第5章 电气设备的选择
第5章思考题和习题解答
第五章 电气设备的选择5-1 电气设备选择的一般原则是什么?答：电气设备的选择应遵循以下3项原则：(1) 按工作环境及正常工作条件选择电气设备a 根据电气装置所处的位置,使用环境和工作条件,选择电气设备型号；b 按工作电压选择电气设备的额定电压；c 按最大负荷电流选择电气设备和额定电流。
(2) 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定 (3) 开关电器断流能力校验5-2 高压断路器如何选择？ 答：（1）根据使用环境和安装条件来选择设备的型号。
（2）在正常条件下，按电气设备的额定电压应不低于其所在线路的额定电压选择额定电压，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选择额定电流。
（3）动稳定校验(3)max shi i ≥ 式中，(3)sh i 为冲击电流有效值，max i 为电气设备的额定峰值电流。
（4）热稳定校验2(3)2th th ima I t I t ∞≥式中，th I 为电气设备在th t 内允许通过的短时耐热电流有效值；th t 为电气设备的短时耐热时间。
（5）开关电器流能力校验对具有分断能力的高压开关设备需校验其分断能力。
设备的额定短路分断电流不小于安装地点最大三相短路电流，即(3).max cs K I I ≥5-3跌落式熔断器如何校验其断流能力?答：跌落式熔断器需校验分断能力上下限值,应使被保护线路的三相短路的冲击电流小于其上限值,而两相短路电流大于其下限值。
5-4电压互感器为什么不校验动稳定，而电流互感器却要校验？答：电压互感器的一、二次侧均有熔断器保护，所以不需要校验短路动稳定和热稳定。
而电流互感器没有。
5-5 电流互感器按哪些条件选择？变比又如何选择？二次绕组的负荷怎样计算？ 答：(1）电流互感器按型号、额定电压、变比、准确度选择。
( 2）电流互感器一次侧额定电流有20，30，40，50，75，100，150，200，400，600，800，1000，1200，1500，2000（A ）等多种规格，二次侧额定电流均为5A ，一般情况下，计量用的电流互感器变比的选择应使其一次额定电流不小于线路中的计算电流。
第5章习题答案(孙丽华)
S k 3U avI k 3 6.3 20 218MVA
S oc S N oc
U 6 500 300MVA UN 10
查附录表 17，选择 SN10—10II/1000 型断路器，设备具体参数及计算数据见下表。
p2 400 kW， p3 300 kW，全部用电设备的 cos =0.8，试求该线路的电压损失。
解： cos 0.8， tan 0.75
p1=250 kW， q1 250 0.75 187.5 kvar p2=400 kW， q 2 400 0.75 300 kvar p3=300 kW， q3 300 0.75 225 kvar
t ima t k 2.5s
查表 4-5 得，铝母线的热稳定系数 C 87A s /mm 2 ，因此最小允许截面为
Amin
I C
t ima
21 10 3 87
2.5mm 2 381 .65mm 2
母线的实际截面积 A=60×8mm2 =480 mm2＞ Amin ，所以热稳定满足要求。 （2）动稳定校验： 由
2 电气设备满足动稳定的条件是 imax ≥ i sh 或 I max ≥ I sh ；满足热稳定的条件是 I t2 t ≥ I t ima 。
5-2
导线截面选择的基本原则是什么？
答：供配电线路导线截面的选择应满足以下基本原则：发热条件、电压损失条件、机械强度条 件和经济电流密度条件。 5-3 什么叫电压降落？什么叫电压损失？
1
安装地点的电气条件 序号 项目 1 数据 6
所选设备的技术数据 结论 项目 SN10—10II/1000 10 合格 合格 合格 合格
建筑供配电与照明》最新备课课件：第五章第2节 低压电气设备
分励脱扣器作用原理与失压 脱扣器相似，但是它是由操 作人员或继电保护发出指令 后执行开关跳闸。
分励脱扣器的电磁线圈由控 制电源供电，正常时不通电， 当需要自动开关分闸操作时， 才给分励脱扣器一个控制电 压，使其瞬间动作跳闸。
（二）类型
按结构分有框架式和塑料外壳式两种类型。 ➢ 框架式自动开关原称万能式自动开关，塑料外壳式自动开
低压控制电器主要用于电力拖动和自动控制系统，起到电 路的控制、调节作用。
➢ 主要技术要求是要有适当的转换能力，操作频率高、寿命 长。属于这一类的电器主要有各种控制继电器、接触器、 启动器、主令电器等。
本节主要介绍低压配电电器。 低压电器的型号繁多；很多厂家还有自己的产品代号，表
5-2为部分低压电器类组代号。
➢ 按性能特性分种类很多，有快速熔断器（如RSO、RS3系 列）、自复式熔断器（如RZ系列）、限流式熔断器（如 RTO系列）、非限流式熔断器（如RM系列封闭管式熔断器） 等。
（二）型号含义 型号含义如下：
（三）常用低压熔断器的性能及应用
1. 无填料熔断器：插入式、封闭管式 (1)插入式：常用的有RC1系列瓷插式
盖盖住，胶盖起绝缘防护作用，胶盖的内面则将各极分隔 开，防止开关操作时可能发生的极间飞弧短路。
优点：具有防护外壳，价格低廉，有安装熔丝的接线端子 缺点：没有灭弧装置，安全性能差，一般用于小容量的照
