配三P211,母线、电缆 热稳定校验
* M 弹■
M 期
H
屯艮科特乐七许?葛■童 代＞
<
■ It
■ 1ft
W
(71 e
w
f7
J0^13k￥ ±??Litt ■电*
?
耳 ?0 ffl 1)
917
Ift 若 e
若
90 ta i) 蓟(K H
?- ?k￥ 交?■匕
■變?电霍
? ￥
H Eft III
1攝 ? 书
sn tH n tSQ fl
齡 CS 1)
Xfi [性 1]
II
3： I 虞匚RiQk.j I 丹J ￡■定电已tn^lLkXP ?圣.?菖■艸是?唯力电ID ■?—■守?》I ?的
y 匚?启■电力離■罕■?龜E 盧青相七，怕章■盘u 迹IT IVM (?.Arc?a ?時 ?x*x*r IAV
?2a?n*A^trft??iiMRC.
i.ffjt^r.
■■■鼻尢寺■■弁血雹*
H asg?^HVK4hi!?*,??覽奔?■議鹰倉i<0P ?
导体和电器选择规范 DL/T5222 , 7.1.8条
裸导体 的热稳定校验（公式与配三一样）
T 柞淵麼
r
50 55
八门
65 70 75
7
』I
95 100 1.05
合金
95
$3
KQ SK7 ?s
81 7申
77 75 73
1S1
17?
门*
174 1.71
lft'J 166
IM
Ibl
157
155
低压配电设计规范 GB50054-2011,3.2.14条，保护导体的截面选择
系数K 的选择见附录A 交流电气装置的接地设计规范,
接地导体（线） 的最小
截面选择
哄井7
廉人允iT 铜 电 t 40% 样电斗3（rs 卜电斗20% 诅度9 徊供舸统城
舸供川坨终
恂臂世井 700 249 167 1M 119 B00 259 173 150 IZ4 SM
26&
179
1S5
1J8
，附录E
黑EB&険■饮霸盒帰工■艰?肝盘转■冨■■担用孟旳??塞鼻?c
筠连县分水岭煤业有限责任公司 井 下 高 压 电 缆 热 稳 定 性 校 验 计 算 书 巡司二煤矿 编制：机电科 筠连县分水岭煤业有限责任公司
井下高压电缆热稳定校验计算书 一、概述： 根据《煤矿安全规程》第453条及456条之规定，对我矿入井高压电缆进行热稳定校验。 二、确定供电方式 我矿高压供电采用分列运行供电方式，地面变电所、井下变电所均采用单母线分段分列供电方式运行，各种主要负荷分接于不同母线段。 三、井下高压电缆明细： 矿上有两趟主进线，引至巡司变电站不同母线段，一趟931线，另一趟925线。井下中央变电所由地面配电房10KV输入。 入井一回路：MYJV22-8.7/10KV 3*50mm2--800m(10KV) 入井二回路：MYJV22-8.7/10KV 3*50mm2--800m(10KV) 四、校验计算 1、井下入井回路高压电缆热稳定性校验 已知条件：该条高压电缆型号为，MYJV22-8.7/10KV 3*50mm2 ,800m，电缆长度为800m=0.8km。 （1）计算电网阻抗 查附表一，短路电流的周期分量稳定性为 电抗：X=0.072*0.8=0.0576Ω； 电阻：R=0.407*0.8=0.3256 Ω； (2)三相短路电流的计算
A Z I 5.174693305 .0310000 3v 3=?== ∞ （3）电缆热稳定校验 由于断路器的燃弧时间及固有动作时间之和约为t=0.05S; 查附表二得热稳定计算系数取K=142; 故电缆最小热值稳定截面为 23mm 51.2705.0142/5.17469t )/(min ===∞）（K I S Smin<50mm 2 故选用 MYJV 22 -8.7/10KV 3*50 电缆热稳定校验合格，符合要求。 附表一：三相电缆在工作温度时的阻抗值（Ω/Km ） 电缆截面S （mm 2 ） 4 6 10 16 2 5 35 50 70 95 120 150 185 240 交联聚乙烯 R 4.988 3.325 2.035 1.272 0.814 0.581 0.407 0.291 0.214 0.169 0.136 0.11 0.085 X 0.093 0.093 0.087 0.082 0.075 0.072 0.072 0.069 0.069 0.069 0.07 0.07 0.07 附表二 不同绝缘导体的热稳定计算系数 绝缘材料 芯线起始温度（° C ） 芯线最高允许温度（°C ） 系数K 聚氯乙烯 70 160 115（114） 普通橡胶 75 200 131 乙丙橡胶 90 250 143（142） 油浸纸绝缘 80 160 107 交联聚乙烯 90 250 142
材料热稳定性的测定 一、实验目的 1、了解陶瓷测定热稳定性的实际意义。 2、了解影响热稳定性的因素及提高热稳定性的措施。 3、掌握热稳定性的测定原理及测定方法。 二、实验原理 热稳定性（抗热震性）是指陶瓷材料能承受温度剧烈变化而不破坏的性能。普通陶瓷材料由多种晶体和玻璃相组成，因此在室温下具有脆性，在外应力作用下会突然断裂。当温度急剧变化时，陶瓷材料也会出现裂纹或损坏。测定陶瓷的热稳定性可以控制产品的质量，为合理应用提供依据。 陶瓷的热稳定性取决于坯釉料配方的化学成分、矿物组成、相组成、显微结构、坯釉料制备方法、成型条件及烧成制度等工艺因素以及外界环境。由于陶瓷内外层受热不均匀，坯料与釉料的热膨胀系数差异而引起陶瓷内部产生应力，导致机械强度降低，甚至发生分裂现象。 一般陶瓷的热稳定性与抗张强度成正比，与弹性模量、热膨胀系数成反比。而导热系数、热容、密度也在不同程度上影响热稳定性。 釉的热稳定性在较大程度上取决于釉的热膨胀系数。要提高陶瓷的热稳定性首先要提高釉的热稳定性。陶瓷坯体的热稳定性则取决于玻璃相、莫来石、石英及气孔的相对含量、粒径大小及其分布状况等。 陶瓷制品的热稳定性在很大程度上取决于坯釉的适应性，所以它也是带釉陶瓷抗后期龟裂性的一种反映。 