熔体的额定电流的选择。
（一）熔管额定电流的选择为了保证熔断器载流及接触部分不致过热和损坏，高压熔断器的熔管额定电流应满足式（7-22）的要求，即I Nft≥I Nfs （7-23）式中I Nft—熔管的额定电流；I Nfs—熔体的额定电流（二）熔体额定电流选择为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路及电动机自启动等冲击电流时误动作，保护35kV及以下电力变压器的高压熔断器，其熔体的额定电流可按式(7-23)选择，即I Nfs=KI max (7-24)式中K—可靠系数(不计电动机自启动时K=1.1~1.3，考虑电动机自启动时K=1.5~2.0)；I max一电力变压器回路最大工作电流。
用于保护电力电容器的高压熔断器的熔体，当系统电压升高或波形畸变引起回路电流增大或运行过程中产生涌流时不应误熔断，其熔体按式(7-25)选择，即I Nfs =KI Nc (7-25)式中K一可靠系数(对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时K=1.5~2.0，当一组电力电容器时K=1.3~1.8)；I Nc一电力电容器回路的额定电流。
三、熔断器开断电流校验I Nbr≥I ch(或I") （7-26）式中I Nbr—熔断器的额定开断电流对于没有限流作用的熔断器，选择时用冲击电流的有效值I ch进行校验；对于有限流作用的熔断器，在电流达最大值之前已截断，故可不计非周期分量影响，而采用I"进行校验。
电气主系统第六章电气设备选择
2 I max 2 I al θ
两式两边相除再平方得：
w ( al )
θ、Ialθ——实际环境温度和对应于实际环境温度θ的允许电流。
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发电厂电气主系统
（五）硬导体的动稳定校验 硬导体的动稳定校验条件为最大计算应力σmax不大于导体的最 大允许应力σal，即 σmax≤σal 硬导体的最大允许应力：硬铝为70×106 Pa， 硬铜为140×106Pa，1Pa=1N/m2。 由于相间距离较大，无论什么形状的导体和组合，计算相 间电动力fph（单位为N/m）时，可不考虑形状的影响，均按下 式计算 7 1 2 f ph 1.73 10 ish a ish为三相短路冲击电流（A）；a为相间距离（m）；β为动态 应力系数。
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发电厂电气主系统
图6-3 经济电流密度 1—变电所所用、工矿和电缆线路的铝纸绝缘铅包、铝包、塑料护套及各 种铠装电缆 2—铝矩形、槽形及组合导线 3—火电厂厂用的铝纸绝缘 铅包、铝包、塑料护套及各种铠装电缆 4—35~220kV 线路的 LGJ 、LGJQ 型钢心铝绞线
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发电厂电气主系统
发电厂电气主系统
第六章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
电气设备选择
电气设备选择的一般条件 导体与电缆的选择 支柱绝缘子与穿墙套管的选择 高压断路器与隔离开关的选择 高压熔断器的选择 限流电抗器的选择
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6-1
发电厂电气主系统
第一节 电气设备选择的一般条件
选择条件有
｛
一般条件：多数电气设备共有的选择校验项目。 特殊条件：个别电气设备具有的选择校验项目。
UN ≥ UNs
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高压熔断器选择
