附件3： 电流互感器的核算方法参数选择计算 本文所列计算方法为典型方法，为方便表述，本文数据均按下表所列参数为例进行计算。项目名称 代号 参数 备注 额定电流比 Kn 600/5 额定二次电流 Isn 5A 额定二次负载视在功率 Sbn 30VA(变比：600/5) 50VA（变比：1200/5） 不同二次绕组抽头对应的视在功率不同。 额定二次负载电阻 Rbn
1.2Ω 二次负载电阻 Rb 0.38Ω 二次绕组电阻 Rct 0.45Ω 准确级 10 准确限值系数 Kalf 15 实测拐点电动势 Ek 130V(变比：600/5) 260V(变比：1200/5) 不同二次绕组抽头对应的拐点电动势不同。
最大短路电流 Iscmax 10000A 一、电流互感器（以下简称CT）额定二次极限电动势校核（用于核算CT是否满足铭牌保证值） 1、计算二次极限电动势： Es1=KalfIsn（Rct+Rbn）=15×5×（0.45+1.2）=123.75V 参数说明： （1）Es1：CT额定二次极限电动势（稳态）； （2）Kalf：准确限制值系数； （3）Isn：额定二次电流； （4）Rct：二次绕组电阻，当有实测值时取实测值，无实测值时按下述方法取典型内阻值：5A产品：1～1500A/5 A产品0.5Ω 1500～4000A/5 A产品 1.0Ω 1A产品：1～1500A/1A产品6Ω 1500～4000A/1 A产品15Ω 当通过改变CT二次绕组接线方式调大CT变比时，需要重新测量CT额定二次绕组电阻。（5）Rbn ：CT额定二次负载，计算公式如下： Rbn=Sbn/ Isn 2=30/25=1.2Ω； ——Rbn ：CT额定二次负载； ——Sbn ：额定二次负荷视在功率； ——Isn ：额定二次电流。 当通过改变CT二次绕组接线方式调大CT变比时，需要按新的二次绕组参数，重新计算CT 额定二次负载 2、校核额定二次极限电动势 有实测拐点电动势时，要求额定二次极限电动势应小于实测拐点电动势。 Es1=127.5V 低压配电系统中常用的型式有：IT系统、TT 系统、TN系统，下面我们做分别介绍。 一、IT型 必须说明：（略） 二、TT型 必须说明： 《农村低压电力技术规程》DL/T499-2001中规范： 3.4.5 采用TT系统时应满足的要求： 1、采用TT系统，除变压器低压侧中性点直接接地外，中性线不得再行接地，且应保持与相线（火线）同等的绝缘水平。 2、为了防止中性线的机械断线，其截面积应满足以下要求： 相线的截面积S：S≤16平方毫米中性线截面积S0：S0=S（与相线一样） 相线的截面积S：16＜S≤35平方毫米中性线截面积S0：S0=16 相线的截面积S：S＞35平方毫米中性线截面积S0：S0=S/2（相线的一半） 3、电源进线开关应隔离（能断开）中性线，漏电保护器必须隔离（能断开）中性线。 4、必须实施剩余电流保护（即必须安装漏电保护开关），包括： （1）剩余电流总保护、剩余电流中级保护（必要时），其动作电流应满足： 剩余电流总保护和是及时切除低压电网主干线和分支线路上断线接地等产生较大剩余电流的故障。 剩余电流总保护器的动作电流整定： 总保护整定 剩余电流较小的电网非阴雨季节为50mA 阴雨季节为200mA 剩余电流较大的电网非阴雨季节为100mA 阴雨季节为300mA （2）剩余电流末级保护 剩余电流中末级保护装于用户受电端（即终端用户，例如家庭用电，或某台用电设备），其保护范围是防止用户内部绝缘破坏，发生人身间接接触触电等而产生的剩余电流所造成的事 故。对直接接触触电，仅作为基本保护措施的附加保护。 剩余电流中末级保护应满足以下条件： Re×Iop≤Ulim 式中： Re—受电设备外露可导电部分的接地电阻（Ω） Ulim—安全电压极限（正常情况下可按50V交流有效值考虑） Iop—剩余电流保护器的动作电流（A） Iop整定值：≤30mA 5、配电变压器低压侧及出线回路，均应装设过电流保护，包括：短路保护和过负荷保护。 6、PEE线的作用：当设备发生漏电时，漏电电流可以通过大地回流到变压器的中性点，可以降低带点的设备外壳电压，降低人触及设备外壳被电击的危险程度。 7、当发生单相接地故障时，接地电流通过大地流回变压器中性点，使得接地电流很大，促使线路保护器可靠动作（特别是整定值符合规范的漏电保护器）可靠动作，切断电源。 三、TN型 TN系统：包括TN—C、TN—C—S、TN—S三种系统 1、TN—C系统 必须说明： 《供配电系统设计规范》GB50052-2009对低压配电系的统规范：为了保护民用建筑的用电 如何计算电流互感器的饱和点 点击次数：380 发布时间：2010-3-14 10:22:10 1前言 保护用电流互感器要求在规定的一次电流范围内，二次电流的综合误差不超出规定值。对于有铁心的电流互感器，形成误差的最主要因素是铁心的非线性励磁特性及饱和。电流互感器的饱和可分为两类：一类是大容量短路稳态对称电流引起的饱和(以下称为稳态饱和)；另一类是短路电流中含有非周期分量和铁心存在剩磁而引起的暂态饱和(以下称为暂态饱和)。这两类饱和的特性有很大不同，引起的误差也差别很大。在同样的允许误差条件下，考虑暂态饱和要求的互感器铁心截面可能是仅考虑稳态饱和的数倍至数十倍。因而对互感器造价及安装条件提出了严峻的要求。