陶瓷热稳定性测定方法一般是把试样加热到一定的温度，接着放入适当温度的水中，判定方法为： 1）根据试样出现裂纹或损坏到一定程度时，所经受的热变换次数； 2）经过一定次数的热冷变换后机械强度降低的程度来决定热稳定性； 3）试样出现裂纹时经受的热冷最大温差来表示试样的热稳定性，温差愈大，热稳定性愈好。 陶瓷热稳定性的测定方法一般是将试样（带釉的瓷片或器皿）置于电炉内逐渐升温到220℃，保温30分钟，迅速将试样投入染有红色的20℃水中10分钟，取出试样擦干，检查有无裂纹。或将试样置于电炉内逐渐升温，从150℃起，每隔20℃将试样投入20±2℃的水中急冷一次，直至试样表面发现有裂纹为止，并将此不裂的最高温度为衡量瓷器热稳定性的数据。 也有将试样放在100℃沸水中煮半小时到1小时，取出投入不断流动的20℃的水中，取出试样擦干，检查有无裂纹。如没有裂纹出现，则重复上述试验，直至出现裂纹为止。记录水煮次数，以作为衡量瓷器热稳定性的数据。热交换次数越多，说明该陶瓷样品的热稳定性越好。 本实验采用前面两种方法来测定试样的热稳定性。 三、实验仪器与材料 1、实验仪器：普通陶瓷热稳定性测定仪（由加热炉体、恒温水槽、送试样机构、控温仪表四部分组成）、万能材料试验机。 2、实验材料：市场购买的瓷砖样品、红墨水或黑墨水。 四、实验步骤 （一）方法一
井下高压开关、供电电缆动热稳定性校验 一、-350中央变电所开关断路器开断能力及电缆热稳定性校验 1 23 G 35kV 2 Uz%=7.5△P N.T =12kW △P N.T =3.11kW S N.T =8MVA 6kV S1点三相短路电流计算： 35kV 变压器阻抗： 2 22.1. u %7.5 6.30.37()1001008z N T N T U Z S ?===Ω? 35kV 变压器电阻：2 22.1.22. 6.30.0120.007()8 N T N T N T U R P S =?=?=Ω 35kV 变压器电抗：10.37()X = ==Ω 电缆电抗：02(x )0.415000.08780 0.66()1000 1000i L X ??+?== =Ω∑ 电缆电阻：02(x )0.11815000.118780 0.27()1000 1000 i L R ??+?== =Ω∑ 总阻抗： 21.370.66) 1.06( Z ==Ω S1点三相短路电流：(3)1 3.43()d I KA === S2点三相短路电流计算： S2点所用电缆为MY-3×70+1×25，长400米，变压器容量为500KV A ，查表的：(2)2d I =2.5KA
S2点三相短路电流：32 d d =2.88I I KA = 1、架空线路、入井电缆的热稳定性校验。已知供电负荷为3128.02KV A ，电压为6KV ，需用系数0.62，功率因数cos 0.78φ=，架空线路长度1.5km ，电缆长度780m (1)按经济电流密度选择电缆，计算容量为 3128.020.62 2486.37cos 0.78 kp S KVA φ?= ==。 电缆的长时工作电流Ig 为239.25 Ig === A 按长时允许电流校验电缆截面查煤矿供电表5-15得MYJV42-3×185-6/6截面长时允许电流为479A/6kV 、大于239.25A 符合要求。 (2)按电压损失校验，配电线路允许电压损失5%得 60000.1300Uy V ?=?=，线路的实际电压损失 109.1L U COS DS φφ?====，U ?小于300V 电压损失满足要求 (3)热稳定性条件校验，短路电流的周期分量稳定性为 电缆最小允许热稳定截面积： 3 2min d =S I mm 其中：i t ----断路器分断时间，一般取0.25s ； C----电缆热稳定系数，一般取100，环境温度35℃，电缆温升不超过120℃时，铜芯电缆聚乙烯电缆熔化温度为130℃，电
热熔胶粘剂热稳定性测定GB/T16998-1997 Hot-melt adhesives—Determination of thermal stability 1范围 本标准规定了测定非反应性热熔胶粘剂热稳定性的方法，最高试验温度为260℃。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T2794—1995胶粘剂粘度的测定 GB/T15332—94热熔胶粘剂软化点的测定环球法 3原理 将一定量的热熔胶在给定条件下加热，以一定的时间间隔取出样品，记录加热期间粘度和软化点的数值。胶粘剂试验温度和试验时间由供需双方商定。 4仪器 4.1不锈钢或玻璃容器：外径65mm，高95mm，配有松动配合的盖子。 4.2油浴或鼓风恒温烘箱：温度波动范围为±2℃。 4.3玻璃棒。 4.4测定软化点所用的仪器，按GB/T15332规定。 4.5测定粘度所用的仪器，按GB/T2794规定。 4.6温度计：分度值为0.1℃。 5操作步骤 5.1将不锈钢或玻璃容器(4.1)放入油浴或烘箱(4.2)中，将温度调节至所需的试验温度。 5.2将足量的试样放入容器中，用玻璃棒(4.3)搅拌热熔胶直至样品完全熔融，将温度计(4.6)插入样品中，测量温度。从该点开始计时。在试验温度±2℃范围内连续加热2h以达到热平衡。 5.3在试验温度±2℃范围内，按GB/T2794测量粘度1]。取适量胶粘剂，按GB/T15332测定软化点2]。 5.4以4h至6h的时间间隔，重复5.3中所述的全部操作，直至达到预定的试验时间止。如果在热熔胶粘剂表面发现形成表皮，则应在测量粘度前先除去表皮。 如果不可能以每隔4h至6h的时间间隔进行试验，则时间间隔的选取应避免使胶粘剂产生破坏。 采用说明： 1]ISO10363中，粘度测量按ISO2555：1989规定进行。 2]ISO10363中，软化点测量按ISO4625：1980规定进行。 中心以化工行业技术需求和科技进步为导向，以资源整合、技术共享为基础，分析测试、技术咨询为载体，致力于搭建产研结合的桥梁。以“专心、专业、专注“为宗旨，致力于实现研究和应用的对接，从而推动化工行业的发展。