在3～35kV的电站和变电所常用的高压熔断器有两大类：一类是户内高压限流熔断器，最高额定电压能达40.5kV，常用的型号有RN 1、RN 3、RN 5、XRNM 1、XRN T 1、XRN T 2、XRN T3 型，主要用于保护电力线路、电力变压器和电力电容器等设备的过载和短路；RN2和RN 4型额定电流均为0.5A ，为保护电压互感器的专用熔断器。
另一类是户外高压喷射式熔断器，此类熔断器在熔体熔断产生电弧时，需要等待电流过零时才能开断电路，无限流作用。
常用的型号有RW 3、RW 4、RW 7、RW 9、RW 10、RW 11、RW 12、RW 13型等，其作用除与RN 1 型相同外，在一定条件下还可以分断和关合空载架空线路、空载变压器和小负荷电流。
RW 10- 35/0.5 型为保护区35kV电压互感器专用的户外产品。
所以根据熔断器的型式和不同的保护对象来选择。
2.2 按工作电压选择(1) 一般条件：U e≥Uwe式中：U e——熔断器额定电压Uwe——安装处电网额定电压即熔断器的额定电压(kV ) 应不小于熔断器安装处电网额定电压(kV )。
(2) 对于限流型熔断器：以石英砂作为熔断器填充物的限流型熔断器只能按Ue=Uwe的条件选择，这种情况下此类熔断器熔断产生的最大过电压倍数限制在规定的2.5 倍相电压之内，此值并未超过同一电压等级电器的绝缘水平。
如果熔断器使用在工作电压低于其额定电压的电网中，过电压倍数造成威胁可能增大3.5～4。
2.3 按工作电流及保护特性选择(1) 一般条件：I e≥Ije≥Ig·zd式中：I e——熔断器熔管的额定电流，AI je——熔断器熔体的额定电流，AI g·zd——回路最大持续工作电流，A此条件为选择熔断器额定电流的总体要求，其中熔体额定电流的选择最为重要，它的选择与其熔断特性有关，应能满足保护的可靠性、选择性和灵敏度要求。
(2) 具体情况：①保护配电设备(即35kV 及以下电力变压器) ：Ije= K Ib·zd式中Ib·zd——变压器回路最大持续工作电流，AK——可靠系数，不考虑电机自起动时，取1.1～1.3；考虑电机自起动时，取1.5～2.0 按此条件选择可确保变压器在通过最大持续工作电流，通过变压器励磁涌流，电动机自起动或保护范围以外短路产生的冲击电流时熔件不熔断，而且能保证前后级保护动作的选择性以及本段范围内短路能以最短时间切除故障。
高压熔断器的选择
(1) 照明电路熔体额定电流≥被保护电路上所有照明电器工作电流之和。
(2) 电动机：①单台直接起动电动机熔体额定电流＝(1.5～2.5)×电动机额定电流。
②多台直接起动电动机总保护熔体额定电流＝(1.5～2.5)×各台电动机电流之和。
③降压起动电动机熔体额定电流＝(1.5～2)×电动机额定电流。
④绕线式电动机熔体额定电流＝(1.2～1.5)×电动机额定电流。
(3) 配电变压器低压侧熔体额定电流＝(1.0～1.5)×变压器低压侧额定电流。
(4) 并联电容器组熔体额定电流＝(1.3～1.8)×电容器组额定电流。
(5) 电焊机熔体额定电流＝(1.5～2.5)×负荷电流。
(6) 电子整流元件熔体额定电流≥1.57×整流元件额定电流。
回答者：xiaocuizhi - 魔法师四级2008-12-15 19:24 是同一概念,熔断器就是靠熔体的熔化来起到保护作用的.熔体额定电流的选择：1.用于保护照明或电热设备的熔断器,因负载电流比较稳定,熔体的额定电流一般应等于或稍大于负载的额定电流2.用于保护单台长期工作电动机的熔断器,考虑电动机启动时不应熔断I>=(1.5～2.5)Ie ，轻载起动或起动时间比较短的，系数可取1.5,带重载起动或起动时间较长的，系数可取近似2.53.用于保护频繁起动电机的熔断器，考虑到频繁起动时发热熔断器也不应熔断，即I>=(3～3.5)Ie4.用于保护多台电机的熔断器,出现尖峰电流时不应熔断,通常将其中容量最大的一台电机起动,而其它电机正常运行时出现的电流作为尖峰电流,I>=(1.5～2.5)Ie.max+(Ie1+Ie2+Ie3+...)5.熔断器的电压选择应等于或大于所在电流的额定电压.1。