以往在中低压系统和发电机容量较小的情况下，互感器暂态饱和的影响较轻，一般未采取专门对策。而对当前的超高压系统和大容量机组，为保证继电保护的正确动作，暂态饱和已成为必须考虑的因素。由于互感器暂态饱和的机理和计算较复杂，要求互感器暂态不饱和所需代价很高，因而在实际工程中应用情况较混乱。本文根据国内外的标准和应用经验，提出较规范的考虑暂态饱和的互感器选择和计算方法，供工程应用参考。作为示例，本文给出大型发电机变压器组差动保护用电流互感器的选择计算及 参数选择的建议。 2电流互感器的稳态饱和特性及对策 当电流互感器通过的稳态对称短路电流产生的二次电动势超过一定值时，互感器铁心将开始出现饱和。这种饱和情况下的二次电流如图1所示，其特点是：畸变的二次电流呈脉冲形，正负半波大体对称，畸变开始时间小于5ms(1/4周波)，二次电流有效值将低于未饱和情况。对于反应电流值的保护，如过电流保护和阻抗保护等，饱和将使保护灵敏度降低。对于差动保护，差电流取决于两侧互感器饱和特性的差异。 例如某一1200/5的电流互感器，制造部门提供的规范为［1］：5P20，30VA。其中5P为准确等级，30VA为二次负荷额定值，20为准确限值系数(ALF)。电流互感器在额定负荷下的二次极限电动势E s＝(ALF)· I sn·(R ct＋R bn)，此时综合误差应不超过5%。综合误差也可选用10%。选择保护用电流互感器时，一般要求ALF与额定一次电流乘积大于保护校验用短路电流，二次负荷小于互感器额定负荷，实际二次电动势不超过极限二次电动势。当前工程中经常遇到的问题是短路电流过大，ALF不满足要求，但实际负荷比额定负荷小得多。对于低漏磁电流互感器［2］，可以在实际负荷下的二次电动势不超过极限 电流互感器的容量，主要是根据电流互感器使用的二次负载大小来定，电流互感器的二次负载主要和其二次接线的长度和负载有关。 一般来说二次线路长的，要求的容量要大一些；二次线路短的，容量可选的小一点。 电流互感器的容量一般有5VA-50VA，对于短线路可选5VA，一般稍长的选20VA 或30VA，特殊情况可选的更大一些。 电流互感器容量的选择要复合实际的要求，不是越大越好，只有选择的二次容量大小接近实际的二次负荷时，电流互感器的精度才较高，容量偏大或偏小都会影响测量精度。 考虑是安装在配电柜上，就要看测量单元（电度表或综合保护装置）和互感器的距离了，如果测量单元是在距离较远的综控室，则一般选择20VA或30VA，如果测量装置也是装在配电柜上的，则选5VA或10VA就可以满足要求。 建议按三个方面综合考虑： 1、根据负荷电流的大小选择变比，一般按照60-80的%额定电流选择比较理想； 2、计量用的互感器就选精确度高点（0.5级足矣），测量用的可以更低点； 3、根据配电柜的布局选择穿心式或普通式互感器，强烈建议使用普通式，穿心式的固定支撑问题一直做的不太可靠，如果布局实在狭小也只好用穿心式了；另外提醒注意以下几点： 1、有多个二次绕组的电流互感器一定要把闲置的二次接线端用铜芯线牢固的短接起来； 2、切记严禁在电流互感器二次侧安装保险、空气开关之类的保护元件； 3、必须在停电后才能在电流互感器上作业，千万不要带电拆、装电流互感器； 4、第一次带电时最好不要带负荷，即使接错线了造成的危害会小很多； 5、电流互感器出现开裂、变色、变形、发热等现象时立即切断电源，不要扛。电流互感器二次容量的计算及选择 1 引言 电流互感器在电力系统中起着重要的作用，电流互感器的工作原理类似于变压器，它将大电流按一定比例变为小电流，提供各种仪表使用和继电保护用的电流，并将二次系统与高电压隔离。它不仅保证了人身和设备的安全，也使仪表和继电器的制造简单化、标准化，提高了经济效益。 电流互感器的额定一次电流根据不同回路的正常电流会有不同，但电流互感器额定二次电流却是标准化的，只有1A及5A两种，本文就这两种电流分别计算测量及保持用电流互感器在不同的传输距离下所需的二次容量。 2 电流互感器二次负荷的计算 电流互感器的负荷通常有两部分组成：一部分是所连接的测量仪表或保护装置；另一部分是连接导线。计算电流互感器的负荷时应注意不同接线方式下和故障状态下的阻抗换算系数。 电流互感器的二次负荷可以用阻抗Z2(Ω)或容量S(VA)表示。二者之间的关系为 S=I2*I2*Z2 当电流互感器二次电流为5A时，S=25 Z2 当电流互感器二次电流为1A时，S=Z2 电流互感器的二次负荷额定值（S）可根据需要选用5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA。 电流互感器饱和计算： 估算，当一次侧电流达到电流互感器额定电流的10倍时，保护用电流互感器就认为饱和了。 电流互感器的暂态饱和及应用计算 1前言 保护用电流互感器要求在规定的一次电流范围内，二次电流的综合误差不超出规定值。对于有铁心的电流互感器，形成误差的最主要因素是铁心的非线性励磁特性及饱和。电流互感器的饱和可分为两类：一类是大容量短路稳态对称电流引起的饱和(以下称为稳态饱和)；另一类是短路电流中含有非周期分量和铁心存在剩磁而引起的暂态饱和(以下称为暂态饱和)。这两类饱和的特性有很大不同，引起的误差也差别很大。在同样的允许误差条件下，考虑暂态饱和要求的互感器铁心截面可能是仅考虑稳态饱和的数倍至数十倍。因而对互感器造价及安装条件提出了严峻的要求。