现对《低压配电设计规范》GB50054-95的第4.2.2条的规定，谈谈我的意见。 第4.2.2条：绝缘导线的热稳定校验应符合下列规定： 一. 当短路持续时间不大于5s时，绝缘导体的热稳定应按下式进行校验： S≥It0.5/K（4.2.2） 式中 S——绝缘导体的线芯截面（mm2）； I——短路电流有效值（均方根值A）； t——在已达到允许最高持续工作温度的导体内短路电流持续作用的时间（s）； K——不同绝缘的计算系数。 二.不同绝缘、不同线芯材料的K值，应符合表4.2.2的规定。 三.短路持续时间小于0.1s时，应计入短路电流非周期分量的影响；大于5s时应计入散热的影响。 在执行该条规定时，需注意下列问题： 1. 公式（4. 2.2）只适合短路持续时间不大于5s。 2. 短路电流I如何确定： a) 相线的热稳定校验： 在220/380配电系统中，一般以三相短路电流为最大。两相短路电流在远离发电机处发生短路时仅为三相短路电流的0.866倍，只有在发电机出口处短路时两相短路电流可能达三相短路电流的1.5倍。因此，当短路点远离发电机时，校验相线的热稳定时I值采用三相短路电流值；在发电机出口处发生短路时I值采用两相短路电流。 b) 中性线（N）的热稳定校验：取相线对中性线的短路电流作为I值。 c) TN-C系统的PEN、TN-S系统的PE、TT系统的PE、IT系统的PE线热稳定校验：TN-C系统的PEN及TN-S系统的PE线的热稳定校验取相线对PEN或PE线的短路电流作为I值。 TT系统，考虑到某一设备发生中性线碰外壳接地，因中性线基本上为地电位，故障电流甚小，回路上的过电流保护以及RCD都无法动作，此故障作为第一次故障得以长期潜伏下来。但因中性线碰设备外壳与PE线导通，此TT系统实际已转变为TN系统。其后设备发生相线碰外壳时，PE线上流过的故障电流将和TN系统同样大，以金属导体为通路的金属性短路电流。因此TT系统的PE线的热稳定校验所采用的I值需考虑上述的要求。 IT系统，如果某一设备发生第一次接地故障后不能及时消除（例如遇到难以找到故障点和消除故障，或绝缘监测器失灵未发出报警信号等情况），其后其他设备发生第二次接地故障，则故障扩大为两相短路，这时PE线上将通过两相短路电流而非微量的接地电容电流。因此IT系统的PE线热稳定校验所采用的I值应为上述两相短路电流值。 国际电工标准非常重视电气事故的防范措施，在不少情况下需考虑发生两个故障引起的危险，上述即是两例。 d) 短路持续时间小于0.1S时短路电流中的非周期电流分量的发热将起到较显著作用。例如采用带限流作用的断路器，其全分断时间小于0.1s。此时需先按断路器无限流作用计算预期的短路电流值，然后根据制造厂所提供的“I2t——预期短路电流”特性曲线查找对应的I2t值。根据K2S2≥I2t来校验热稳定（该I2t中的I值，是包括非周期分量电流分量的均方根值）。 注：相——N短路电流及相——PE短路电流的如何计算，可参照《工业与民用配电设计手册》的相关内容。 3. 短路持续时间t如何确定： a) 采用断路器的瞬时脱扣器作为短路保护时，t为断路器全分断时间（包括灭弧时间）——全分断时间可查断路器的样本或由断路器制造厂提供。
电气设备校验 一、动稳定校验（工业与民用供配电设计手册，第四版，P375） 采用短路电流使用计算法校验，需满足下列条件： 1、短路点冲击电流（峰值）不应大于电气设备额定峰值耐受电流，即： i p ≤I P I p ：三相短路冲击电流（三相短路峰值电流），kA ； I P ：电气设备额定峰值耐受电流（额定动稳定电流I dyn 或额定机械短路电流I MCSr ），kA 。 2、短路电流在电气设备接线端子上的作用力，不应大于接线端子允许静态拉力额定值，即： F k3≤F th 或F tv F th ：电气设备接线端子允许静态水平力，N ； F tv ：电气设备接线端子允许静态垂直力，N 。 二、热稳定校验（工业与民用供配电设计手册，第四版，P381） 采用短路电流使用计算法校验。 1、电气设备能耐受短路电流流过时间内产生的热效应而不至损坏，则认为电气设备满足短路电流热稳定要求，即： Qt ≤I 2t Qt ：短路电流热效应，kA ·s ； I ：电气设备额定短时耐受电流均方根值（开断电流），kA ； t ：额定短时耐受时间，s 。 3、导体和电缆的热稳定校验 （1）导体热稳定允许的最小截面积 选用不小于计算值的导体截面积，即： 3t min 10C Q S ?= min S ：导体满足热稳定所需的最小截面积，mm 2； t Q ：短路电流产生的热效应，kA 2?s ；
C ：导体的热稳定系数。 （2）电缆热稳定允许的最小截面积 选用不小于计算值的电缆截面积，即： 5t min 10C Q S ?= min S ：电缆满足热稳定所需的最小截面积，mm 2； t Q ：短路电流产生的热效应，kA 2?s ； C ：电缆的热稳定系数。 三、电气设备其他要求（工业与民用供配电设计手册，第四版，P385） 1、高压交流断路器（真空断路器、SF6断路器等） ①35kV 及以下：真空断路器或SF6断路器。 ②66kV 和110kV ：SF6断路器。 ③在高寒地区，SF6断路器宜选用灌装式断路器，并应考虑SF6气体液化问题。 ④35kV 级以下采用真空断路器回路，应配置专用R-C 吸收装置或金属氧化物避雷器；66~110kV 宜配置金属氧化物避雷器（目的为了限制操作真空断路器产生过电压）。 2、其余见设计手册 附：校验计算 1、动稳定校验计算： （1）冲击电流：i p =2.55×Id （2）设备接线端子最大作用力：（工业与民用供配电设计手册，第四版，P366） ①平行导体间的互相作用力F ：D L i i K 2.0F 2 1X = ②两相短路时导体间的最大作用力F k2：D L i K 2.0F 2 p2X k2= ③三相短路时导体间的最大作用力F k3：D L i K 173.0F 2p X k3= 上式中： i 1、i 2：流过两根平行导体的电流瞬时值，kA ； i p ：三相短路冲击电流；