电气设备基本知识与选择
目的：为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保 护范围以外的短路及电动机自启动等冲击电流 时误动作
保护电力电容器时 INfs = K INc
电力电容器回 路的额定电流
K－可靠系数（对限流式高压熔断器，当一台电力电容器 时K=1.5~2.0，当一组电力电容器时K=1.3~1.8）
目的：当系统电压升高或波形畸变引起回路电流 增大或运行中产生涌流时不应误熔断
X*L
X*
X *
( Id I
X
*
)
Ud Id
IN UN
100%
XL
U d I d ：基准电压、电流
２）按正常运行时电压损失校验
要求 U 5% ，考虑到 U 主要由Ｉ的无功分量 Imax sin
产生，电压损失
U (%)
X L (%)
I max IN
sin
３）母线残压校验
5%？
要求：
导体的经济截面：
SJΒιβλιοθήκη I max J需注意的两点：
尽量选择接近的截面，若无合适规格的导体，选小于 经济截面的导体。
按经济电流密度选择的导体截面，其允许电流必须大 于导体的最大持续工作电流
３）电晕电压校验
对110KV以上的裸导体，按晴天不发生全面 电晕条件校验：
裸导体的临界电压 Ucr ≥ Umax
与裸导体不同之处在于修正系数与敷设方式和环境温度有关。
敷设时电缆应保持一定的弯曲半径。应尽量将三芯电缆的截面限 制在185mm2及以下
4）允许电压降校验
对供电距离远、容量大的电缆线路，应校验 其电压损失，一般应满足电压降不超过5%
U % 173Imax L(r cos x sin ) /U 5）热稳定校验
发电厂电气部分--第13讲
第十三讲
主 讲： 刘君 E-mail: liujunlishu@ Tel: 80798449
第六章
导体和电气设备的原理与选择 （4）
基本要求： 1、高压熔断器的选择 2、导体的选择 3、电缆的选择
第五节 高压熔断器的选择
原理：电路发生过负荷或短路时，随着电流增大，熔
一、导体选型
导体材料 铜：只用于持续工作电流大，且出线位置特别狭窄或污秽对铝 有严重腐蚀的场所。 纯铝：矩形、槽形和管形 敷设方式 A B C 铝合金：管形 铝锰合金：载流量大，机械强度差 A B C 铝镁合金：载流量小，机械强度大，焊接困难，使用受限 类型
特点 矩形 槽形 管形 应用 集肤效应系数大，便于安装 只用于35KV及以下，电流在4000A及 以下的配电装置 机械强度高，载流量大，集 只用于35KV及以下，电流在4000－ 8000A的配电装置 肤系数小 机械强度高，集肤系数小 可用于35KV及以上，电流在8000A以 上的配电装置
N 频率系数 f m导体单位长度的质量(kg/m)
第七节 电缆、绝缘子和套管的选择
一、电力电缆的选择
§ 电缆芯线材料及型
号的选择
§ 截面选择
一般按长期发热允许电流选择，当最大负 荷利用小时数超过5000小时、长度超 过20米时，应按经济电流密度选择。 修正系数与敷设方式和环境温度有关。 敷设时电缆应保持一定的弯曲半径。
2 13 sh
衬垫间允许的最大跨距(临界跨距)--防止同相各条导体相互接触
Lcr = lb h f b
4
l ：铜双条1774，三条1355
铝双条1003，三条1197
满足动稳定的最大允许衬垫跨距
高压电气设备的选择知识.pptx
（三）类型： 1.户内型（ GN 〕 三相刀闸同一底座。 2.户外型（ GW〕单柱式、双柱式、三柱式。
② 六氟化硫断路器
开关触头在SF6气体中闭合和断开。SF6气体兼 有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强，属高速断路 器。断流容量大，电绝缘性能好，检修周期长 。可频繁操作。无燃烧爆炸危险，体积小，维 护要求严格，价贵。在全封闭组合电器中多采 用。不适于高寒地区。