以往在中低压系统和发电机容量较小的情况下，互感器暂态饱和的影响较轻，一般未采取专门对策。而对当前的超高压系统和大容量机组，为保证继电保护的正确动作，暂态饱和已成为必须考虑的因素。由于互感器暂态饱和的机理和计算较复杂，要求互感器暂态不饱和所需代价很高，因而在实际工程中应用情况较混乱。本文根据国内外的标准和应用经验，提出较规范的考虑暂态饱和的互感器选择和计算方法，供工程应用参考。作为示例，本文给出大型发电机变压器组差动保护用电流互感器的选择计算及参数选择的建议。 2电流互感器的稳态饱和特性及对策 当电流互感器通过的稳态对称短路电流产生的二次电动势超过一定值时，互感器铁心将开始出现饱和。这种饱和情况下的二次电流如图1所示，其特点是：畸变的二次电流呈脉冲形，正负半波大体对称，畸变开始时间小于5ms(1/4周波)，二次电流有效值将低于未饱和情况。对于反应电流值的保护，如过电流保护和阻抗保护等，饱和将使保护灵敏度降低。对于差动保护，差电流取决于两侧互感器饱和特性的差异。 例如某一1200/5的电流互感器，制造部门提供的规范为［1］：5P20，30VA。其中5P为准确等级，30VA为二次负荷额定值，20为准确限值系数(ALF)。电流互 感器在额定负荷下的二次极限电动势E s ＝(ALF)· I sn ·(R ct ＋R bn )，此时综合误 差应不超过5%。综合误差也可选用10%。选择保护用电流互感器时，一般要求ALF 与额定一次电流乘积大于保护校验用短路电流，二次负荷小于互感器额定负荷，实际二次电动势不超过极限二次电动势。当前工程中经常遇到的问题是短路电流过大，ALF不满足要求，但实际负荷比额定负荷小得多。对于低漏磁电流互感器［2］，可以在实际负荷下的二次电动势不超过极限值的条件下，适当提高ALF的可用值。但应指出，对于某些不符合低漏磁要求的互感器，如U型电流互感器、一次多匝的互感器等，在一次短路电流倍数超过ALF时，由于铁心局部饱和可能引起二次极限电动势降低，不能在降低二次负荷时，按反比提高ALF。有些制造厂提供的 低压配电系统试题 (一填空题: 1.操作电器用于接通或断开回路,常用电器是、组合电器或自动空气断路器。 答案:交流接触器 2.电气设备一般采 用、、过电流继电器等作为短路保护措施。 答案:熔断器;自动空气断路器3.断路器既能切断负载电流,又可切断。 答案:短路电流 4.对于供电需求较大,且受高压供电线路容量或市电变电站容量的限制的通信局(站,如具有两路高压市电,一般采用的运行方式。 答案:分段供电 5.对于双向闸刀开关,其倒换前先负荷电流,才能进行倒换,因为闸刀开关通常不具有功能。 答案:切断;灭弧 6.隔离开关无特殊的装置,因此它的接通或切断不允许在有的情况下进行。 答案:灭弧、负荷电流 7.根据低压电器的组合原则,在供电回路中,应装有 和,对于装有交流接触器的回路还应有操作电器。 答案:隔离电器;保护电器 8.功率因数的定义为与的比值。答案:有功功率;视在功率 9.交流接触器的常闭触点是指。答案:不加电时触点闭合 10.熔断器的核心部分 是,它既是敏感元件又是元件。 答案:熔体、执行 11.熔断器是用来保护和的。答案:过载、短路 12.熔断器中的熔体是核心部 分,使用时把它在被保护 电路中,在发生过载或短路时, 电流过大,熔体受过热而熔化将 电路切断。 答案:串接 13.三相交流电A、B、C相分别 用、、 3 种颜色表示相序,中性线一般用 黑色做标记。答案:黄、绿、红 14.交流配电系统熔断器的温升 应低于。答案:80℃ 15.低压开关柜又叫低压配电 屏,是按一定的线路方案将有关低压设备组装在一起的成套配电装置,其结构形式主要 有、两大类。 答案:固定式、抽屉式 16.低压熔断器种类很多,按结构形式分有:系列封闭插 入式;系列有填料封闭螺 旋式;系列有填料管式。 答案:RC、RL、RT、 17.《全国供用电规则》规定: 无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率因数的基础上,设计和装置,并做到 随其负荷和电压变动时及时投入或切除。供电部门还要求通信企业的功率因数要达到 以上。答案:无功补偿设备;0.9 18.为了保证供配电系统一次设 低压配电系统的供电方式 低压配电系统按保护接地的形式不同可分为：IT系统、TT系统和TN系统。其中IT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地(过去称为保护接地)；TN系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接(过去称为接零保护)。 国际电工委员会(IEC)对系统接地的文字符号的意义规定如下： 第一个字母表示电力系统的对地关系： T--一点直接接地； I--所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。 第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系： T--外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关； N--外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接(在交流系统中，接地点通常就是中性点)。 