*作品编号：DG13485201600078972981* 创作者：玫霸* 筠连县分水岭煤业有限责任公司 井 下 高 压 电 缆 热 稳 定 性 校 验 计 算 书 巡司二煤矿
编制：机电科 筠连县分水岭煤业有限责任公司 井下高压电缆热稳定校验计算书 一、概述： 根据《煤矿安全规程》第453条及456条之规定，对我矿入井高压电缆进行热稳定校验。 二、确定供电方式 我矿高压供电采用分列运行供电方式，地面变电所、井下变电所均采用单母线分段分列供电方式运行，各种主要负荷分接于不同母线段。 三、井下高压电缆明细： 矿上有两趟主进线，引至巡司变电站不同母线段，一趟931线，另一趟925线。井下中央变电所由地面配电房10KV输入。 入井一回路：MYJV22-8.7/10KV 3*50mm2--800m(10KV) 入井二回路：MYJV22-8.7/10KV 3*50mm2--800m(10KV) 四、校验计算 1、井下入井回路高压电缆热稳定性校验 已知条件：该条高压电缆型号为，MYJV22-8.7/10KV 3*50mm2 ,800m，电缆长度为800m=0.8km。 （1）计算电网阻抗 查附表一，短路电流的周期分量稳定性为
电抗：X=0.072*0.8=0.0576Ω； 电阻：R=0.407*0.8=0.3256 Ω； (2)三相短路电流的计算 （3）电缆热稳定校验 由于断路器的燃弧时间及固有动作时间之和约为t=0.05S; 查附表二得热稳定计算系数取K=142; 故电缆最小热值稳定截面为 Smin<50mm2故选用 MYJV22 -8.7/10KV 3*50 电缆热稳定校验合格，符合要求。 附表一：三相电缆在工作温度时的阻抗值（Ω/Km）
井下高压电缆热稳定性校验
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
井下高压电缆热稳定性校验 机电运输部 二○一二年七月
一、井下高压电缆明细： 水泵一回路 MYJV 428.7/10-3*150mm 2-520m(6KV) 水泵二回路 MYJV 428.7/10-3*95mm 2-520m(6KV) 井下一回路MYJV 428.7/10-3*150mm 2-520m(6KV) 井下二回路MYJV 428.7/10-3*95mm 2-520m(6KV) 12采区上部一回路MYJV 328.7/10-3*95mm 2-1300m(6KV) 12采区上部二回路MYJV 328.7/10-3*70mm 2-1300m(6KV) 12采区下部一回路MYJV 328.7/10-3*70mm 2-600m(6KV) 12采区下部二回路MYJV 328.7/10-3*70mm 2-600m(6KV) 14采区回路MYJV 328.7/10-3*70mm 2-1400m(6KV) 南翼配电点回路MYJV 328.7/10-3*70mm 2-495m(6KV) 二、校验计算 1、井下水泵一回路高压电缆热稳定性校验 已知条件：该条高压电缆型号为 MYJV 428.7/10-3*150mm 2（6KV ），电缆长度为520m 。 短路电流的周期分量稳定性为 X=0.08*0.52=0.0416Ω； R=0.295*0.52=0.1534 Ω ；Ω=+=+=158.01534.00416.02222 X R Z ，A Z I 23021158 .0363003v 3=?==∞ 用短路电流不衰减假想时间等于断路器的动作时间（0.25s ）故电缆最小热值稳定截面为
电气的热稳定与动稳定 1.定义: 热稳定电流是老的称呼，现称：额定短时耐受电流（I K） 电流通过导体时，导体要产生热量，并且该热量与电流的平方成正比，当有短路电流通过导体时，将产生巨大的热量，由于短路时间很短，热量来不及向周围介质散发，衡量电路及元件在这很短的时间里，能否承受短路时巨大热量的能力为热稳定（在规定的使用和性能条件下，在规定的短时间内，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的短路电流的有效值）。 额定短时耐受电流的标准值应当从GB762中规定的R10系列中选取，并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。 注：R10系列包括数字1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8及其与10n的乘积 动稳定电流是老的称呼，现称：额定峰值耐受电流（I P） 短路电流、短路冲击电流通过导体时，相邻载流导体间将产生巨大的电动力，衡量电路及元件能否承受短路时最大电动力的这种能力，称作动稳定（在规定的使用和性能条件下，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值）。 额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。 注：按照系统的特性，可能需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数值。 额定短路持续时间（t k） 开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。 额定短路持续时间的标准值为2s。 如果需要，可以选取小于或大于2s的值。推荐值为0.5s,1s,3s和4s。
