电气设备选型

时，每增高1℃允许电流应减
少n 1.8％ 6。0C
1 电气设备的选择原则与方法
2．按短路情况来校验电气设备的动 稳定和热稳定
（1）短路热稳定校验 短路电流通过时，导体和电器各部件 温度（或发热效应）应不超过允许值。 热稳定校验应选择两相短路和三相短路 中最严重的一种作为计算依据。
1 电气设备的选择原则与方法
t的jx 情况下，与导体最高允许加热温度所对应的 截面为最小允许截面。
S m in

I C
t jx K f
（10）
式中 C ──热稳定系数，与导体材料、结构及最
高允许温度、长期工作额定温度有关。
2 硬母线的选择与校验
（3）动稳定校验
1）单条母线的应力按照母线在支持绝缘子上 固定的形式，通常假定母线为自由支承在绝缘子 上的多跨距、载荷均匀分布的梁，在电动力的作 用下，母线所受的最大弯矩。
I ymax I g max
（2）
由于发电机、调相机和变压器在电压降低5％时，出 力保持不变，故其相应回路的I g max 1.05I（N I N为电机的额 定电流）；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发 电机或变压器的I g max；母线分段电抗器 I g max的应为母线上
最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流； 出线回路 的I g m除ax 考虑线路正常负荷电流（包括线路损
I max