后面还有字母时，这些字母表示中性线与保护线的组合： S--中性线和保护线是分开的； O--中性线和保护线是合一的。 1低压配电系统中的接地类型 (1)工作接地：为保证电力设备达到正常工作要求的接地，称为工作接地。中性点直接接地的电力系统中，变压器中性点接地，或发电机中性点接地。 (2)保护接地：为保障人身安全、防止间接触电，将设备的外露可导电部分进行接地，称为保护接地。保护接地的形式有两种：一种 是设备的外露可导电部分经各自的接地保护线分别直接接地；另一种是设备的外露可导电部分经公共的保护线接地。 (3)重复接地：在中性线直接接地系统中，为确保保护安全可靠，除在变压器或发电机中性点处进行工作接地外，还在保护线其他地方进行必要的接地，称为重复接地。 (4)保护接中性线：在380/220V低压系统中，由于中性点是直接接地的，通常又将电气设备的外壳与中性线相连，称为低压保护接中性线。TT系统在确保安全用电方面还存在有不足之处，主要表现在： ①当设备发生单相碰壳故障时，接地电流并不很大，往往不能使保护装置动作，这将导致线路长期带故障运行。 ②当TT系统中的用电设备只是由于绝缘不良引起漏电时，因漏电电流往往不大(仅为毫安级)，不可能使线路的保护装置动作，这也导致漏电设备的外壳长期带电，增加了人身触电的危险。 因此，TT系统必须加装剩余电流动作保护器，方能成为较完善的保护系统。目前，TT系统广泛应用于城镇、农村居民区、工业企业和由公用变压器供电的民用建筑中。 (3)TN系统： 在变压器或发电机中性点直接接地的380/220V三相四线低压电网中，将正常运行时不带电的用电设备的金属外壳经公共的保护线与电源的中性点直接电气连接。即：过去称三相四线制供电系统中的保护接零。 当电气设备发生单相碰壳时，故障电流经设备的金属外壳形成相线对保护线的单相短路。这将产生较大的短路电流，令线路上的保护装置立即动作，将故障部分迅速切除，从而保证人身安全和其他设备或线路的正常运行。 1)IT系统： 电流互感器容量选择 电流互感器の容量，主要是根据电流互感器使用の二次负载大小来定，电流互感器の二次负载主要和其二次接线の长度和负载有关。一般来说二次线路长の，要求の容量要大一些；二次线路短の，容量可选の小一点。 电流互感器の容量一般有5VA-50VA，对于短线路可选5VA，一般稍长の选20VA或30VA，特殊情况可选の更大一些。 电流互感器容量の选择要复合实际の要求，不是越大越好，只有选择の二次容量大小接近实际の二次负荷时，电流互感器の精度才较高，容量偏大或偏小都会影响测量精度。 考虑是安装在配电柜上，就要看测量单元（电度表或综合保护装置）和互感器の距离了，如果测量单元是在距离较远の综控室，则一般选择20VA或30VA，如果测量装置也是装在配电柜上の，则选5VA 或10VA就可以满足要求。 建议按三个方面综合考虑： 1、根据负荷电流の大小选择变比，一般按照60-80の%额定电流选择比较理想； 2、计量用の互感器就选精确度高点（0.5级足矣），测量用の可以更低点； 3、根据配电柜の布局选择穿心式或普通式互感器，强烈建议使用普通式，穿心式の固定支撑问题一直做の不太可靠，如果布局实在狭小也只好用穿心式了； 另外提醒注意以下几点： 1、有多个二次绕组の电流互感器一定要把闲置の二次接线端用铜芯线牢固の短接起来； 2、切记严禁在电流互感器二次侧安装保险、空气开关之类の保护元件； 3、必须在停电后才能在电流互感器上作业，千万不要带电拆、装电流互感器； 4、第一次带电时最好不要带负荷，即使接错线了造成の危害会小很多； 5、电流互感器出现开裂、变色、变形、发热等现象时立即切断电源，不要扛。 电流互感器二次容量の计算及选择 电流互感器的参数选择计算 本文所列计算方法为典型方法，为方便表述，本文数据均按下表所列参数为例进行计算。 一、电流互感器（以下简称CT）额定二次极限电动势校核（用于核算CT是否满足铭牌保证值） 1、计算二次极限电动势： E s1=K alf I sn（R ct+R bn）=15×5×（0.45+1.2）=123.75V 参数说明： （1）E s1：CT额定二次极限电动势（稳态）； （2）K alf：准确限制值系数； （3）I sn：额定二次电流； （4）R ct：二次绕组电阻，当有实测值时取实测值，无实测值时按下述方法取典型内阻值： 5A产品：1～1500A/5 A产品0.5Ω 1500～4000A/5 A产品 1.0Ω 1A产品：1～1500A/1A产品6Ω 1500～4000A/1 A产品15Ω 当通过改变CT二次绕组接线方式调大CT变比时，需要重新测量CT额定二次绕组电阻。 （5）R bn：CT额定二次负载，计算公式如下： R bn=S bn/ I sn 2=30/25=1.2Ω； ——R bn：CT额定二次负载； ——S bn：额定二次负荷视在功率； ——I sn：额定二次电流。 当通过改变CT二次绕组接线方式调大CT变比时，需要按新的二次绕组参数，重新计算CT额定二次负载 2、校核额定二次极限电动势 有实测拐点电动势时，要求额定二次极限电动势应小于实测拐点电动势。 