10-6 导体和电气设备选择

第六章导体和电气设备的原理与选择

第六章导体和电气设备的原理与选择

6.1 电气设备选择的一般条件

6.2 高压断路器和隔离开关的原理与选择

6.3 互感器的原理与选择

6.4 限流电抗器的选择

6.5 高压熔断器的选择

6.6 裸导体的选择

6.7 电缆、绝缘子和套管的选择

电力系统中的各种电气设备，它们的工作条件并不完全一致，它们的具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是相同的。即：

电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并且按短路情况进行各种校验（如热稳定校验和动稳定校验）。

1.按正常工作条件选择电气设备

①额定电压

电气设备的额定电压U N 就是铭牌上标出的线电压。另外，电气设备还有一个最高工作电压U alm ，即电气设备长期运行所允许的最大电压。

选择电气设备时，应使所选电气设备最高工作电压U alm 不低于电气设备装置点的电网最高运行电压U sm ，即U alm ³U sm 。

通常，电气设备最高工作电压U alm ＝(110%～115%)U N 而电网最高运行电压U sm ＜(110%)U NS

所以，U N ≥U NS 。

备注

②额定电流

电气设备的额定电流I N 是指在一定周围环境温度下，长时间内电气设备所能允许通过的电流。选择电气设备时，应使所选电气设备额定电流I N 不低于所工作回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流I max 。即

电气设备工作的回路不同，其最大持续工作电流I max 不同。

max

N I I ³

变电所应满足用户的一级

负荷和大部分二级负荷

母线上最大一台发电机额

定电流的50%～80%

分段回路考虑线损，还应考虑事故时

转移过来的负荷1.05倍线路最大负荷电流出线回路

若要求承担另一台变压器事

故或检修时转移的负荷

1.3～

2.0倍变压器额定电流1.05倍变压器额定电流变压器回路发电机和变压器在电压降低

到0.95额定电压运行时，

出力可以保持不变，故电

流可以增大5%

1.05倍发电机、调相机额定电流发电机、调相机回路说明

最大持续工作电流回路名称

母联回路

母线分段电抗器电容器回路

汇流母线

说明最大持续工作电流回路名称

1.35倍电容器组额定电流一般可取为等于该段母线上最大

一台发电机额定电流的50%-80%

按实际潮流分布确定母线上最大一台发电机或变压器

的最大持续工作电流

③按当地环境进行修正

v在选择电气设备时，还应考虑电气设备安装地点的环境条件，如温度、海拔高度等。当环境条件超过

电气设备的正常使用条件时，应采取相应措施。

a.海拔修正

电气设备的最高工作电压是按一定的海拔高度设计

的。

如果电气设备布置在规定的海拔高度以上，电气设

备的最大工作电压就要降低。

海拔高度每增加100m，最大工作电压应降低1％。

备注

N 0

al al N N I K I I ×=--×=θθθθθb.温度修正

电器设备的额定环境温度为θ0＝+40℃。如果周围环境温度高于θ0，则设备额定电流要减小。

如果周围环境温度低于θ0，则设备额定电流可增大。即：

K －温度修正系数

备注

•选择导体和电器的实际环境温度与其类别及安装场所有关：

屋外裸导体和屋外电缆沟中的电缆用最热月平均最

高温度

屋外电气设备采用年最高温度

屋内裸导屋内电缆沟中的电缆和屋内电器采用屋内

通风设计温度；当无资料时，可取最热月平均最高

温度加5℃

土中直埋电缆采用最热月的平均地温

备注

c.温度和湿度

一般高压电气设备可在环境温度为－30℃～＋40℃的范围内长期正常运行

当使用环境温度低于－30℃时，应选用适合高寒地区的产品

若使用环境温度超过＋40℃时，应选用型号后带有“TA”字样的干热带型产品。

一般高压电气设备相对湿度为90%的环境下长期正常运行

当环境相对湿度超过标准时，应选用型号带有“TH”

字样的湿热带型产品。

d.污染情况

安装在污染严重，有腐蚀性物质、烟气、粉尘等恶劣环境中的电气设备，应选用防污型产品或将设备布置在室内。

e.风速、日照、地震等

2.按短路状态校验

①短路热稳定校验

热稳定：指电气设备承受短路电流热效应而不损坏的能力。

热稳定校验的实质：使电气设备承受短路电流热效应时的短时发热最高温度不超过短时最高允许温度。

电气设备满足短路热稳定的条件是：

式中：Q k －短路电流产生的热效应

I t －电气设备允许通过的热稳定电流

t －电气设备允许通过的热稳定电流的持续时间k 2t

Q t I ³×导体：通过截面积校验

②电动力稳定校验

v 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。

v 电气设备满足短路动稳定的条件是：

式中：

i sh 、I sh －短路冲击电流的幅值及有效值i es 、I es －电气设备允许通过的动稳定电流的幅值和有效值

sh

es I I ³备注

③下列情况可简化短路校验：

v用熔断器保护的电气设备，可不作热稳固性校验v如果熔断器有限流作用，则动稳固性也可不校验v电压互感器回路设备不作动、热稳固性校验