2.根据额定短时耐受电流来确定导体截面： GB3906[附录D]中公式：S=I/a√(t/△θ) 式中：I--额定短时耐受电流（A）；a—材质系数，铜为13，铝为8.5；t--额定短路持续时间(S)；△θ—温升（K），对于裸导体一般取180K，对于4S持续时间取215K。则： 25KA/4S系统铜母线最小截面积S=（25/13）*√4/215=260 mm2 31.5KA/4S系统铜母线最小截面积S=（31.5/13）*√4/215=330 mm2 40KA/4S系统铜母线最小截面积S=（40/13）*√4/215=420 mm2 63KA/4S系统铜母线最小截面积S=（63/13）*√4/215=660 mm2 80KA/4S系统铜母线最小截面积S=（80/13）*√4/215=840 mm2 接地母线按系统额定短时耐受电流的86.7%考虑: 25KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=260*86.7% =225mm2 31.5KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=330*86.7% =287mm2 40KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=420*86.7% =370mm2 63KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=660*86.7% =580mm2 80KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=840*86.7% =730mm2 根据以上计算,总结所用TMY的最小规格如下: 有人采用:S=I∝√t k jf 10/165；k jf:集肤效应系数-TMY取1.15计算结果偏大，建议采用以上计算。
10kV变电所电气设备的选择与校验 供电系统在发生短路时，短路电流非常大，如此大的短路电流通过用电设备和线路，会产生很大的电动力和很高的温度，即我们常说的电动效应和热效应。这两种短路产生的效应对用电设备及导体的安全运行有很大的威胁，因此，在电气设计中电气设备的选择必须能满足正常、过电压、短路和特定条件下安全可靠的要求，并力求技术先进和经济合理。通常在变电所的设计中电气设备的选择分为两步，第一按正常工作条件选择，第二在短路情况下校验其动稳定性和热稳定性。 1 电器设备选择的一般要求 1．1 技术条件 选择的高压电器应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。 1．1．1 电压 选用的电器允许最高工作电压Umax 不得低于该回路的最高运行电压U N，即Umax≥U N 1．1．2 电流 选用的电器额定电流Ie 不得低于其所在回路在各种可能运行方式下的工作电流I N，即Ie≥I N此外，在选择电气设备时，还应考虑用电设备的安装场所的环境条件等。 1.2 校验的一般原则
1．2．1 电器选定后应按最大可能通过的短路电流进行动稳定和热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若系统回路中的单相、两相接地短路严重时，应按较严重时的短路电流校验。1．2．2 用熔断器保护的电器可不校验热稳定。当熔断器有限流作用时，可不校验动稳定，用熔断器保护的电压互感器可不校验动稳定、热稳定。 1．2．3 短路的热稳定条件I t 2 t＞Q dt 式中：Q dt ———在计算时间ts 内，短路电流的热效应（KA2 s ） I t ———t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（KA ） t ———设备允许通过的热稳定电流时间（s ） 校验短路热稳定所用的计算时间t ，按下式计算t = t b +t d式中t b ———继电保护装置保护动作时间（s ）t d ———断路器的全分闸时间（s ） 1．2．4 短路的动稳定条件i sh ≤i dfI sh ≤I df 式中i sh ———短路冲击电流峰值（KA ） I sh ———短路全电流有效值（KA ） i df ———电器允许的极限通过电流峰值（KA ） I df ———电器允许的极限通过电流有效值（KA ） 1．2．5 绝缘水平 在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相
变压器低压侧出线电缆热稳定校验 设计人员常对变压器高压侧电缆作短路热稳定校验。但低压侧电缆的短路热稳定校验往往容易被忽略，尤其是配至消防控制中心和弱电机房等处的出线回路，由于负荷容量不大、所选电缆截面较小，有时并不满足规范对电缆热稳定的要求。 1 电缆热稳定校验的重要性 根据GB 50054—2011《低压配电设计规范》第3．2．14条、第6．2．3条和GB 50217 2007《电力工程电缆设计规范》第3．7．7条的规定，电缆应能承受预期的故障电流或短路电流和短路保护的动作时间，对于非熔断器保护回路，应该校验电缆的相导体和保护导体的最小截面。 如果电缆不满足热稳定校验的要求．则在短路时电缆的绝缘层可能被破坏．同时可能影响到近旁的电缆和电气装置，甚至引发电气火灾。电缆的热稳定校验是设计过程中的重要环节。 2 变压器低压侧出线电缆的热稳定校验要求 根据GB 50054—2011第3．2．14条、第6．2．3条的规定，绝缘导体的热稳定，应按其截面积校验，且应符合下列规定： 当短路持续时间小于等于5 S(但不小于0．1 S)时，绝缘导体的截面积应符合下式： ------------- 短路持续时间小于0．