明电路。 使用： ➢ 虽然这种刀开关内部装设熔丝，能兼作电路的短路保护作
用，但在建筑工程中规定不许采用，而是在刀开关外另装 瓷插熔丝，原装熔丝的地方用铜丝代替。 ➢ 使用时应垂直安装于控制盘上，在接通位置时，手柄应朝 上，电源进线接静触头（夹座）一端。 ➢ 刀闸内的熔丝应根据电路实际需要，选用合适的规格。因 为没有专门灭火装置，操作时应迅速，并注意不要面对开 关，以防意外的电弧伤害。
机械安全 机械电气设备 -通用技术条件
—-控制响应的一致性;
—-维护的便利性；
不宜牺牲上述基本要素来获取高性能。
例如，一组机械用于零散零部件生产制造,这样的批量生产机械、制造系统或制造单元的故障会引起严重经济损失。
图1和图2有助于理解一台机械各个环节及其相关设备间的关系。图1所示是某典型制造系统（以协同方式共同工作的一组机械）的总框图，图2为某典型机械和关联设备的框图，它示出本部分所涉及电气设备各个环节。从图1和图2可看出所有各环节包括安全防护装置、切削/夹紧、软件和文件共同构成该机械，而且一台以上机械至少通过一级监控共同工作,构成制造系统或制造单元。
附录A、B、C、D、E和F为资料性附录.
本部分已包括1998年3月勘误表的内容。
某些国家存在下列不同：
—-4.3.1：公共配电系统供电的电压特性由EN50160：1994《公共配电系统供电的电压特性》规定（欧洲)。
—-7。2.3：TN-S系统强制断开中线（法国）。
——10.7。2:非锁住急停装置与单独复位装置配合使用被认为是可接受的常用方法(美国）。
本部分使用指南见附录F.
图1典型制造系统的框图
图2 典型机械的框图
1 范围
本部分适用于机械（包括协同工作的一组机械)的电气和电子设备及系统，而不适用于手提工作式机械和高级系统（如系统间通信）的电气和电子设备及系统。
注1：本部分中的“电气”一词包括电气和电子两方面（如电气设备是指电气设备和电子设备）。
注2:就本部分而言,“人”（person)一词泛指任何个人包括受用户或其代理指派，使用和管理上述机械的人。
本部分所论及的设备是从机械电气设备的电源引入处开始的（见5.1).
注3：建筑物电气装置的要求见IEC60364。
《发电厂电气部分》课后习题答案
第一章能源和发电1—2 电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小;效率高;无气体和噪声污染.随着科学技术的发展,电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。
电气化在某种程度上成为现代化的同义词。
电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。
1—3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分:燃煤发电厂；燃油发电厂;燃气发电厂；余热发电厂。
按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂;超临界压力发电厂。
按原动机分：凝所式气轮机发电厂；燃气轮机发电厂；内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。
按输出能源分：凝气式发电厂；热电厂。
按发电厂总装机容量分：小容量发电厂；中容量发电厂;大中容量发电厂；大容量发电厂。
火电厂的生产过程概括起来说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。
整个生产过程分三个系统:燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能,加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转,将热能转变为机械能，称不汽水系统；由气轮机转子的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。
1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答:按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。
按径流调节的程度分为:无调节水电厂；有调节水电厂；日调节水电厂;年调节水电厂；多年调节水电厂。
水电厂具有以下特点:可综合利用水能资源;发电成本低，效率高;运行灵活；水能可储蓄和调节；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制,因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建,淹没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。
发电厂电气部分第五章课后答案
