电气设备的选择(1)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
作原理和特性不同，选择及校验的项目 也有所不同，常用高低压设备选择校验 项目如下：
电气设备选择的一般原则
设备名称 额定
电压 (kV)
高压断路器 √ 高压负荷开关 √
选择项目
额定 电流
(A)
装置类型 (户内/户
外)
√
√
√
√
准确 度级
校验项目
短路电流
开断
能力 热稳定 动稳定 (kA)
二次 容量
√
√
√
√
3 按短路情况进行校验 (1) 短路热稳定校验
(a)电气设备
当系统发生短路，有短路电流通过电气设备时，导体 和电器各部件温度(或热量) 不应超过允许值，即满足热 稳定的条件
式中： 左边部分为电器实际承受的热脉冲 右边部分为厂方给出的电器所承受的最大热脉冲 I∞ — 短路电流的稳态值； tima — 短路电流的假想时间； It — 设备在t秒内允许通过的短时热稳定电流； t — 设备的热稳定时间，一般为1s、2s、4s。
2. 按正常工作条件确定电气设备型号
（1）按工作电压选择电气设备的额定电压
电压
UN ≥ UW·N 电气设备额定电压，系统标称
Umax ≥ Ugm 电气设备最高工作电压 ，设备装 设
处最高工作电 压
（3）注意环境条件（温度，海拔）的影响 ——调整公式
* 考虑工作环境温度和海拔对设备额定电流的影响：总 体趋势 温度越高，海拔越高，则散热条件越差，设备 的额定载流量相应降低。
整，但总值应小于20％IN。在实际使用中，可以不必调 整。
（3）注意环境条件（温度，海拔）的影响 ——调整公式
* 考Βιβλιοθήκη Baidu工作环境温度和海拔对设备额定电流的影响
(c) 高海拔地区空气稀薄，散热能力差，但温度也低，综合 环境温度和海拔两个因素，当实际海拔在4000m以下时，可以不 修正额定电流。
* 考虑海拔高度对电气设备额定电压的影响
当短路电流通过电气设备时，短路电流产生的电动力 应不超过设备的允许应力，即满足动稳定的条件
或
式中： ish ， Ish —— 短路电流的冲击值和冲击有效值; imax ，I max —— 设备允许的通过的极限电流峰值和有效值。
(2)短路动稳定校验
（b）对于母线，预先无法确定导体材料、形状和安装方式， 因此，动稳定校验必须按应力公式进行应力计算和比较。
第5章 电气设备的选择
电气设备的选择是供配电系统设 计的重要步骤，其选择的恰当与否将 影响到整个系统能否安全可靠的运行， 故必须遵循一定的选择原则。
本章对常用的高、低压电器即高 压断路器、高压隔离开关、仪用互感 器、高低压熔断器及成套配电装置 （高压开关柜）等分别介绍了其选择 方法，为合理、正确使用电气设备提 供了依据。
√
√
高压隔离开关 √
√
√
√
√
高压熔断器 √
√
√
√
电流互感器 √
√
√
√
√
√
√
电压互感器 √
√
√
√
母线
√
√
√
√
电缆
√
√
√
支柱绝缘子 √
√
√
穿墙套管
√
√
√
√
√
电气设备选择的一般原则
设备名称
额定电 额定电
短路电流
开断能力
压(V) 流(A) 热稳定 动稳定
(kA)
低压断路器 √ 低压负荷开关 √ 低压刀开关 √
高海拔地区因空气稀薄会导致空气的绝缘能力降低。 海拔高度当与设备出厂规定不同时，应进行调整。如：海拔 在1000 ～ 4000米间，按每升高100米，设备外绝缘降低1％，但 设备的内绝缘没有影响。 因此，用于高海拔地区的电器，应选择加强绝缘的产品， 或者选择普通产品，但设备实际额定电压下降调整，或采用过 电压保护。
短路电流通过导体时，其应力为：
M
c = W
其中，M 短路电流产生的力矩，与三相短路时导体最大 电动力有关；W 导体截面系数，与导体布置方式有关
振动系数，与 母线共振频率 有关，一般取 1－1.4
母线最大允许 应力，硬铝为 69 M Pa ，硬 铜137 M Pa
4．开关类电气设备的断流能力校验
对要求能开断短路电流的开关设备，如断路器、 熔断器，其断流容量不小于安装处的最大三相短路容