1 s时，校验绝缘导体截面积应计入短路电流非周期分量的影响；大于5 S时．校验绝缘导体截面积应计入散热的影响。由上式可得：----------- 3 民用建筑中典型案例校验 3．1 短路参数计算 假设变压器高压侧的短路容量为S=300 MVA，则l 000 kVA变压器的低压出 I=1处(U n =0．38 kV，u k ％=6)的短路电流计算如下： 取基准容量：S j =100 MVA，基准电压：U j = 1．05 U n =0．4 kV，基准电流： ----------- 电力系统的阻抗： ------ 变压器的阻抗： -------- 变压器低压出口处的短路阻抗： --------- 变压器低压出口处的短路电流： -------- 假设这个短路点远离发电厂，短路电路的总电阻较小，总电抗较大(R Σ≤XΣ／3)时，t一0．05 s。取短路电流峰值系数K P =1．8，矩路全电流最大有效值， I P =1．51 I K =1．51×22．8=34．4 kA 。 3.2 保护电器自动切断电流的动作时间 a．低压出线开关的主保护分闸时间(即低压馈线屏出线开关的脱扣时间) 可查样本获得。如出线开关的长延时整定电流值为40 A，由上面的数据可知，短路电流I K =22．8 kA，是长延时整定电流的570倍。一般带热磁脱扣器的断路器，
都是需要考虑的，特别是母桥距离比较长的时候。需要计算出现短路故障时的电动力，绝缘子类固定件的安装距离、绝缘子安装件的抗屈服力等。不很少有人会特别计算，我感觉是大家都自觉不自觉的把母线规格放大了，所以基本上不用计算。 4 母线的热效应和电动力效应 4.1母线的热效应 4.1.1母线的热效应是指母线在规定的条件下能够承载的因电流流过而产生的热效应。在开关设备和控制设备中指在规定的使用和性能条件下，在规定的时间内,母线承载的额定短时耐受电流（IK）。 4.1.2根据额定短时耐受电流来确定母线最小截面 根据GB3906-1991《3.6-40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》[附录F]中公式：S=（I/a）(t/△θ)1/2来确定母线的最小截面。 式中： S—母线最小截面,mm2； I--额定短时耐受电流，A； a—材质系数，铜为13，铝为8.5； t--额定短路持续时间，s； △θ—温升（K）,对于裸导体一般取180K，对于4s持续时间取215K。 如对于31.5kA/4S系统,选用铜母线最小截面积为： S=（31500/13）×（4/215）1/2=330 mm2 铝母线最小截面积与铜母线最小截面积关系为： SAl=1.62SCu 式中, SAl为铝母线的最小截面积；SCu为铜母线的最小截面积。 如对于31.5kA/4S系统,铝母线最小截面积为： SAl=1.62×330 =540 mm2 根据DL404-1997《户内交流高压开关柜订货技术条件》中7.4.3条规定，接地汇流排以及与之连接的导体截面，应能通过铭牌额定短路开断电流的87%，可以计算出各种系统短路容量下（短路时间按4S）的接地母线最小截面积。 如对于31.5kA/4S系统,接地铜母线最小截面积为： S=330×86.7% =287mm2 根据以上公式计算，对应各种额定短时耐受电流时，开关设备和控制设备中对应几种常用的额定短时耐受电流，母线最小截面及所用铜母线和铝母线的最小规格见表1： 表1 母线kA/4s 25 31.5 40 63 80 设备中铜母线规格50×6 60×6 80×6或60×8 80×10 100×10 接地铜母线规格50×5 50×6 50×8 80×8 80×10 设备中铝母线规格80×6或60×8 80×8 100×8或80×10 设备中铜母线 最小截面（mm2）260 330 420 660 840 设备中铝母线 最小截面（mm2）425 540 685 1075 1365 4.2 母线的电动力效应 母线是承载电流的导体，当有电流流过时势必在母线上产生作用力。母线受电流的作用力与
案例--变电所母线桥的动稳定校验 朱时光修改 下面以35kV/10kv某变电所#2主变增容为例来谈谈如何进行主变母线桥的动稳定校验和校验中应注意的问题。 1短路电流计算 图1为某变电所的系统主接线图。(略) 已知#1主变容量为10000kVA，短路电压为7.42%，#2主变容量原为1000为kVA 增容为12500kVA，短路电压为7.48%。 取系统基准容量为100MVA，则#1主变短路电压标么值 X1＝7.42/100×100×1000/10000＝0.742， #2主变短路电压标么值 X2＝7.48/100×100×1000/12500＝0.5984 假定某变电所最大运行方式系统到35kV母线上的电抗标么值为0.2778。 ∴#1主变与#2主变的并联电抗为： X12=X1×X2/(X1+X2)＝0.33125； 最大运行方式下系统到10kV母线上的组合电抗为： X＝0.2778+0.33125＝0.60875 ∴10kV母线上的三相短路电流为：Id=100000/0.60875*√3*10.5=9.04KA，冲击电流：I s h=2.55I d=23.05KA。 2动稳定校验