发电厂电气部分第五章课后答案1、我国最大的火电机组容量100万KW-玉环电厂我国最大的水电机组容量70万KW三峡水电站我国最大的核电机组容量100万KW-田湾核电厂最大的火电发电厂容量454万KW-邹县电厂最大的水电发电厂容量1820万KW-三峡水电厂最大的核能发电厂容量305万KW-秦山核电厂（自主研发设计）最大的抽水蓄能发电厂240万KW-广东抽水蓄能电厂2，新能源发电类型：风力发电，海洋能发电，地热发电，太阳能发电，生物质能发电，磁流体发电，电气体发电3、火力发电厂的的生产过程：概括地说将煤中的化学能转化成电能的过程，三个阶段1，燃料的化学能在锅炉中燃烧转变成热能，加热锅炉中的水，使之变为蒸汽（燃烧系统）2，锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲击汽轮机的转子旋转，将热能转变为机械能（汽水系统）3，由汽轮机的转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能（电气系统）4、热电厂，以热定电的运行方式。
抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：调峰，填谷，事故备用，调频，黑启动，蓄能汽轮发电机的特点：转速高，多采用隐极式，卧式，不能快速启动，只宜承担电力系统的基荷水轮发电机的特点：转速低，极数多，多采用凸极式转子，立式能快速启动易于承担峰荷5、一次设备：通常把生产，变换，输送，分配和使用电能的设备，如发电机，变压器，断路器等称为一次设备。
1，生产和转化电能的设备（发电机，变压器）2，接通和断开电路的开关电器（断路器，隔离开关，负荷开关，接触器，熔断器）3，限制故障电流和防御过电压的保护电器（电抗器和避雷器）4，载流导体5，互感器（电压互感器，电流互感器）6，无功补偿设备（并联电容器，串联电容器，并联电抗器）7，接地装置6、二次设备：对一次设备和电力系统的运行状态进行测量，控制，监控，和起保护作用的设备，称为二次设备。
（测量表计，继电保护，直流电源负荷，操作电器，信号设备及控制电缆）7、发热对电气设备的影响：1，使绝缘材料的绝缘性能下降2，使金属材料的机械强度下降3，使导体的接触部分的接触电阻增大8、温度限制：导体正常最高温度一般不允许超过70℃钢芯铝绞线及管型导线不允许超过80℃导体表面镀锡不允许超过85℃导体表面镀银不允许超过95℃9、提高导体载流量的措施：a) 减小导体的电阻（①最好采用电阻率低的材料②，减小接触电阻③，增加截面积）b) 增加导体的换热面c) 提高换热系数10、长期发热，指正常工作时电流长期通过而引起的发热，长期发热的热量，一部分分散到空气中去，另一部分使导体的的温度升高，发热功率与散热功率相互平衡。
IEC 60364-5-523
铜芯电线电缆载流量标准前言本标准译自国际电工委员会建筑物电气装置第五部分的第523节载流量，标准号为 IEC 60364-5-523 1983年。
改革开放以后，公共事业和住宅建设发展迅速，家用电气设备和其它用电设备日渐增多。
但不可忽视的是在每年发生的火灾中，电气火灾也呈上升趋势。
在短短的几年中，电气火灾比例增长一倍以上，其中相当一部分是由电缆电线的绝缘损坏、过热自燃、接触不良、电缆单相接地和相间短路等故障引起的。
因此，如何科学的合理的使用电缆电线，准确地选择电缆电线的载流量，合乎规范的进行管理维护，至为关键。
由于目前尚无1000V以下的电缆电线载流量的国家标准，而此部分电缆电线的使用最为量大面广，有鉴于此，全国建筑物电气装置标准化技术委员会，已提出编制标准计划，上报国家技术监督局，将国际电工委员会IEC 60364-5-523标准等同采用为国家标准（我国电缆电线符合IEC电缆电线制造标准）。
全国建筑物电气装置标准化技术委员会会同国际铜业协会现将IEC 60364-5-523标准有关铜芯电缆电线载流量的标准先行成文，提供设计、生产、施工安装、质检、运行和管理等各界参考。
国际电工委员会已于95年开始对1983年版载流量标准进行修订，现已进入最后批准阶段。
经过对二者的详细比较，有以下这些情况和变化告知读者：1. 适用的电压范围更改为交流1KV和直流1.5KV。
2. 删除了铜芯1.0mm2和铝芯1.0mm2、1.5mm2的电缆电线载流量。
3. 载流量基本没有变化，个别变化不超过7%。
4. 电缆电线的品种和温升限值没有变化。
5. 增加了土壤热阻率不为2.5K.m/W时的修正系数。
6. 表中的电缆电线敷设方式原用文字说明的部分改为示图。
7. 表52-E4、E5中取消无孔托盘的载流量数据。
8. 对523.5条作了以下修改：(1). 仅仅三相导体有负荷电流且平衡时，4芯、5芯电缆可有较大的载流量；(2). 当三相负荷不平衡时，中性线电流引起的温升将被相线电流减少的发热所抵消。
电气设备的选择
θ 2、短路导体最高温升 k 的 计算
I Rθ dt = mCθ dθ
2 kt
ρmC0 θk (1+ βθ ) 1 t1 2 Ikt dt = 2 ∫t ∫θl (1+αθ ) dθ S 0 ρ0
t1 1 2 QK = ∫ I kt d Qk = AK − AL 2 t0 S ρ m C0 α − β β AK = α 2 ln (1 + αθ K ) + α θ K ρ0 ρ m C0 α − β β AL = α 2 ln (1 + αθ L ) + α θ L ρ0
ri ---母线弯曲时的惯性半径(cm); L ---母线跨距(cm); ε---材料系数，铜为1.14×104，铜为1.55×104 ，铜为 1.64×104 。
ri f1 = 112 × 2 ε L
L 2 Fmax = 1.73 × β × ish ×10−7 ( N ) a 电动力的振动频率为50Hz和100Hz。导体的固有振动 频率低于30Hz或高于160Hz时，β约等于1，既不考虑共 振影响。