本身无毒，但电弧在高温作用下会生成氟化氢 等强烈腐蚀性的剧毒物，检修时，应注意防毒 。
断路器在关合短路电流时，不可避免地在接通后又自动 跳闸，此时还要求能够切断短路电流，因此，额定关合电流 是断路器的重要参数之一。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iNcl不应小于短路电流最大冲
击值ich ， 即 iNcl ich
二、高压负荷开关的选择
具有简单的灭弧装置。 （一）功能 1. 能通断一定的负荷电流和过负荷电流，不
RW3－10户外高压跌落式熔断器
3. 额定电压选择
对于一般的高压熔断器，其额定电压UN必须 大于或等于电网的额定电压UNs。但是对于充填 石英砂有限流作用的熔断器，则不宜使用在低 于熔断器额定电压的电网中，这是因为限流式 熔断器灭弧能力很强，在短路电流达到最大值 之前就将电流截断，致使熔体熔断时因截流而 产生过电压。
热效应)应不超过允许值。满足热稳定的条件为
Its 2tts I 2ti
式中 Ⅰts —电气设备的热稳定电流。 Ⅰ∞—短路稳态电流值。 tts—设备的热稳定时间 ti—假想时间
4熔断器载流导体和限流电抗
（2）导体的截面形状 工程上常用的硬导体截面积有矩形、槽形和管形 管形。 工程上常用的硬导体截面积有矩形、槽形和管形。 *圆管形： 圆管形： ·机械强度大；集肤效应系数小； 机械强度大；集肤效应系数小； ·管内可以通水或通风来冷却；载流量大； 管内可以通水或通风来冷却；载流量大； ·表面光滑，电晕放电电压高 表面光滑， 可用作工作电流8000A及以上的大电流母线； 可用作工作电流8000A及以上的大电流母线； 及以上的大电流母线 可用作110kV及以上的高压母线。 可用作110kV及以上的高压母线。 及以上的高压母线
13
限流型高压熔断器 限流型高压熔断器 熔断器的熔断时间（包括熄弧时间） 熔断器的熔断时间（包括熄弧时间）小于短路电 流达到最大值的时间， 流达到最大值的时间，即认为熔断器限制了短路 电流的发展 一般熔管内充填有石英砂。 一般熔管内充填有石英砂。利用石英砂的冷却 作用，增强去游离， 作用，增强去游离，使电弧在短路电流未达到最 大值(冲击值)时就熄灭，起到限流作用。 大值(冲击值)时就熄灭，起到限流作用。 用限流型熔断器保护的设备， 用限流型熔断器保护的设备，可以不校验动稳定 和热稳定——电压互感器不校验热稳定和动稳定 和热稳定 电压互感器不校验热稳定和动稳定 的原因之一。 的原因之一。 14
RW系列跌落式熔断器（非限流式）：如RW4型 系列跌落式熔断器（非限流式）：如 系列跌落式熔断器 ）： 型
用途： 用途：用于线路和变压器的过载和短路保护
一般户外跌落式熔断器短路 电流产生的电弧， 电流产生的电弧，仅靠灭弧管内壁 纤维物质被烧灼分解产生的气体来 纵吹灭弧，其灭弧能力不强， 纵吹灭弧，其灭弧能力不强，灭弧 速度不快，不能在0.01 s内灭弧 内灭弧， 速度不快，不能在0.01 s内灭弧， 不能躲过短路冲击电流， 因而不能躲过短路冲击电流 因而不能躲过短路冲击电流，所以 户外跌落式熔断器属于非限流式熔 断器。 断器。跌落式熔断器在灭弧时会喷 出大量游离气体，外部声光效应大， 出大量游离气体，外部声光效应大， 一般只用于户外。 一般只用于户外。
第四节、第五节限流电抗器及高压熔断器的选择
再将此电抗换算成以电抗器本身额定参数为基准的百 分电抗。 化简得：
Id I NU d ' x L % ( x* ) 100% I'' I dU N
x*L x* x
' *
首先按I”= INbr初选电抗，然后再按实际电抗校验
母线残压校验 要求残压Ure%≥60~70%
第五节高压熔断器的选择
高压熔断器是最简单的保护电器，它用来保护 电气设备免受过载和短路电流的损害。 高压熔断器构成