E s1=127.5V 路电流下CT裕度是否满足要求） 1、计算最大短路电流时的二次感应电动势： E s=I scmax/K n（R ct+R b）=10000/600×5×（0.45+0.38）=69.16V 参数说明： （1）K n：采用的变流比，当进行变比调整后，需用新变比进行重新校核； （2）I scmax：最大短路电流； （3）R ct：二次绕组电阻；（同上） 当通过改变CT二次绕组接线方式调大CT变比时，应重新测量CT额定二次绕组电阻 （4）R b：CT实际二次负荷电阻（此处取实测值0.38Ω），当有实测值时取实测值，无实测值时可用估算值计算，估算值的计 算方法如下： 公式：R b = R dl+ R zz ——R dl：二次电缆阻抗； ——R zz：二次装置阻抗。 二次电缆算例： R dl=（ρl）/s =（1.75×10-8×200）/2.5×10-6 =1.4Ω ——ρ铜=1.75×10-8Ωm； ——l：电缆长度，以200m为例； ——s：电缆芯截面积，以2.5mm2为例； 二次装置算例： 解决方案编号：YTO-FS-PD839 低压配电智能化监控系统分析通用版 The Problems, Defects, Requirements, Etc. That Have Been Reflected Or Can Be Expected, And A Solution Proposed T o Solve The Overall Problem Can Ensure The Rapid And Effective Implementation. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards 低压配电智能化监控系统分析通用 版 使用提示：本解决方案文件可用于已经体现出的，或者可以预期的问题、不足、缺陷、需求等等，所提出的一个解决整体问题的方案（建议书、计划表），同时能够确保加以快速有效的执行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 低压配电是电网系统的组成部分，近几年，我国在低压配电的建设中，逐渐增加智能因素，提高低压配电运行效率。在配电结构中，引进监控系统，实现无人值守以及智能化配电。本文通过对低压配电的基本情况进行研究，分析监控系统的实际应用。 电能在社会发展中属于不可缺少的能源，我国在电能供应方面，明显体现供应量不足的缺陷，所以加强对配电的控制，尤其是在低压配电上，利用监控系统，监控低压配电的实际运行，促进电能的持续发展，更显尤为必要。 分析现有低压配电监控系统 因为低压配电系统本身的运行环境和特点，促使其在监控方面，呈现多样化的表现形式，所以对目前监控系统的运行进行实际分析，如下： 1.1 断路器的智能监控 借助断路器实现的智能监控，属于集成监控类型，可以大幅度提高监控周期，实现低压配电的科学保护。在断 【摘要】配电系统是否安全可靠、经济实用并便于管理，其配电级数的设计是至关重要的。相关规范规定，在低压配电设计中，从变压器低压侧用电设备的配电级数一般不超过三级，对于重要的负荷，上下级保护电器的动作应具有选择性。在实际工程的设计中，由于对配电级数的理解不到位，导致了配电系统经济技术上部合理的情况时有发生。本文首先区分了配电级数和保护级数的不同概念，对保护级之间选择性的问题做了理解，最后重点探讨了低压系统中各级配电保护的选择性配合。 【关键词】低压配电系统；配电级数；保护级数；断路器；故障线路 一、对配电级数和保护级数的理解 配电级数是一个供电回路经配电装置分配成几个供电回路过程的次数，通过几次分配就称作几级配电。对于一个配电装置而言，总进线开关与分支配出开关合起来算做一级配电，这与其总进线开关是否具有保护功能无关。 保护级数则是按保护开关的上下级个数来确定的，它既与配电级数有联系又不同于配电级数。同一电压等级的配电级数，高压不宜多于两级，低压不宜多于三级；而保护级数则可能达到四级甚至五级，一般情况下各级保护之间需要进行保护配合，即动作应具有选择性。 二、保护级之间选择性的问题 保护的选择性是指协调具有保护功能的电源，当系统任意点故障后可以被位于仅靠故障点的上一级保护电源消除，而且只能由其单独类消除，从而保证其他回路的工作连续性。选择性保护对于所有故障电源（即无论是过负荷、接地故障还是短路等任何一种故障）都能实现选择性保护时未完全选择性。当仅在一定故障电流范围内实现选择性保护时为部分选择性。对于重要负荷，其供电线路上、下级保护电气的选择性，可保证故障时不致越级切断线路而引起非故障线路的设备终端供电，这对设备的供电可靠性是很重要的。 如果当过载或短路故障发生时，d1和d2断路器均跳闸，那么此保护就无选择性，如图1所示。 对保护分级有充分的理解，有助于合理设置上下级保护电气的选择性。规范只规定了对于重要负荷需要有选择性，但对重要负荷没有说明和列举，对于是完全选择还是部分选择也无具体要求。根据笔者对相关规范的理解，重要负荷为一级负荷、二级负荷及消防负荷；对于一级负荷及消防负荷，须做到完全选择，对于二级负荷，部分选择即可。 三、低压系统中各级配电保护的选择性配合 低压配电系统一般分二到三级，不宜超过三级。第一级为变电所低压柜，第二级为中间（楼层）配电箱，第三级为终端配电箱。应尽量减少配电级数，级数少有利于保护的选择性配合。对于各级配电保护的选择性配合探讨如下： （一）变电所低压柜 1、断路器的形式 一般总开关及联络开关采用框架断路器，出线开关采用塑壳断路器。 