(pa )
条间距离为2倍的b值时，无论每相两条矩形导 其他情况下的Wb ，可查母线截面系数计算表求取。
例题：5-1 二、电力电缆选择 电力电缆选择和校验项目： 电缆芯线材料及型号 额定电压 截面选择 允许电压降校验 热稳定校验。 1、电缆芯线材料及型号选择
导体在正常和短路时的最高允许温度及热稳定系数
第二节 电气设备选择的一般条件
电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进 行选择，并按短路状态来校验热稳定性和动稳定性。 一、按正常工作条件选择 1、额定电压选择 所选设备的额定电压UN应不低于装置地点电网额定 电压UNS。 UN ≥ UNS 2、额定电流选择 所选设备的额定电流IN应不小于该回路在各种合理 运行方式下的最大持续工作电流Imax，即 ΙN ≥ Ιmax 需要注意的情况见P154。
第五章电气设备的选择介绍
3.硬母线动稳定校验
短路时母线承受很大的电动力，必须按照母线的机械强度校 验其动稳定。即：σal ≥ σc 式中，σal为母线最大允许应力(Pa)，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ish(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 (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)。
UW.N IC ish(3) I∞2×tim
a
GN19-12/400是否满足？
5.2.3 高压熔断器的选择
1．保护线路的熔断器的选择 (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: 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： ICS.max ≥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 两相短路电流。
≥
I∞2×tima
合格
返回
5.2.2 高压隔离开关选择
建筑物电气装置-第5部分-电气设备的选择和安装-第523节-布线系统载流量
能性。
电缆的导体（ ： ） GB/T 3956-1997
idt IEC 60228 1978
建筑物电气装置 电击防护（ ： ） GB 14821.1-1993
idt IEC 60364-4-41 1992
建筑物电气装置 GB 16895.2-1977 ： ） 60364-4-42 1980
第 4 部分：安全防护
中选取的给定数值，并采用表 52-D1 至 52-D3 以及 52-E1 至 －52 E5 中的系数进行校正，就
认为满足了 523.1.3 条的要求。
注：
1 国家标准允许把本标准中的表格改编为更简单的形式，附录 A 例举了一个可采用的简化
例子。
2 适用于日常小型电气装置和适用于接回路计算电流以及过电流保护电器类型和标称电流
4）为了促进国际上的一致，IEC 各国家委员会应承担起在本国或本地区标准中尽可能在最
大地程区度标上准应中用明确IE指C出国。际标准。IEC 标准与相应的国家或地区标准间的任何差异应在其国家或
65））应IEC注不意提本供国表际明标经准其的批某准些的部识分别可程能序是，专对利宣权称内符容合。其IE标C 准不的承任担何识设别备部也分不或承全担部责这任种。专利
的注：变电化缆，束负的荷降率低小系于数10是0%基时于，束则中电所缆有束导的体降长低期系稳数态可1高00一%负些荷。率运行，由于装置运行条件
表523.4.2 52-C7
表至
5522--CB112中中E的和值F为的E敷和设F方参式考敷设方式的载流量。
安52装-C1在2托中盘自、由夹空具气之中类的上绝的缘敷导设体方或式电，缆不的论载是流单量回乘路以或表电5缆2-E束4的和载表流5量2-都E5要中用的表电5缆2束-C7降至低
供配电技术(第四版)第5章 电气设备的选择 检测题解析
第5章电气设备的选择检测题解析成绩：班级：学号：姓名：一、填空题：1.电气设备的选择原则规定：电气设备的额定电压U N应> 设备所在系统的标称电压U N.S。
2.按最大负荷电流选择电气设备的额定电流时规定：电气设备的额定电流I N应小于等于实际通过它的最大负荷电流I C。
3.断路器和熔断器等电器担负着切断短路电流的任务外，还必须校验其短路能力。
4.高压断路器选择时，35kV及以下电压等级的断路器宜选用真空断路器、66kV和110kV电压等级的断路器宜选用SF6 断路器。
5.高压隔离开关主要用于电气隔离而不能分断正常负荷电流和短路电流，因此，只需要选择额定电压和额定电流，校验动稳定和热稳定。
6.户外跌落式熔断器需校验断流能力上、下限值，应使被保护线路的三相短路的冲击电流小于其上限值，而两相短路电流大于其下限值。
7低压断路器的脱扣器装置主要有热脱扣器，过滤脱扣器和试压脱扣器等。
8.计量用的电流互感器，准确度应选0.25-0.5 级；测量用的电流互感器，准确度应选0.5-1 级；差动保护用电流互感器，准确度应选5P 级，过流保护用互感器的准确度应选5P或10P 级。
9. 变电所高压开关柜上的高压母线，通常选用硬铝矩形母线。