一、型式的选择 屋外跌开式、屋内、专用等
二、额定电压和额定电流的选择 对于一般的高压熔断器，其额定电压UN必须大于或等于
电网的额定电压USN。但是对于充填石英砂有限流作用的熔断
器，则不宜使用在低于熔断器额定电压的电网中，这是因为 限流式熔断器灭弧能力很强，在短路电流达到最大值之前就 将电流截断，致使熔体熔断时因截流而产生过电压， 其过电压倍数与电路参数及熔体长度有关，一般在UN=USN的 电网中，过电压倍数约2-2.5倍，不会超过电网中电气设备 的绝缘水平，但如在USN<UN的电网中，因熔体较长，过电压 值可达3.5-4倍相电压，可能损害电网中的电气设备。
但是对于充填石英砂有限流作用的熔断器则不宜使用在低于熔断器额定电压的电网中这是因为限流式熔断器灭弧能力很强在短路电流达到最大值之前就将电流截断致使熔体熔断时因截流而产生过电压其过电压倍数与电路参数及熔体长度有关一般在unusn的电网中过电压倍数约225倍不会超过电网中电气设备的绝缘水平但如在usn
第四节限流电抗器的选择
2、分裂电抗器 选择原理 原理与普通电抗器相同，可 按前式计算，但因分裂电抗 器产品系按单臂电抗算出， 所以应进行换算。 x L1 % 与 x L %的关系与电源 连接和限制那一侧短路电流 有关。 ①仅当3侧有电源，1或2侧短 路时：
限流电抗器的选择电抗器的选择
电压损失百分数：
U L (%)
二、电抗百分数的选择
(一) 普通电抗器电抗百分数的选择
③ 母线残压校验 母线残压：
Ure 3I X L 3I
x (%) U N xL (%) U N I L 100 IN 100 3I N
母线残压百分数：
U re 1 xL (%) U N U re (%) 100(%) I 100(%) UN UN 100 IN xL (%) I (%) ≥ 60~70(%) IN
一、额定电压和额定电流的选择
1. 额定电压的选择
UN≥UNs IN≥Imax 分裂电抗器 Imax 的选取：
2. 额定电流的选择
用于发电厂的发电机或主变压器回路时， Imax 一般按发 电机或主变压器额定电流的70%选择；
用于变电站的主变压器回路时， Imax 取两臂中负荷电流 较大者，当无负荷资料时，一般也按主变压器额定容量 的70%选择
(一) 普通电抗器电抗百分数的选择
② 正常运行时电压损失校验 普通电抗器在运行时，其电压损失百分数U(%)≯5。
电抗器上的电压损失：
U L PRL QX L Q 3U N I max sin xL (%) U N XL UN UN UN 100 3I N UN xL (%) I max sin 100 IN U U L 1 xL (%) 100(%) I max sin N 100(%) UN UN 100 IN I xL (%) max sin (%) ≤5(%) IN
二、电抗百分数的选择
(二) 分裂电抗器电抗百分数的选择
电气10电抗器与熔断器
Il I p
Up Z
Ul 3Z
4 10 X (%) U 0.577() X 100 3 I 100 3 0.4
L N L N
Ul XL 3Il
6.4 限流电抗器的选择
P198～201
• 电力系统中使用的电抗器，分为普通电抗器和分裂电抗器两种。 • 一般按下列项目选择和校验： 1)额定电压；2)额定电流； 3)电抗百分数；4)动稳定； 5)热稳定。 6.4.1 额定电压和额定电流的选择 1、按额定电压选择 电抗器的额定电压UN 应大于或等于所在电网的额定电压USN， 即 UN ≥USN 2、按额定电流选择 电抗器的额定电流IN 应大于或等于通过它的最大持续工作电流IMAX ， 即IN≥IMAX 6.4.2 电抗百分比值的选择 1、普通电抗器电抗百分数的选择 I“——次暂态短路电流周期分量有效值（kA） （1）按将短路电流限制到要求值选择 设要求将短路电流限制到I“，所需电抗器的电抗百分值为 Id:基准电流 Id I NUd ' x L % ( x ) 100(%) (6 - 43) I" IdU N Ud:基准电压 式中X，*∑——电源至电抗器前的系统电抗标么值； X*∑———电源至电抗器后的短路点的总电抗标么值X*∑=Id/I” 。