(1)10kV母线桥的动稳定校验： 进行母线桥动稳定校验应注意以下两点： ①电动力的计算，经过对外边相所受的力，中间相所受的力以及三相和二相电动力进行比较，三相短路时中间相所受的力最大，所以计算时必须以此为依据。 ②母线及其支架都具有弹性和质量，组成一弹性系统，所以应计算应力系数，计及共振的影响。 根据以上两点，校验过程如下： 已知母线桥为8×80mm2的铝排，相间中心线间距离A为210mm，先计算应力系数： 6Kg/Cm2， ∵频率系数N f＝3.56，弹性模量E＝0.71×10 -4kg.s2/cm2，绝缘子间跨距2m， 单位长度铝排质量M＝0.176X10 截面惯性矩J=bh3/12=34.13c m4或取惯性半径（查表）与母线截面的积， ∵三相铝排水平布置，∴截面系数W＝bh2/6＝8.55Cm3， 则一阶固有频率: f0=(3.56/L2)*√(EJ/M)=104(Hz) 查表可得动态应力系数β＝1.33。 ∴铝母排所受的最大机械应力为： σMAX＝1.7248×10-3I s h2（L2/Aw）×β＝270.35 kg/c m2<σ允许=500 根据铝排的最大应力可确定绝缘子间允许的最大跨距为：（简化公式可查表） L MAX=1838√a/ I s h=366(c m) ∵某变主变母线桥绝缘子间最大跨距为2m，小于绝缘子间的最大允许跨距。
电气设备选择的一般原则 按工作环境及正常工作条件选择电气设备； （1） 电气设备所处位置、使用环境、工作条件选择型号 （2） 按工作电压选择电气设备的额定电压 （3） 按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定 1) 短路热稳定校验 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zhishang1 式中： 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。 2) 短路动稳定校验 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zhishang2 式中： ish ， Ish —— 短路电流的冲击值和冲击有效值; imax ，Imax —— 设备允许的通过的极限电流峰值和有效值。 3）开关电器断流能力校验 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量，zhishang3 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。 .N W N U U ≥N c I I ≥
高压开关电器的选择 ? 高压断路器、高压熔断器、高压隔离开关和高压负荷开关 1）根据使用环境和安装条件选择设备型号； 2）正常工作条件下，选择设备额定电压和额定电流 3） 按最大可能的短路电流校验动稳定性和热稳定性zhishang4 4）开关电器断流能力校验 例5-1 ：试选择某35KV 户内型变电所主变压器二次侧高压开关柜的高压断路器，已知变压器35/10.5KV ，5000KV A ，三相最大短路电流3.35KA ，冲击短路电流8.54KA ，三相短路容量60.9MV A ，继电保护动作时间1.1S 。 解: 1）变压器工作环境选择类型：户内，故选择户内少油断路器 2）二次侧线路电压选择断路器额定电压，变压器二次侧的额定电流来选择断路器额定电流； 3）高压断路器动稳定和热稳定性校验 4）利用最大开断电流校验高压断路器断流能力 高压断路器选择校验表 jianbiao 高压隔离开关的选择 ? 只用于电气隔离而不能分断正常负荷电流和短路电流，不需校验其断流能力。 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tp=1S 。拟采用快速开断的高压断路器，其固有分闸的时间ttr=0.1S 。 断路器及隔离开关的选择结果 .N W N U U ≥ N c I I ≥(3)(3)max max ,sh sh I I i i ≥≥2(3)2t ima I t I t ∞≥.max (3) .max K oc K oc S S I I ≥≥或2275N I A ===275N I A ≥max 8.54i ≥223.35(1.10.1)t I t ≥?+3.35oc I ≥
井下高压电缆热稳定性校验 机电运输部 二○一二年七月
一、井下高压电缆明细： 水泵一回路 MYJV 428.7/10-3*150mm 2-520m(6KV) 水泵二回路 MYJV 428.7/10-3*95mm 2-520m(6KV) 井下一回路MYJV 428.7/10-3*150mm 2-520m(6KV) 井下二回路MYJV 428.7/10-3*95mm 2-520m(6KV) 12采区上部一回路MYJV 328.7/10-3*95mm 2-1300m(6KV) 12采区上部二回路MYJV 328.7/10-3*70mm 2-1300m(6KV) 12采区下部一回路MYJV 328.7/10-3*70mm 2-600m(6KV) 12采区下部二回路MYJV 328.7/10-3*70mm 2-600m(6KV) 14采区回路MYJV 328.7/10-3*70mm 2-1400m(6KV) 南翼配电点回路MYJV 328.7/10-3*70mm 2-495m(6KV) 二、校验计算 1、井下水泵一回路高压电缆热稳定性校验 已知条件：该条高压电缆型号为 MYJV 428.7/10-3*150mm 2（6KV ）， 电缆长度为520m 。 短路电流的周期分量稳定性为 X=0.08*0.52=0.0416Ω； R=0.295*0.52=0.1534 Ω ；Ω=+=+=158.01534.00416.02222 X R Z ，A Z I 23021158 .0363003v 3=?==∞ 用短路电流不衰减假想时间等于断路器的动作时间（0.25s ）故电缆最小热值稳定截面为 23mm 81.40141 25.023021tj min ===∞C I S ，Smin<150mm 2 故选用 MYJV 42 3*150 电缆完全符合要求。