2、总开关与联络开关的选择方法 总开关与联络开关应有选择性，方法一是按选择性表格选型，框架电流一般相差二级时可以保证选择性要求；方法二是联络开关取消瞬时保护，总开关于分开关的长延时保护整定值的比值不小于1：6，方法三是联络开关改为框架式负荷开关。 3、总开关与分开关的选择方法 总开关与分开关应有选择性，以施耐德mt型框架开关与nsx型塑壳开关为例，经查表比对，基本上实现了全系列的全选择性保护。《工业于民用配电设计手册》建议为保证选择性低压总开关取消瞬时保护，仅设短延时保护，这是没有必要的。变压器低压出线总开关不宜取消瞬时保护，一方面难以复核系统设备及排线的动热稳定性，大短路电流时应该采用能量保 1.1 低压配电系统简介 本章所描述的低压配电系统是根据国际电工委员会标准IEC 664-1的要求来定义的，适用于海拔至2000m，额定交流电压至1000V，额定频率至30kHz或直流至1500V的系统中。另外，在通信设备中所说的交流配电，一般是指220/ 380V 的供电系统。 IEC 364-3标准中，按照载流导体的配置和接地的方法划分成TN、TT和IT交流配电系统，在下面的图示中给出了配电系统的一些实例。 图中： ---在大多数情况下，配电系统适用于单相和三相设备，但为了简化起见，图中仅划出了单相设备； ---供电电源可以是变压器的次级绕组，电动机驱动的发电机或不间断电源系统；字母代号的含义： 第一个字母T或I表示电源对地的关系，第二个字母N或T表示装置的外露导电部分对地关系，横线后字母S、C或C-S表示保护线与中性线的组合情况。1.1.1 TN配电系统 TN配电系统中，电源有一点（通常是中性点）直接接地，设备端的外露导电部分通过保护线（即PE线包括PEN线）与该接地点连接的系统。按照中性线（N）与保护线的组合情况，TN系统又分为以下三种型式： ---TN-S系统：整个系统中保护线PE与中性线N是分开的，见图5-2； ---TN-C-S系统：系统中有一部分保护线PE与中性线N是分开的，见图5-3；---TN-C系统：整个系统中保护线PE与中性线N是合一的，见图5-4。 图1-1TN-S配电系统实例 图1-2TN-C-S配电系统实例 如图5-4在系统的某一部分中，中线和保护接地功能合并在一根单独的导线上（PEN） 注：将PEN导线分解成保护接地线和中线的点可在建筑物入口处或建筑物的配电板上。 文件编号：TP-AR-L8555 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 施工现场低压配电系统的应用(正式版) 施工现场低压配电系统的应用(正式 版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 根据现行的国家标准《低压配电设计规范》 （GB50054）的定义，将低压配电系统分为三种，即 ＴＮ、ＴＴ、ＩＴ三种形式。其中，第一个大写字母 Ｔ表示电源变压器中性点直接接地；Ｉ则表示电源变 压器中性点不接地（或通过高阻抗接地）。第二个大 写字母Ｔ表示电气设备的外壳直接接地，但和电网的 接地系统没有联系；Ｎ表示电气设备的外壳与系统的 接地中性线相连。 ＴＮ系统：电源变压器中性点接地，设备外露部 分与中性线相连。 ＴＴ系统：电源变压器中性点接地，电气设备外壳采用保护接地。 ＩＴ系统：电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地），而电气设备外壳电气设备外壳采用保护接地。 1、ＴＮ系统 电力系统的电源变压器的中性点接地，根据电气设备外露导电部分与系统连接的不同方式又可分三类：即ＴＮ—Ｃ系统、ＴＮ—Ｓ系统、ＴＮ—Ｃ—Ｓ系统。下面分别进行介绍。 1.1、TN—C系统 其特点是：电源变压器中性点接地，保护零线（ＰＥ）与工作零线（Ｎ）共用。 （１）它是利用中性点接地系统的中性线（零线）作为故障电流的回流导线，当电气设备相线碰 第四章低压配电系统设计 低压配电系统概述 配电系统设计的一般规定供配电系统设计应根据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，以近期为主。供配电系统设计应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。供配电系统设计应根据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，以近期为主。供配电系统设计应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品. 设计原则 (1)配电系统应做到供电可靠，电能质量好，满足生产要求。对一级负荷应由两个独立电源；对二级负荷一般要有两个电源，可以手动切换，在条件很困难的情况下，允许只有一个电源。 (2)配电系统的接线力求简单灵活，便于操作维护，并能适应负荷的变化和系统的发展。同一电压的配电级数不宜多于两级。 (3)制定配电系统方案时，一般不考虑当一电源系统发生故障或检修停电时，另一电源进线也同时发生故障。 (4)制定配电系统方案时要充分考虑节约基建投资，降低运行费用，减少有色金属的消耗量。 (5)配电系统应考虑负荷的增长，预留必要的发展余地作出分期建设的规划。配、变电所的电源进线要有适当的富裕的供电能力。 