考虑电动机自启动时K=1.5～2.0
• 保护电力电容器高 压熔断器熔体额定电 流 3.熔断器开断电流校验
4.熔断器选择性校验
IFSN=KINC
INbr≥ISH（或
一台电力电容器时K=1.5～2.0 一组电力电容器时K=1.3～1.8
I ）
为了保证前后两级熔断器之间或熔断器与电源（或负荷）保护装置之间动 作的选择性
xL % (
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用于保护电力电容器的高压熔断器的熔体，当系统电压升 高或波形畸变引起回路电流增大或运行过程中产生涌流时不应误 熔断，其熔体按下式选择，即 I FSN KI CN 式中K—可靠系数 对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时K=1.5-2.0，当一组 电力电容器时K=1.3-1.8；ICN—电力电容器回路的额定电流。
2 x L1 % xL % (1 f )
式中，f为耦合系数，如无厂家资料，
f 0.5
正常运行时，电压损失很小，不需要校验。 电压波动校验 正常运行时，要求两臂母线的电压波动不大于母线额定 电压的5%。如母线Ⅰ段电压为：
因为
I1 I2 U1 % U % x L1 %( sin 1 f sin 2 ) IN IN
1
(1 f ) x L (1 f ) x L 2
(b)等值电路
（a）分裂电抗器接线图
分裂电抗器等值电路 分裂电抗器等值电路
xL1 % xL %
分裂电抗器
②3侧无电源，1或2侧有电源，1或2侧短路时：
1 x L1 % xL % 2(1 f )
③1和2侧有电源，3侧短路或三侧均有电源3侧短路 时：
t FU3 1：FU2 FU2 2：FU3
FU1
K2 t1 t2 K1 IK2 图(a) 熔断器配置图 图(b) 保护范围配合 IR
熔断器保护特性曲线的应用
在K1处，FU1熔断；在K2处，按理FU2应先熔断，怎样才 能保证呢？考虑熔断时间50%的误差。在该电流下，上级熔 断时间应为下级熔断时间的3倍（t1=3t2），即：考虑t1减少 50%，t2增大50% 0.5t1-1.5t2≥0。
动稳定、热稳定校验
满足 It2t≥QK；ies≥ish 应当注意，分裂电抗器的动稳定性与短路类型有关。
当短路电流仅通过分裂电抗器的一个臂的线圈，即 单臂型 负荷方式时，其动稳定性与具有相同参数的普通电抗器一致。
当电抗器以穿越型负荷方式工作时，电流方向相反，两 线圈电动力相互排斥。 因此，分裂电抗器除分别按照单臂流过的短路电流校验 外，还应按照两臂同时流过反向短路电流进行动稳定校验。
x*L：以电抗器自身额定电压、额定电流为基准的电抗
标幺值 1、普通电抗器选择原则 按出线首端短路电流的 I 不大于出线（轻型）QF的额定开 断电流来选择，即INbr≥ I 。 （注：采用标幺值计算，其 基准值：Ud（电网平均额定电压）、Id，见图所示）
设电源至短路点前的系统电抗标么值为x*Σ，则 x*Σ= Id/I” Ud Ud Ud Id Ud " x* / " x I " " I 3I 3I d 3I 3x
U1 U 3xL1 I1 sin 1 3xL1 fI 2 sin 2 UN x L1 % x L1 代入可得： 100 3I N
式中，I1、I2为Ⅰ、Ⅱ段母线上负荷电流，如无负荷资料， 可取 I1 0.3I N ， I 2 0.7 I N ；1 、 2 为Ⅰ、Ⅱ段母 线上负荷功率因数角，一般可取 cos 0.8 。
第五节高压熔断器的选择
高压熔断器是最简单的保护电器，它用来保护 电气设备免受过载和短路电流的损害。 高压熔断器构成