• 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 高压开关柜的选择 • 第五节 低压熔断器选择 • 第六节 低压断路器选择
第一节 电气设备选择的一般原则
1．按工作环境初选电气设备
根据电气装置所处位置、使用环境和工作条件，初步 选择电气设备型号等，如户内户外、海拔高度、环境温度 及防尘、防腐、防爆等。并考虑供货条件
量，即：
或
式中：
， 三相最大短路电流与最大
短路容量；
，
断路器的开断电流与开断
容量。
补充：
（1）对于负荷开关，因为开断的是正常的负荷电流，所以， 断流能力的校验采用计算电流和容量；（2）开断能力与操作 机构有关，引入修正系数K，手动操作机构K=0.7，电动操作机 构K=1
电气设备选择的一般原则
常用电气设备的选择及校验项目 供配电系统中的各种电气设备由于工
√ （√） （√） √ √ （√） （√） √ √ （√） （√） √
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：
目前我国规定：电器额定电流一般以工作环境温度为40度， 海拔1000m以下的条件给出。
(a) 温度升高，则电气设备允许的工作电流下降 温度在40～60度间，额定电流调整：每升高1度，额定 载流量减少1.8%；电力线路的允许载流量调整 一般电器不可工作于60度以上环境；
(b) 温度降低，则电气设备允许的工作电流升高 当温度低于40度，每下降1度电流按升高0.5％ IN调
（b）母线或电缆
热稳定意味着短路不能使导体温度超过其短路最 高允许温度，对于母线或电缆来说，往往通过调整截 面面积来满足要求。因此，需要推导出满足热稳定条 件的最小截面积要求。
其中，C 为导体 热稳定系数，可以查表（见下表 部分 导线数据）
(2)短路动稳定校验
由材料力学原理，材料在外力作用下不能产生位移时， 其几何形状和尺寸将发生变化，这种形变称为应变。材料 发生形变时，内部产生大小相等方向相反的作用力抵抗外 力，定义单位面积上的这种反作用力为：应力。影响应力 大小的因素：短路电流大小，导体形状，安装方式，材料 等因素。 （a）对于电器，一旦导体材料、形状和安装方式经设计确定， 则应力只与电动力有关，即与短路冲击电流正相关。。
电气设备选择的一般原则
设备名称 额定
电压 (kV)
高压断路器 √ 高压负荷开关 √
选择项目
额定 电流
(A)
装置类型 (户内/户
外)
√
√
√
√
准确 度级
校验项目
短路电流
开断
能力 热稳定 动稳定 (kA)
二次 容量
√
√
√
√
3 按短路情况进行校验 (1) 短路热稳定校验
(a)电气设备
当系统发生短路，有短路电流通过电气设备时，导体 和电器各部件温度(或热量) 不应超过允许值，即满足热 稳定的条件
式中： 左边部分为电器实际承受的热脉冲 右边部分为厂方给出的电器所承受的最大热脉冲 I∞ — 短路电流的稳态值； tima — 短路电流的假想时间； It — 设备在t秒内允许通过的短时热稳定电流； t — 设备的热稳定时间，一般为1s、2s、4s。
2. 按正常工作条件确定电气设备型号
（1）按工作电压选择电气设备的额定电压
电压
UN ≥ UW·N 电气设备额定电压，系统标称
Umax ≥ Ugm 电气设备最高工作电压 ，设备装 设
处最高工作电 压
（3）注意环境条件（温度，海拔）的影响 ——调整公式
* 考虑工作环境温度和海拔对设备额定电流的影响：总 体趋势 温度越高，海拔越高，则散热条件越差，设备 的额定载流量相应降低。
整，但总值应小于20％IN。在实际使用中，可以不必调 整。
（3）注意环境条件（温度，海拔）的影响 ——调整公式
* 考Βιβλιοθήκη Baidu工作环境温度和海拔对设备额定电流的影响
(c) 高海拔地区空气稀薄，散热能力差，但温度也低，综合 环境温度和海拔两个因素，当实际海拔在4000m以下时，可以不 修正额定电流。
* 考虑海拔高度对电气设备额定电压的影响
当短路电流通过电气设备时，短路电流产生的电动力 应不超过设备的允许应力，即满足动稳定的条件
或
式中： ish ， Ish —— 短路电流的冲击值和冲击有效值; imax ，I max —— 设备允许的通过的极限电流峰值和有效值。