I（3） imp
或
imax

i（3）
imp
（5）
式中
、 I i max
max
──厂家规定的电气设备极限通过电
流的有效值和峰值，kA；
I（im3）p 、i（im3）p ──按三相短路计算所得的冲击电流 的有效值和瞬时值，kA；
1 电气设备的选择原则与方法
（3）按三相短路容量来校验开关电器的断流能力（遮
护装置的主保护动作时间与断路器固有动作
时间之和，如主保护装置有保护死区，假想
时间可根据该保护区短路故障的后备保护装
置的动作时间来校验。
1 电气设备的选择原则与方法
（2）电动力稳定校验
电动力稳定是导体和电器承受短路电流机械 效应的能力，亦称动稳定。动稳Fra Baidu bibliotek校验应以三 相短路电流为计算类型，并应满足下式要求：
（9）
对于330～500kV超高压配电装置，电晕是选 择导线的控制条件。要求在1.1倍最高运行相电 压下，晴天夜间不发生可见电晕。选择时应综合
考虑导体直径、分裂间距和相间距离等条件，经 技术经济比较，确定最佳方案。
2 硬母线的选择与校验
（2）热稳定校验
按正常电流选出导体截面后，还应按热稳定进 行核验。根据短路电流的热效应，并计及集肤效 应系数 K f ，当导体通过短路电流I ，在假想时间
耗）外，还应考虑事故时由其它回路转移过来的负荷。
1 电气设备的选择原则与方法
（3）按当地环境条件校核
在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环 境条件，当气温、风速、湿度、污秽等级、海 拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过 一般电器使用条件时，应向制造部门提出要求 或采取相应的措施。
我国目前生产的电气设备，设计时取周围空 气温度40℃作为计算值，若装置地点日最高气 温高于＋40℃，但不超过＋60℃，最大连续工 作电流应适当降低，设备的额定电流应乘以温 度校正系数。
1 电气设备的选择原则与方法
1．按正常工作条件选择额定电压和额定电流
（1）额定电压和最高工作电压
导体和电器所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，
常高于电网的额定电压，故所选电气设备允许最高工作
电压 不得U低y ma于x 所接电网的最高运行电压
，即
U g max
U ymax U g max
（1）
一般电气设备允许的最高工作电压：当额定电压在
220kV及以下时为1.15；额定电压为330～500kV时为1.1。
而实际电网运行的，一般不超过1.1，因此在选择设备
时，一般可按照电气设备的额定电压不低于装置地点电
网额定电压的条件选择。
1 电气设备的选择原则与方法
（2）额定电流
电气设备的额定电流是指在额定周围环境温度下，导
体和电器的长期允许电流（或额定电流）I y max 应不小于 该回路的最大持续工作电流 I g max ，即
2 硬母线的选择与校验
硬母线一般按下列各项进行选择和校验： （1）导体材料 （2）类型和敷设方式 （3）导体截面电晕 （4）热稳定 （5）动稳定 （6）共振频率
2 硬母线的选择与校验
1．母线的选型
工业上常用的硬母线截面为矩形，槽形和管形。
（1）矩形母线散热条件较好，有一定的机械 强度，便于固定和连接，但集肤效应较大。为避 免集肤效应系数过大，单条矩形母线的截面最大 不超过1250mm2。当工作电流超过最大截面单 条母线允许电流时，可用2～4条矩形母线并列使 用。但由于集肤效应的影响，多条母线并列的允 许载流量并不成比例增加，故一般避免采用4条 矩形母线。矩形导体一般只用于35kV及以下，电 流在4000A及以下的配电线路中。
2 硬母线的选择与校验
4．封闭母线的选择
凡属定型产品的封闭母线，制造厂将提供有关 封闭母线的额定电压、额定电流、动稳定电流和 短时稳定热电流等参数，因此可按电器选择一般 条件中所述方法来进行选择和校验。由于各个工 程的封闭母线布置情况不同，所连接的发电机、 变压器、配电装置的标高和连接要求也不相同， 因此，还要向制造厂提供封闭母线的平断面布置 图，供制造厂进行布置和连接部分设计。当选用 非定型封闭母线时，应进行导体和外壳发热、应 力以及绝缘子抗弯的计算，并进行共振校验。
当矩形导体水平置放时，为避免导体因自重而 过分弯曲，所选取的跨距一般不超过1.5～2m。 考虑到绝缘子支座及引下线安装方便，常选取绝 缘子跨距等于配电装置间隔宽度。
2）当母线由多条组成时，母线上的最大机械 应力由相间作用应力和同相各条间的作用力合成。
2 硬母线的选择与校验
3）110kV及以上单根圆管形母线由于截面大、跨距 长，母线自重及母线上各种集中荷载（如引下线或单柱 式隔离开关的静触头）所产生的应力已不能忽略不计， 并应验算母线的挠度。当母线装在屋外时，还应计及风 力和覆冰所产生的应力。
2 硬母线的选择与校验
（4）母线共振的校验 当母线的自振频率与电动力交变频率一致或 接近时，将会产生共振现象，增加母线的应力。 因此，对于重要回路（如发电机、变压器及汇 流母线等）的母线应进行共振校验。 当自振频率无法限制在共振频率范围之外时， 母线受力必须乘以动态应力系数，值可由曲 线查得。
屋外管形母线上的荷载按其作用时间可分为长期荷载 和短路时的荷载两种。长期荷载也称正常荷载，它包括 母线自重、集中荷载、风荷载及冰荷载，由于它们并非 同时出现，因此需要合理决定它们的组合作用。一般可 按两种组合计算：①母线自重、集中荷载和最大风荷载 组合；②母线自重、集中荷载、覆冰和覆冰时风荷载 （一般取5～10m/s）组合。取其中大者作为母线正常 状态下的最大荷载。短路时的荷载包括：母线自重、集 中荷载、短路电动力和风荷载（一般取正常状态下最大 风速的一半，但不小于15m／s）。
导体的经济截面可由下式决定：
S I gmax J
（8）
式中 I g max ——正常工作时的最大持续工作电流，A。
2 硬母线的选择与校验
3．母线截面的校验
（1）电晕电压校验
对于110～220kV裸母线，可按晴天不发生全 面电晕条件进行校验，即裸母线的临界电压应大 于最高工作电压
U lj U g max
2 硬母线的选择与校验
（2）槽型母线机械强度较好，载流量较大， 集肤效应系数也较小。槽型母线一般用于 4000～8000A的配电装置中。
（3）管形母线集肤效应系数小，机械强度高， 管内可以通水和通风，用此，可用于8000A以 上的大电流母线。另外，由于圆管形表面光滑， 电晕放电电压高，因此可用作110kV及以上配 电装置母线。
1 电气设备的选择原则与方法
温度修正系数：
K
n n 40
（3）
式中 ——实际环境温度，取最热月平均最高气温，℃；
n——导体或电气设备正常发热允许最高温度（当
导作用螺栓连接时为70℃）；
K ——温度修正系数。当
时，每降低1℃允许
电流增加0.5％，但总 数n 不得超过20％；当
母线的布置方式应根据载流量的大小、短路 电流水平和配电装置的具体情况确定。
2 硬母线的选择与校验
2．母线截面选择
除配电装置的汇流母线按长期发热允许电流选择外， 其余导体的截面一般按经济电流密度选择。
（1）按导体长期发热允许电流选择
导体所在电路中最大持续工作电流应不大于导体长期 发热的允许电流，即
KI y max I g max
式中
It2t I2t jx 或
It I
t jx t
（4）
I─t ─规定的电气设备在时间 ts内的热稳定电流，
kA。在指定时间内短路电流不会使电气设备
发热超过设备允许的最大短时温度的电流；
t ──与 I t对应的时间，s；
I— —短路稳态电流，kA； t─jx─假想时间，s。取距离短路点最近的继电保
断容量）
Id Ikt
（6）
Sd Skt
式中 、 I kt Skt ——制造厂提供的在额定电压下允许的开断 电流，kA；允许的断流容量，MVA；
I d、Sd ——电器设备安装处的短路电流，kA；短路 容量，MVA。
铭牌断流容量值所规定的使用条件，一般的断路器如 用于高海拔地区、矿山井下，或电压较低的电网中，都 要降低断流容量值。当断路器采用手动操动机构或自动 重合闸装置时，其遮断容量应下降到原来的额定值的60 ％～70％。
（7）
式中 I ymax ——相应于导体允许温度和基准环境条件下导体 长期允许电流，A；
K ——综合修正系数，裸导体的值与海拔和环境 温度有关。
2 硬母线的选择与校验
（2）按经济电流密度选择
按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低。 年计算费用包括电流通过导体所产生的年电能损耗费、 导体投资（包括损耗引起的补充装机费）和折旧费、以 及利息等，对应不同种类的导体和不同的最大负荷年利 用小时数将有一个年计算费用最低的电流密度——经济 电流密度（J）。