10. 选择穿墙套管时，除了按使用场所选择型号、按工作电压选择额定电压、按计算电流选择额定电流外，还必须进行热稳定和动稳定校验。
二、判断正误题：1.高压隔离开关的主要作用中用于分断正常负荷电流和短路电流。
（F）2.高压熔断器除了选择熔断器的额定电流外，还要选择熔体的额定电流。
（T）3.电流互感器的额定电压应低于装设处系统的额定电压。
（ F ）4.电压互感器的一、二次侧不允许有熔断器保护，需校验短路动稳定和热稳定。
（F）5.支柱绝缘子主要是用来固定导线或母线，但不能使导线或母线与设备相互绝缘。
（F）6.低压断路器具有过载保护和欠压、失压保护，但没有短路保护能力。
（ F ）三、单项选择题：1. 只能起电气隔离作用，而不能起短路保护和过负荷保护的开关设备是（）。
工厂供配电系统设计
工厂供配电系统设计公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-摘要工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。
工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况.解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。
其基本内容有以下几方面：进线电压的选择,变配电所位置的电气设计,短路电流的计算及继电保护, 电气设备的选择,车间变电所位置和变压器数量、容量的选择,防雷接地装置设计等.目录第一章绪论 (1)第二章工厂进线电压的选择 (2)电压损耗的条件 (2)机械厂设计基础资料 (2)工厂常用架空线路裸导线型号及选择 (3)方案初定及经济技术指标的分析 (4)第三章变配电所位置的电气设计 (7)变配电所所址选择的一般原则 (7)结合方案要求设计位置图 (7)第四章短路电流的计算及继电保护 (8)短路电流的计算 (8)继电器保护的整定 (11)第五章电气设备的选择 (12)第六章车间变电所位置和变压器数量、容量的选择 (13)第七章防雷 (14)防雷设备 (14)防雷措施 (14)第八章接地 (15)致谢(16)参考文献(16)附图143第一章绪论工厂供电，即指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电.电能是现代工业生产的主要能源和核心动力。
电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。
因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。
在企业工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。
电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。
第5章电气设备的选择
查附录表，确定选用GN6 -10T/600高压隔离开关；
（3）校验：
由该附表查得其相关技术参数与安装地点的电气条件、计算选择结果 列于下表，可见高压隔离开关的参数均大于装设地点的电气条件，选该型 号隔离开关符合条件。
(kA)
低压断路器 √ 低压负荷开关 √ 低压刀开关 √
√ （√） （√） √ √ （√） （√） √ √ （√） （√） √
低压熔断器 √
√
√
第二节 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：
1．根据使用环境和安装条件选择设备的型号
表 高压隔离开关选择校验表
3.352× (1.1+ 0.2+0.05) = 15.15kA2.S
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 top=1S。拟采用快速开断的真空高 压断路器，其断路时间toc=0.1S, 采用弹簧操作机构。 解：工作电流
然后再选择额定电压、额定电流值，
最后校验动稳定、热稳定和断流容量。
例5-1 试选择某35KV变电所主变次总高压开关柜的高压断路器， 已知变压器35/10.5kV,5000KVA, 三相最大短路电流为3.35kA， 冲击短路电流峰值为8.54kA，三相短路容量为60.9MVA，继电 保 护动作时间为1.1s。 解：（1）初定型号： 普通型，户内型，故选择户内少油断路器。 （2）根据正常工作条件选择断路器型号： 按变压器二次侧电压确定断路器额定电压为：10kV 按变压器二次侧额定电流选择断路器的额定电流。
建筑物电气装置 第5部分：电气设备的选择和安装 第54章：接地配置和保护导体
GB 6 9 . 一 1 9 1 8 53 9 7
- 53 . 条选择. 12 4.
上述两种情况都应考虑5313 4.. 条要求.
注: 宜使电气装置内的设备端子能够与这些保护导体连接.
5311 截面不应小于按下列公式求出的值( 4.. 仅适用于断开时间不超过 5 s )
Tr. n J I扭 牙
L %. 咨 二 习 L - - ,
本标准由IC第 6( E 4建筑物电气装置) 技术委员会制定. 本标准的草案在 17 年多伦多和 17 年莫斯科会议上讨论过, 96 97 作为莫斯科会议的结果, 草案[ 文 件6( 4中央办公室)8于17年 1 月提交各国家委员会按" 6〕 97 1 六月法" 表决.