(2)短路动稳定校验
（b）对于母线，预先无法确定导体材料、形状和安装方式， 因此，动稳定校验必须按应力公式进行应力计算和比较。
第5章 电气设备的选择
电气设备的选择是供配电系统设 计的重要步骤，其选择的恰当与否将 影响到整个系统能否安全可靠的运行， 故必须遵循一定的选择原则。
本章对常用的高、低压电器即高 压断路器、高压隔离开关、仪用互感 器、高低压熔断器及成套配电装置 （高压开关柜）等分别介绍了其选择 方法，为合理、正确使用电气设备提 供了依据。
√
√
高压隔离开关 √
√
√
√
√
高压熔断器 √
√
√
√
电流互感器 √
√
√
√
√
√
√
电压互感器 √
√
√
√
母线
√
√
√
√
电缆
√
√
√
支柱绝缘子 √
√
√
穿墙套管
√
√
√
√
√
电气设备选择的一般原则
设备名称
额定电 额定电
短路电流
开断能力
压(V) 流(A) 热稳定 动稳定
(kA)
低压断路器 √ 低压负荷开关 √ 低压刀开关 √
高海拔地区因空气稀薄会导致空气的绝缘能力降低。 海拔高度当与设备出厂规定不同时，应进行调整。如：海拔 在1000 ～ 4000米间，按每升高100米，设备外绝缘降低1％，但 设备的内绝缘没有影响。 因此，用于高海拔地区的电器，应选择加强绝缘的产品， 或者选择普通产品，但设备实际额定电压下降调整，或采用过 电压保护。
短路电流通过导体时，其应力为：
M
c = W
其中，M 短路电流产生的力矩，与三相短路时导体最大 电动力有关；W 导体截面系数，与导体布置方式有关
振动系数，与 母线共振频率 有关，一般取 1－1.4
母线最大允许 应力，硬铝为 69 M Pa ，硬 铜137 M Pa
4．开关类电气设备的断流能力校验
对要求能开断短路电流的开关设备，如断路器、 熔断器，其断流容量不小于安装处的最大三相短路容
• 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 高压开关柜的选择 • 第五节 低压熔断器选择 • 第六节 低压断路器选择
第一节 电气设备选择的一般原则
1．按工作环境初选电气设备
根据电气装置所处位置、使用环境和工作条件，初步 选择电气设备型号等，如户内户外、海拔高度、环境温度 及防尘、防腐、防爆等。并考虑供货条件
量，即：
或
式中：
， 三相最大短路电流与最大
短路容量；
，
断路器的开断电流与开断
容量。
补充：
（1）对于负荷开关，因为开断的是正常的负荷电流，所以， 断流能力的校验采用计算电流和容量；（2）开断能力与操作 机构有关，引入修正系数K，手动操作机构K=0.7，电动操作机 构K=1
电气设备选择的一般原则
常用电气设备的选择及校验项目 供配电系统中的各种电气设备由于工
√ （√） （√） √ √ （√） （√） √ √ （√） （√） √
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：
目前我国规定：电器额定电流一般以工作环境温度为40度， 海拔1000m以下的条件给出。
(a) 温度升高，则电气设备允许的工作电流下降 温度在40～60度间，额定电流调整：每升高1度，额定 载流量减少1.8%；电力线路的允许载流量调整 一般电器不可工作于60度以上环境；
(b) 温度降低，则电气设备允许的工作电流升高 当温度低于40度，每下降1度电流按升高0.5％ IN调
（b）母线或电缆
热稳定意味着短路不能使导体温度超过其短路最 高允许温度，对于母线或电缆来说，往往通过调整截 面面积来满足要求。因此，需要推导出满足热稳定条 件的最小截面积要求。
其中，C 为导体 热稳定系数，可以查表（见下表 部分 导线数据）
(2)短路动稳定校验
由材料力学原理，材料在外力作用下不能产生位移时， 其几何形状和尺寸将发生变化，这种形变称为应变。材料 发生形变时，内部产生大小相等方向相反的作用力抵抗外 力，定义单位面积上的这种反作用力为：应力。影响应力 大小的因素：短路电流大小，导体形状，安装方式，材料 等因素。 （a）对于电器，一旦导体材料、形状和安装方式经设计确定， 则应力只与电动力有关，即与短路冲击电流正相关。。