一、型式的选择 屋外跌开式、屋内、专用等
二、额定电压和额定电流的选择 对于一般的高压熔断器，其额定电压UN必须大于或等于
电网的额定电压USN。但是对于充填石英砂有限流作用的熔断
器，则不宜使用在低于熔断器额定电压的电网中，这是因为 限流式熔断器灭弧能力很强，在短路电流达到最大值之前就 将电流截断，致使熔体熔断时因截流而产生过电压， 其过电压倍数与电路参数及熔体长度有关，一般在UN=USN的 电网中，过电压倍数约2-2.5倍，不会超过电网中电气设备 的绝缘水平，但如在USN<UN的电网中，因熔体较长，过电压 值可达3.5-4倍相电压，可能损害电网中的电气设备。
三、熔断器开断电流校验
I Nbr I sh （或I ）
式中
INbr—熔断器的额定开断电流
对于没有限流作用的熔断器，选择时用冲击电流的有效
值Ish 进行校验；对于有限流作用的熔断器，在电流达最大 值之前已截断，故可不计非周期分量影响，而采用I”进行校
验。
熔断器选择性校验
为使前后两级熔断器之间 或熔断器与电源保护装臵之间 动作的选择性，应进行熔体选 择性校验。如图为两个不同熔 体安秒特性曲线（INfs1 < INfs2），同一电流同时通过此二 熔体时，熔体1先熔断。 所以，为了保证动作的选择性，前一级熔体应采用熔 体1，后一级熔体应采用熔体2。保护电压互感器用的高压熔 断器，只需按额定电压及断流容量两项来选择。
U re % U N 3I ' ' I" xL % xL % 60 ~ 70% IN 3I NU N
正常运行时，电压损失校验：即△U≤5%
U 1 U 2 j I max x L
U % xL % U1 U 2 bd bc 100% 100% 100% U1 U1 U1 UN 3I N 3I max sin I sin x L % max 5% UN IN 3I max x L sin UN
' x 设电源至电抗器前的系统电抗标么值为 *
再将此电抗换算成以电抗器本身额定参数为基准的百 分电抗。 化简得：
Id I NU d ' x L % ( x* ) 100% I'' I dU N
x*L x* x
' *
首先按I”= INbr初选电抗，然后再按实际电抗校验
母线残压校验 要求残压Ure%≥60~70%
2)使用时应注意：（保护配合问题）
①熔断特性离散性很大。即在同一电流下的
熔断时间有较大的误差（与制造、安装水平
有关），一般应考虑50%的时间误差。
②熔断时间随电流的增加而减少。不同额定电流熔 体熔断的时差也随之减少，因此要考虑上下级保护 的熔断时间的正确配合。 ③配合原则：在下级出现最大短路电流的情况下， 上级时间应为下级时间的3倍。
额定电流选择
熔断器的额定电流选择，包括熔管的额定电流和熔体 的额定电流的选择。
熔管额定电流的选择
为了保证熔断器载流及接触部分不致过热和损坏，高 压熔断器的熔管额定电流应满足下式的要求，即
I FTN I FSN
式中
IFTN—熔管的额定电流
IFSN—熔体的额定电流
为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路
第四节限流电抗器的选择
主要内容 1.掌握限流电抗器的选择原则；
一、额定电压和额定电流的选择
UN≥UNS ， IN≥Imax
当分裂电抗器用于发电厂的发电机或主变压器回路时，
Imax一般按发电机或主变压器额定电流的70%选择；而用于变 电站主变压器回路时， Imax取两臂中负荷电流较大者，当无
负荷资料时，一般也按主变压器额定容量的70%选择。 二、电抗百分数xL%的选择
2、分裂电抗器 选择原理 原理与普通电抗器相同，可 按前式计算，但因分裂电抗 器产品系按单臂电抗算出， 所以应进行换算。 x L1 % 与 x L %的关系与电源 连接和限制那一侧短路电流 有关。 ①仅当3侧有电源，1或2侧短 路时：
U
3
3 2
1
fx L
I1
U1
Ⅰ
U2
Ⅱ
I2