另外,4 1 5311 . 条,4.. 条及附录 A的措词[ 53 文件 6 ( 4 中央办公室)5 已于 17 年 1 月分发, 7」 98 2 供 按" 二月法" 表决. 以下国家委员会投票明确赞成" 六月法" 草案: 澳大利亚 奥地利 比利时 保加利亚 加拿大 埃及 法国 以色列 意大利' 日 本 荷兰 挪威 罗马尼亚 南非( 共和国) 西班牙 瑞典 瑞士 土耳其 美国
表 5A 接地导体常用的截面 4
— 用于功能目的的接地导体( 如果需要时) . 5242 用来断开接地导体的连接件必须设置在够得着的位置, 4-. 这种连接件可方便地与总接地端子或 接地母线相结合, 以便于测量接地电阻值, 该连接件应只有用工具才能将其断开, 并应具有牢固的机械 强度且能保持电气上的连续性. 525 与其他系统的接地配置的互相连接 4. 5251 电压比它高的系统 4..
注
I 结构内含有预应力钢筋混凝土时应特别慎重. 一 符合 5225 4. 条的金属水管系统. . 其他合适的地下构件( 4.. 条) 见5226 . 2 接地极的功效取决于当地的土壤条件, 宜按所要求的接地电阻值选定适合于土壤条件的一个或几个接地极. 接地极的接地电阻值可以由计算或实测获得.
GB50054_2011_低压配电设计规范_省略_与_建筑物电气装置_系列标准条
GB 16895. 4 - 1997 / IEC 60364 - 5 - 53： 1994、 IEC 60364 - 5 - 537： 1981
32
3. 1. 3
《建筑物电气 装置 第 5 部分 ： 电气 设备 的选 择和安 装 第 53 章： 开 关设 备和控
第 537. 2 条
制设备》
GB 16895. 3 - 2004 / IEC 60364 - 5 - 54： 2002
《建筑物电气装置》 系列国家标准条文编号
826 - 11 - 03 826 - 11 - 04 826 - 12 - 03 826 - 12 - 04 826 - 12 - 05 826 - 12 - 06 826 - 12 - 07 826 - 12 - 19 826 - 12 - 20
58 Mar. 2012 Vol. 31 No. 3 166 http: // www. jzdq. net. cn
第 413. 1. 3. 2 条
GB 16895. 4 - 1997 / IEC 60364 - 5 - 53 ： 1994、 IEC 60364 - 5 - 537 ： 1981 第 537. 2. 1. 2 条
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3. 1. 5
《建筑物电气装置 第 5 部分： 电气设备的选择和安装 第 53 章： 开关设备和控制
24
2. 0. 28
GB / T 2900. 71 - 2008 / IEC 60050 - 826： 2004 《电工术语 电气装置》
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2. 0. 29
GB / T 2900. 71 - 2008 / IEC 60050 - 826： 2004 《电工术语 电气装置》
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2. 0. 30
电力工程基础 第5章习题答案
第五章5-1 熄灭电弧的条件是什么？开关电器中常用的灭弧方法有哪些？答：灭弧的条件是去游离率大于游离率。
开关电器中常用的灭弧方法有速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、粗弧分细灭弧法、狭缝灭弧法、采用多断口灭弧法和采用新型介质灭弧法等。
5—2 高压断路器、高压隔离开关和高压负荷开关各有哪些功能？答:高压断路器不仅能通断正常负荷电流,而且能切断一定的短路电流,并能在保护装置作用下自动跳闸,切除短路故障;高压隔离开关的主要功能是隔离高压电源,保证人身和设备检修安全,同时还具有倒闸操作和通断小电流的功能；高压负荷开关可以通断一定的负荷电流和过负荷电流，有隔离开关的作用,但不能断开短路电流。
5-3 倒闸操作的基本要求是什么?答：倒闸操作的基本要求是:合闸送电时,先合上隔离开关，再合上断路器；跳闸断电时，先断开断路器,再断开隔离开关。
5-4 低压断路器有哪些功能?按结构型式可分为哪两大类？答:低压断路器既能带负荷通断电路，又能在线路发生短路、过负荷、低电压（或失压）等故障时自动跳闸。
低压断路器按结构型式分,有塑料外壳式和万能式两大类。
5—5 熔断器的主要功能是什么?什么是“限流"式熔断器？答：熔断器的主要功能是对电路及其设备进行短路或过负荷保护.“限流”式熔断器是指熔断器的灭弧能力很强,灭弧速度很快，能在短路电流未达到冲击值以前完全熄灭电弧。