设计的一般规定和要求 负荷分级 按对供电可靠性要求的负荷分类 我国将电力负荷按其对供电可靠性的要求及中断供电在政治上、经济上造成的损失或影响的程度划分为三级，分别为一级、二级、三级负荷。 ⑴符合下列情况之一时，应为一级负荷 ①中断供电将造成人身伤亡时。 ②中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。 ③中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。 在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。 ⑵符合下列情况之一时，应为二级负荷 ①中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。 电流互感器的型号由字母符号及数字组成，通常表示电流互感器绕组类型、绝缘种类、使用场所及电压等级等。字母符号含义如下：第一位字母：L——电流互感器。 第二位字母：M——母线式(穿心式)；Q——线圈式；Y——低压式；D——单匝式；F——多匝式；A——穿墙式；R——装入式；C——瓷箱式。 第三位字母：K——塑料外壳式；Z——浇注式；W——户外式；G——改进型；C——瓷绝缘；P——中频。 第四位字母：B——过流保护；D——差动保护；J——接地保护或加大容量；S——速饱和；Q——加强型。 字母后面的数字一般表示使用电压等级。例如：LMK－型，表示使用于额定电压500V及以下电路，塑料外壳的穿心式S级电流互感器。LA－10型，表示使用于额定电压10k V电路的穿墙式电流互感器。 电流互感器型号及主要参数 一、电流互感器型号： 第一字母：L—电流互感器 第二字母：A—穿墙式；Z—支柱式；M—母线式；D—单匝贯穿式；V—结构倒置式；J—零序 接地检测用；W—抗污秽；R—绕组裸露式 第三字母：Z—环氧树脂浇注式；C—瓷绝缘；Q—气体绝缘介质；W—与微机保护专用 第四数字：B—带保护级；C—差动保护；D—D级；Q—加强型；J—加强型ZG 第五数字：电压等级产品序号 二、主要技术术要求 额定容量：额定二次电流通过二次额定负荷时所消耗的视在功率。额定容量可以用视在功率表示，也可以用二次额定负荷阻抗Ω表示。 一次额定电流：允许通过电流互感器一次绕组的用电负荷电流。用于电力系统的电流互感器一次额定电流为5～25000A，用于试验设备的精密电流互感器为～50 000A。电流互感器可在一次额定电流下长期运行，负荷电流超过额定电流值时叫做过负荷，电流互感器长期过负荷运行，会烧坏绕组或减少使用寿命。 二次额定电流：允许通过电流互感器二次绕组的一次感应电流。 额定电流比(变比)：一次额定电流与二次额定电流之比。 额定电压：一次绕组长期对地能够承受的最大电压(有效值以kV为单位)，应不低于所接线路的额定相电压。电流互感器的额定电压分为，3，6，10，35，110，220，330，500kV等几种电压等级。 10％倍数：在指定的二次负荷和任意功率因数下，电流互感器的电流误差为－1 0％时，一次电流对其额定值的倍数。10％倍数是与继电保护有关的技术指标。 准确度等级：表示互感器本身误差(比差和角差)的等级。目前电流互感器的准确度等级分为～1多种级别，与原来相比准确度提高很大。用于发电厂、变电站、用电单位配电控制盘上的电气仪表一般采用级或级；用于设备、线路的继电保护一 如何进行电流互感器计算 我们将设计一个电流互感器。使用电流互感器可以减小测量变换器原边电流时的损耗，比如大功率开关电源，由于电流过大所以需要使用电流互感线圈来监测电流以减少损耗。 电流互感器与一般的电压变压器的区别在什么地方呢?这个问题即使是资深的磁 性元件设计人员也很难回答。基本的区别在于：变压器试图把电压从原边变换到副边，而电流互感器试图把电流从原边变换到副边。电流互感器的电压大小由负载决定。我们通过一个实际的设计例子，可以更好地理解电流互感器的工作原理。 假设用电流互感器测量变换器的原边电流，原边10A电流对应1V电压。当然，我们可以用一个1V/10A=100mΩ的电阻来测量，但是电阻将造成的损耗为1V×10A=10W，这么大的损耗对几乎所有的设计来说都是不能接受的。所以，要选用电流互感器，为了减少绕组电阻，我们把原边的匝数取为1匝，同时为了使电流降到一个比较低的水平，副边匝数应该比较多。如果副边匝数为N，由欧姆定律可得(10/N)R=1V，在电阻中消耗的功率为P=(1V)^2/R。我们假设消耗的功率为50mW(也就是说，我们可以使用100mW规格的电阻)，这就要求R 不得小于20Ω，如果采用20Ω的电阻，由欧姆定律可得副边匝数N=200。现在我们来看磁芯，假设二极管是普通的一般的二极管，通态电压大约为1V，电流为10A/200=50mA。互感器输出电压为1V，加上二极管的通态电压1V，总 电压大约2V。250kHz频率工作时，磁芯上的磁感应强度不会超过其中4us 为一个周期的时间，实际肯定是不到一个周期的。 由于原边流过电流的时间不可能超过开关周期(否则，磁芯无法复位)。因此Ae 可以很小，而B也不会很大。这个例子里磁芯的尺寸不能通过损耗要求或磁通饱和要求来确定，更大的可能是由原副边之间的隔离电压来确定。如果隔离电压没有要求，磁芯的大小一般由200匝的绕组所占体积来确定。