第6章电气设备及导线截面的选择

表6-1高低压电气设备选择校验的项目及条件
正常工作条件选择
电气设备名称 高低压熔断器 高压隔离开关 低压刀开关 高压负荷开关 低压负荷开关 高压断路器 低压断路器 电流互感器 电压互感器 电容器 母线 电缆、绝缘导线 支柱绝缘子 套管绝缘子 选择校验的条件 电压（kV） √ √ × √ √ √ √ √ √ √ × √ √ √ 电气设备的额定电 压应大于安装地点 的额定电压 电流（A） √ √ √ √ √ √ √ √ × × √ √ × √ 电气设备的额定电 流应大于通过设备 的计算电流 断流能力（kA） √ × √ √ √ √ √ × × × × × × × 开关设备的开断电 流（或功率）应大 于设备安装地点可 能的最大开断电流 （或功率）
6.2 互感器的选择和校验
6.2.1 电流互感器的选择与校验
1、电流互感器应按以下条件选择： （1）电流互感器的额定电压应大于或等于所接电网的额定电压。 （2）电流互感器的额定电流应大于或等于所接线路的额定电流。 （3）电流互感器的类型和结构应与实际安装地点安装条件相适应。 （4）电流互感器应满足准确度等级的要求。 为满足电流互感器准确度等级的要求，其二次侧所接负荷容量S2不得大于 规定准确度等级所对应的额定二次容量S2N，即 S2N≥S2 电流互感器的二次负荷S2按下式计算 S2= I 2 Z I 2 2N 2 2N
6.1 电器设备的选择和校验
主要讲述高、低压电气设备的选择即可。 高压一次设备的选择，必须满足一次电路在正常条件下和短路故障条件下 工作的要求，同时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。 电气设备按正常工作条件进行选择，就是要考虑电气设备装设的环境条件。 要求：环境条件是指电气设备所处的位置（户内或户外）、环境温度、海 拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求；电气要求是指电气设备对电 压、电流、频率等方面的要求；对开关类电气设备还应考虑其断流能力。 电气设备按短路故障条件下进行校验，就是要按最大可能的短路电流校验 设备的动、热稳定度，以保证电气设备在短路故障时不致损坏。 高压一次设备的选择校验项目和条件如表6-1中所示。 另外，高压开关柜与低压配电屏的选择，应满足变配电所一次电路供电方 案的要求，依据技术经济指标，选择出合适的型式及一次线路方案编号，并确 定其中所有一、二次设备的型号规格。在向开关电器厂订购设备时，还应向厂 家提供一、二次电路图纸及有关技术资料。 低压一次设备的选择，与高压一次设备的选择一样，必须满足在正常条件 下和短路故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠，运行维护方便， 投资经济合理。低压一次设备的选择校验项目见表6-1所列。
线路类别 导线材质 架空线路 电缆线路 铜 铝 铜 铝
35kV及以上的高压线路及35kV以下的长距离、大电流线路例如较长的电源 进线和电弧炉的短网等线路，其截面宜按经济电流密度选择。
6.3.3 按允许电压损耗选择导线和电缆截面
导线和电缆在通过正常最大负荷电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运 行时允许的电压损耗。一般线路允许损耗不超过5%。 1、集中负荷三相线电压损耗计算 计算原理如图所示：
短路电流校验
动稳定度 × √ — √ × √ — √ × × √ × √ √ 按三相短路冲击电流 值校验 热稳定度 × √ — √ × √ — √ × × √ √ × √ 按三相短路稳态 电流值校验
注：⒈表中“√”表示必须校验，“×”表示不必校验，“—”表示可不校验。 ⒉选择变电所高压侧的电气设备时，应取变压器高压侧额定电流。 ⒊对高压负荷开关，最大开断电流应大于它可能开断的最大过负荷电流；对高压断路器，其开断电流（或功率）应大 于设备安装地点可能的最大短路电流周期分量（或功率）；对熔断器的断流能力应依据熔断器的具体类型而定；对互感器应考虑准确 度等级；对补偿电容器应按照无功容量选择。
2、中性线（N线）截面的选择 三相四线制中性线： A0 0.5 A 两相三线及单相线路： A0 A