5—6 避雷器有何功能?有哪些常见的结构型式？各适用于哪些场合?答：避雷器用于防止雷电产生的过电压沿线路侵入变配电所或其他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘.避雷器按结构型式分，有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和金属氧化物避雷器等.其中，保护间隙和管型避雷器一般用于户外输电线路的防雷保护,阀型避雷器和金属氧化物避雷器主要用于变配电所的进线防雷电波侵入保护。
5—7 Dyn11接线配电变压器和Yyn0接线配电变压器相比较有哪些优点？答：Dyn11接线变压器能有效地抑制3的整数倍高次谐波电流的影响;Dyn11接线变压器的零序电抗比Yyn0接线变压器小得多,更有利于低压侧单相接地短路故障的切除；Dyn11接线变压器承受单相不平衡负荷的能力远比Yyn0接线的变压器大.5—8 什么是电流互感器的误差？电流互感器的常用接线方式有哪几种？答：电流互感器的误差包括电流误差(比值差）和相位误差（角差）.电流误差是二次电流的测量值乘以额定变流比与一次电流数值差的百分数;相位差是与的相角差。
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2．按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定 (1)动稳定校验
imax i
(2)热稳定校验
(3) sh
或
≥
2 I t2t I tima
3．开关电器断流能力校验 对具有断流能力的高压开关设备需校验其断流能力，开关 设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。
即：
≥
或 S∝ ≥ S k .max
0.5、1、3、5六个级别（数值越小越精确），保护用的互感器
或线圈的准确级一般为５Ｐ级和10Ｐ级两种,电流误差分别为
１％和３％，其复合误差分别为5％和10％。
(2) 线圈铁芯特性 测量用的电流互感器的铁芯在一次电路短
路时易于饱和,以限制二次电流的增长倍数，保护仪表。保护 用的电流互感器铁芯则在一次电流短路时不应饱和，二次电 流与一次电流成比例增长，以保证灵敏度要求。 (3) 变流比与二次额定负荷 电流互感器的一次额定电流有 多种规格可供用户选择,二次绕组回路所带负荷不应超过额定 负荷值。
≥
I∞2×tima
4
(3.2)2×(1.1+0.1)= 13.5 kA2﹒S
合格
二、高压隔离开关选择
隔离开关只需要选择额定电压和额定电流，校验动稳定度
和热稳定度。
例5-1 试选择某35KV变电所主变次总高压开关柜的高压断 路器，已知变压器35/10.5kV,5000KVA, 三相最大短路电流为 3.35kA，冲击短路电流为8.54kA，三相短路容量为60.9MVA，继 电保 护动作时间为1.1s。试选择柜内隔离开关。 解：由于10kV出线控制采用成套开关柜，选择GN -10T/600高
第二节
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： 1．根据使用环境和安装条件选择设备的型号
2．按正常条件选择设备的额定电压和额定电流
3．动稳定校验
imax i
4．热稳定校验
(3) sh
或
≥
2 I t2t I tima
5．开关电器断流能力校验 Soc ≥Sk· max 或 ≥
查附录表A-12-2，选择LMY-3×（50×5）。 （2）母线动稳定和热稳定校验 ①母线动稳定校验 三相短路电动力
弯曲力矩按大于2档计算
(m3) 计算应力为
母线满足动稳定要求
②母线热稳定校验
热稳定最小截面为
母线实际截面为S=50×5=250(mm2)＞ =50.3(mm2) 母线满足热稳定要求 (3)支柱绝缘子动稳定校验 查表5-4支柱绝缘子最大允许的机械破坏负荷(弯曲)为3.75kN, KFal=0.6×3.75×103=2250(N)
2.电流互感器的选择
(1)电流互感器型号的选择
(2)电流互感器额定电压的选择 (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。准确度校 验公式为：S2≤S2N
5.电流互感器动稳定和热稳定校验 （1）动稳定度校验 Kes — 动稳定倍数 （2）热稳定度校验
≥
I∞2×tima
(3.35)2×(1.1+0.1) =13.5 kA2﹒S
合格
三、 高压熔断器的选择
1. 保护线路的熔断器的选择
(1)熔断器的额定电压UN· FU应等于线路的额定电压UN
UN · FU=UN (2)熔体额定电流IN· FE不小于线路计算电流Ic，即 IN · FE≥Ic (3)熔断器额定电流IN· FU不小于熔体的额定电流IN· FE。
第 5章
电气设备的选择
第一节 电气设备选择的一般原则
第二节 高压开关电器的选择
第三节 互感器的选择
第四节
第五节 第六节 第七节
母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择
高压开关柜的选择 低压熔断器选择 低压断路器选择
第一节
电气设备选择的一般原则
1．按工作环境及正常工作条件选择电气设备 （1）根据电气装置所处的位置（户内或户外）、使用环境 和工作条件，选择电气设备型号等。 （2）按工作电压选择电气设备的额定电压 UN ≥UW· N （3）按最大负荷电流选择电气设备的额定电流 IN ≥Imax 或 IN ≥Ic