江西省电力公司 2010年变电设备动热稳定校验总结 （2011年元月17日） 随着供电负荷的日益增长，江西电网系统规模不断扩大，电网逐步加强，同时也造成电力系统中短路电流水平逐年增大。为掌握电网中的电气设备是否满足由于高短路电流水平带来的更严格的要求，省公司在2010年12月组织对公司所辖变电设备开展了动热稳定校验工作。 一、校验目的 此次开展的设备动热稳定性能校验主要是为了检验电力系统发生短路故障时，冲击短路电流产生的电动力是否超出设备的承受能力，导致设备的型式结构遭到破坏；以及在短路电流的作用下，设备的大幅度温升是否超过该设备所能允许的最高温度，使设备烧毁。 二、校验内容 此次校验的设备包括省公司所辖的13座500kV变电站、86座220kV变电站、271座110kV变电站、4座35kV变电站的6-500kV变压器、母线、电流互感器、断路器、隔离开关、设备接地引下线、接地网等。 其中，对刚性安装的电力设备如断路器、隔离开关、电流互感器，母排等进行了动稳定性校验，对于接地引下线、
接地网、断路器、隔离开关、电流互感器、变压器等进行了热稳定性校验。 三、校验设备数量 （一）动稳定性校验 共校验断路器7603台，其中500kV断路器129台、220kV 断路器700台、110kV断路器1830台、35kV断路器762台、10kV断路器4015台、6kV断路器167台； 共校验隔离开关14450组，其中500kV隔离开关267组、220kV隔离开关2093组、110kV隔离开关4729组、35kV隔离开关1513组、10kV隔离开关5544组、6kV隔离开关304组； 共校验电流互感器7383组，其中500kV电流互感器128组、220kV电流互感器699组、110kV电流互感器1815组、35kV电流互感器669组、10kV电流互感器3875组、6kV电流互感器176组； 共校验母排404段，其中35kV母排6段、10kV母排385段、6kV母排13段。 （二）热稳定性校验 共校验主变510台，其中500kV变压器19台、220kV变压器114台、110kV变压器376台，35kV变压器1台； 共校验断路器7603台，其中500kV断路器129台、220kV 断路器700台、110kV断路器1830台、35kV断路器762台、
热稳定和动稳定校验各自用的是什么电流？ 答：热稳定校验：在规定的短时间内，开关设备和控制设备在合闸位能够承载的电流的有效值。动稳定校验：开关设备和控制设备在合闸位能够承载的额定短时耐受电流的第一个大半波的电流峰值。 主接线形式是怎样的？特点是什么？ 答：单母线优点：简单、设备少、操作方便、便于扩建。缺点：不够灵活、可靠性低、出现故障时，易影响用户用电。双母线优点：供电可靠调度灵敏、扩建灵活、便于维修校验。缺点：繁琐、易出现操作失误。 无功补偿后变压器的容量如何变化？ 答：容量会增大。 变压器的选择原则是什么？如何选择断路器？ 动稳定和热稳定校验各自用的是什么电流？ 答：变压器选择的原则是：按负荷计算确定变压器的容量、台数、无功功率的补偿，负荷计算以需要系数法为主。高压侧的负荷应计及变压器在计算负荷时的有功及无功损耗。 1、首先根据额定电压选，额定电压要一致。 2、断路器的额定电流要大于等于所用电路的额定电流。 3、断路器的额定开断电流要大于等于所用电路的短路电流。 4、根据环境条件选，如海拔、温度、湿度，选择符合要求的断路器。 5、根据品牌选质量、性价比较高的断路器。 动稳定用的短路冲击电流，热稳定用的短路有效值。 电流互感器是如何选择的？ 变电所的防雷保护有哪些形式？负荷计算的目的？ 答：1.根据电流选用互感器； 连接:将电流互感器与其它仪器串联（例如电流表） 选用：选择变比。例如被测额定电流是60A，若选用100/5变比的，则电流互感器的输出电流是3A。如果启动电流冲击大，还需要选择带防冲击电流的例如500A。 2.安装避雷器。 3.是选择确定建筑物报装容量、变压器容量的依据。学则缆线、开关的依据。静电电容容量的依据。
一、电气设备选择的基本原则 1、按正常工作条件选择电气设备 1、电气设备型式的选择 选用电气设备必须考虑设备的装置地点和工作环境。另外，根据施工安装的要求，或运行操作的要求，或维护检修的要求，电气设备又有各种不同的型式可供选择。 2、电气设备电压的选择 选择电气设备时，应使所选择的电气设备的额定电压大于或等于正常时可能出现的最大的工作电压，即： UN ≥Uet 3、电气设备额定电流的选择 电气设备的额定电流应大于或等于正常工作时最大负荷电流，即 IN ≥Iet 我国目前所生产的电气设备，设计师取周围空气温度为40℃作为计 算值，如装置地点周围空气温度低于40℃时，每低1℃，则电气设备（如断路器、负荷开关、隔离开关、电流互感器、及套管绝缘子等）的允许工作电流可以比额定值增大0.5%，但总共增大的值不能超过 20%。 2、按短路条件校验电气设备 1、电气设备的热稳定性校验 电气设备热稳定性校验是以电气设备的短路电流的数值作为依据的，在工
程上常采用下式来做热稳定性校验，即
I2t t ≥I2∞t j 或I∞≤I t√t/t j 式中I t ——制造成规定的在t秒内电气设备的热稳定电流，这个电流是 在指定时间内不使电器各部分加热到超过所规定的最高允 许温度的电流（kA）； t ――与I t相对应的时间，通常规定为1s、4s、5s或10s ； I∞――电路中短路电流周期分量的稳态值（kA）； t j ――家乡时间（s），参见第四章第六节。 2. 动稳定校验 断路器、负荷开关、隔离开关及电抗器的动稳定应满足下式的要求 I max ≥I sh i max ≥i sh 式中I max、i max ――制造厂规定的电器允许通过的最大电流的有效值和幅 值（kA）； I sh、i sh ――按三项短路电流计算所得的短路全电流的有效值和冲 击电流值（kA）。 3. 开关电器的断流能力的检验 高压断路器、低压断路器和熔断器等设备，应当具备在最严重的短路状态下切断 故障电流的能力。制造厂一般在产品目录中提供其在 额定电压下允许切断的短路电流I zk和允许切断的短路 容量S