3、保护线(PE线)截面的选择 保护线要考虑三相系统发生单相短路故障时单相短路电流通过时的短 路热稳定度,截面不同要求不同。
2 当 A 16mm 时:
APE A
2 2 2 A 16 mm 35 mm 当 16mm＜A 时： PE
第6章 电气设备及导线截面的选择和校验
本章首先讲述高低压一次设备选择和校验的一 般条件和具体项目，最后讲述导线及电缆截面的选 择和校验（关于母线的短路稳定性校验见3.4.4）。
第6章
电气设备及导线截面的选择和校验
6.1 6.2 6.3
电气设备的选择和校验 互感器的选择和校验 导线和电缆截面的选择和计算
带有两个集中负荷的三相线路
a)单线电路图 b)线路电压降相量图
电压损耗 U 对于无感线路
( Pr Qx ) UN
cos 1
U
( pL) AU N
2、均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算
U 3IR0 ( L1
L2 ) 2
3、按机械强度选择截面 导线和电缆截面不应小于其最小允许截面。 根据设计经验：一般10kV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按 发热条件来选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。低压照明线 路，因其对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发 热条件和机械强度。对长距离大电流线路和35kV及以上的高压线路，则可先 按经济电流密度确定经济截面，再校验其他条件。
曲线1线路的年折旧维护费，曲线2线路的年电能 损耗费，曲线3线路的年运行费用 。
经济截面
Baidu Nhomakorabea
Aec
I 30 jec
经济电流密度 jec 可查下表：
年最大有功负荷利用小时 3000h以下 3.00 1.65 2.50 1.92 3000～5000h 2.25 1.15 2.25 1.73 5000h以上 1.75 0.90 2.00 1.54
6.2.2 电压互感器的选择与校验
电压互感器应按以下条件选择： 1、电压互感器的额定电压应大于或等于所接电网额定电压。 2、电压互感器的类型应与实际安装地点的工作条件及环境条件相适应。 3、电压互感器应满足准确度等级的要求。 4、为满足电压互感器准确度等级的要求，其二次侧所接负荷容量S2不得 大于规定准确度等级所对应的额定二次容量S2N,即
S2N≥S2 其中S2=
( Pu ) 2 ( Qu ) 2
式中，∑Pu为所接测量仪表和继电器电压线圈消耗的有功功率之和； ∑Qu为所接测量仪表和继电器电压线圈消耗的无功功率之和。 由于电压互感器一、二次侧均有熔断器保护，因此不需校验动、热稳定 度。
6.3
导线和电缆截面的计算
选择导线和电缆截面的条件： 发热条件、电压损耗条件、经济电流密度、机械强度
6.3.1 按发热条件选择导线和电缆截面
导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度，不 应超过其正常运行时的最高允许温度。 1、三相系统相线截面的选择 其允许载流量不小于通过相线的计算电流，即：I al I30
al 0' K 如果环境温度偏差较大时，考虑温度校正系数： al 0 导线允许载流量可查附表16、17、18
2 当 A＞35mm 时： APE 0.5 A
4、保护中性线(PEN线)截面的选择 保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此PEN线截面选择应同 时满足上述PE线和N线的要求，取其中的最大截面。
6.3.2 按经济电流密度选择导线和电缆的截面
导线或电缆的截面越大，电能损耗越小， 但是线路投资、维修管理费用和有色金属消 耗量都要增加。 按照年运行费用最小的原则计算： 年折旧费维护费十年电能损耗费。
Z
i
RWL RXC
式中，I2N为电流互感器二次侧额定电流，一般为5A；∣Z2∣为电流互感器二次侧总 阻抗；∑∣Zi∣为二次回中所有串联的仪表、继电器电流线圈阻抗之和，可由相关的产 品样本查得；RWL为电流互感器二次侧连接导线的电阻；RXC为电流互感器二次回路中的接 触电阻，一般取0.1Ω 。