母线（LMY）。
2.母线截面选择 (1)对一般汇流母线按计算电流选择母线截面 Ial ≥ Ic (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
3.硬母线动稳定校验
σ
al
≥ σ
c
4.母线热稳定校验
二、 支柱绝缘子的选择
1、按使用场所（户内、户外）选择型号； 2、选择额定电压； 3、校验动稳定 FC(3) ≤ K Fal
三、穿墙套管的选择
1．使用场所选择结构型式⑵选择额定电压；
2．选择额定电流； 3．校验动稳定度和热稳定度。 4．动稳定校验 Fc≤0.6Fal
Fc = K(l1+l2)/a · ish (3) 2×10-7N
5. 热稳定校验
I∞(3) 2 tima ≤ It 2· t
例5-5 选择例5-1总降变电所 10kV室内母线，已知铝母线 的经济电流密度为1.15，假想时间为1.2s，母线水平放置在支
（Kt I1N）2 ·t ≥ I∞(3)2 tima
Kt— 热稳定倍数
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，接有三相有功电度表和三相无功电度表各一只，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BV-500-1×2.5mm2的铜芯塑料线,互感器距仪表的 单向长度为2m。
2. 保护电力变压器（高压侧）的熔断器熔体额定电流的选择 (1) 熔断器型号的选择 户内熔断器选择RN1型,户外熔断器选择RW型。 （2） 熔体额定电流IN•FE的选择 熔断器熔体额定电流应满足： IN•FE = (1.5~2.0)I1N•T IN•FE - 熔断器熔体额定电流； I1N•T - 变压器一次绕组额定电流。 3. 保护电压互感器的熔断器熔体额定电流的选择
Fc(3)＜KFal
故支柱绝缘子满足动稳定要求 (4)穿墙套管动稳定和热稳定校验 ①动稳定度校验： 查表5-5 Fal=7.5kN，l2=0.56m；l1=1.8m，a=0.22m, 按 式(5-30) 则: =
0.6 Fal=0.6×7.5×103=4500(N) Fc＜0.6 Fal 穿墙套管满足动稳定要求 ②热稳定校验: 额定电流为600A的穿墙套管5秒热短时电流有效值为12kA， 根据式（5-31）： < 故穿墙套管满足热稳定要求。 （kA2· s）
柱绝缘子上，型号为ZA-10Y，跨距为1.1m,母线中心距为0.3m，
变压器10KV套管引入配电室穿墙套管型号为CWL-10/600，相间 距离为0.22m，与最近一个支柱绝缘子间的距离为1.8m，试校验 母线、支柱绝缘子、穿墙套管是否满足动稳定和热稳定的要求。
解：（1）选择LMY硬铝母线，其按经济截面选择：
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LQJ-10型电流互感器，Kes=160，Kt=75，0.5级二
次绕组的Z2N=0.4Ω 。
(1)准确度校验 S2n≈ S2≈∑Si+ =52 （ ）
=（0.5+0.5+3）+52×[
（2） 动稳定校验
×2/(53×2.5)+0.1]=7.15＜10VA
故二次负荷满足准确度要求。
第四节 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择
一、 母线选择
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上的高压母线，通常选用硬铝矩形
校验其二次负荷是否满足准确度要求。
解：根据要求查附录表8，选三只JDZJ-10型电压互感器电
压比为10000/ 负荷为50VA。 除三只电压表分别接于相电压外，其余设备的电压线圈均 ：100/ V，0.5级二次绕组（单相）额定
接于AB或BC线电压间，可将其折算成相负荷，B相的负荷最大，
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 B相负荷为 S2 = 4.5+ SBφ = 4.5+ SAB = 4.5 + [4.5 + 4×(1.5+1.5+1.5) ] =27(VA) ＜ 50(VA)
SN10-10I/630 数据 10kV 630A 16kA 40kA
选择 要求
装设地点电气条件 项目 数据 10kV 275A 3.35kA 8.54kA
结论
UN IN I∝.N imax
≥ ≥ ≥ ≥
UW.N IC IK(3) ish(3)
合格 合格 合格 合格
5
2 I
t
×
162×4=1024 kA2﹒S
IN · FU≥ IN· FE
(4) 熔断器断流能力校验
① 对限流式熔断器（如RN1型）其断流能力Ioc应满足 I∝ ≥ 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: I∝•min ≤ IK(2) 式中，I∝•min为熔断器分断电流下限值；Ik(2)为线路末端两相短路电流。
因为电压互感器二次侧电流很小，故选择RN2型专用熔断器作电压互感