你可以用40号的导线流过500mA的峰值电流，但是这种导线实在太细，一般的变压器厂家不会 一文看懂电流互感器选型原则和方法及使用方法 电流互感器的选用原则及方法1、额定电压电流互感器额定电压应大于装设点线路额定电压。 2、变比应根据一次负荷计算电流IC选择电流互感器变比。电流互感器一次侧额定电流标准比（如20、30、40、50、75、100、150、2×a/C）等多种规格，二次侧额定电流通常为1A或5A。其中2×a/C表示同一台产品有两种电流比，通过改变产品的连接片接线方式实现，当串联时，电流比为a/c，并联时电流比为2×a/C。一般情况下，计量用电流互感器变流比的选择应使其一次额定电流I1n不小于线路中的负荷电流（即计算IC）。如线路中负荷计算电流为350A，则电流互感器的变流比应选择400/5。保护用的电流互感器为保证其准确度要求，可以将变比选得大一些。 3、准确级应根据测量准确度要求选择电流互感器的准确级并进行校验。下表为不同准确级电流互感器的误差限值： 准确级选择的原则：计费计量用的电流互感器其准确级不低于0．5级；用于监视各进出线回路中负荷电流大小的电流表应选用1．0—3．0级电流互感器。为了保证准确度误差不超过规定值，一般还校验电流互感器二次负荷（伏安），互感器二次负荷S2不大于额定负荷S2n，所选准确度才能得到保证。准确度校验公式：S2≤S2n。 二次回路的负荷l：取决于二次回路的阻抗Z2的值，则： S2=I2n2︱Z2︱≈I2n2（∑︱Zi︱+RWl+RXC） 或S2V1≈∑Si+I2n2（RWl+RXC） 式中，Si、Zi为二次回路中的仪表、继电器线圈的额定负荷和阻抗，RXC为二次回路中所有接头、触点的接触电阻，一般取0．1Ω，RWL为二次回路导线电阻， 计算公式化为：RWL=LC/（r×S）。 式中，r为导线的导电率，铜线r=53m/（Ωmm2），铝线r=32m（Ωmm2），S为导线截面积（mm2），LC为导线的计算长度（m）。设互感器到仪表单向长度为L1， 电流互感器的计算公式 我们将设计一个电流互感器。使用电流互感器可以减小测量变换器原边电流时的损耗,比如大功率开关电源，由于电流过大所以需要使用电流互感线圈来监测电流以减少损耗。 电流互感器与一般的电压变压器的区别在什么地方呢?这个问题即使是资深的磁性元件设计人员也很难 基本的区别在于：变压器试图把电压从原边变换到副边，而电流互感器试图把电流从原边变换到副边。电流互感器的电压大小由负载决定。 我们通过一个实际的设计例子，可以更好地理解电流互感器的工作原理。假设用电流互感器测量变换器的原边电流，原边10A电流对应1V电压。 当然，我们可以用一个1V/10A=100mΩ的电阻来测量，但是电阻将造成的损耗为1V×10A=10W，这么大的损耗对几乎所有的设计来说都是不能接受的。所以，要选用电流互感器，如图1所示。 图1 用电流检测互感器减小损耗当然，为了减少绕组电阻，我们把原边的匝数取为1匝，同时为了使电流降到一个比较低的水平，副边匝数应该比较多。 如果副边匝数为N，由欧姆定律可得 (10/N)R=1V，在电阻中消耗的功率为 P=(1V)^2/R。 我们假设消耗的功率是50MW（也就是说，我们可以使用100MW电阻），这就要求R不应小于20Ω。如果使用20Ω的电阻，二次侧匝数可根据欧姆定律得出，n=200。 现在我们来看看磁芯。假设二极管是一个普通二极管，通态电压约为1V，电流为 10A/200=50mA。变压器输出电压为1V，二极管导通状态电压为1V，总电压约为2V，频率为250kHz时，磁芯上的磁感应强度不超过 其中4us为一个周期的时间，实际肯定是不到一个周期的。由于原边流过电流的时间不可能超过开关周期(否则，磁芯无法复位)。 低压配电系统中配电级数的选择 摘要：低压配电设备是城市电力系统的重要组成部分，其设计质量直接影响到电力系统日常的运作。为此，本文结合笔者多年的电力工作经验，介绍了低压配电设备主要的电气参数，重点就如何合理选择低压配电设备进行探讨，并提出一些建议，以供类似研究参考。 关键词：低压配电系统；配电级数；保护级数；断路器；故障线路 引言 低压配电线路发生故障时，既要保证可靠地分段故障线路，又要尽可能地缩小断电范围，减少不必要的停电，即要有选择性地分断保护电器。正确理解低压配电的配电级数、保护级数及级间选择性，对实现简单、可靠、稳定的低压配电系统有重要作用。在设计中严格进行低压电器的选择性设计，把握好可靠性、经济性的关系，提高设计质量。 一、保护级之间选择性的问题 保护的选择性是指协调具有保护功能的电源，当系统任意点故障后可以被位于仅靠故障点的上一级保护电源消除，而且只能由其单独类消除，从而保证其他回路的工作连续性。选择性保护对于所有故障电源（即无论是过负荷、接地故障还是短路等任何一种故障）都能实现选择性保护时未完全选择性。当仅在一定故障电流范围内实现选择性保护时为部分选择性。对于重要负荷，其供电线路上、下级保护电气的选择性，可保证故障时不致越级切断线路而引起非故障线路的设备终端供电，这对设备的供电可靠性是很重要的。 二、对配电级数和保护级数的理解 对保护分级有充分的理解，有助于合理设置上下级保护电气的选择性。规范只规定了对于重要负荷需要有选择性，但对重要负荷没有说明和列举，对于是完全选择还是部分选择也无具体要求。根据笔者对相关规范的理解，重要负荷为一级负荷、二级负荷及消防负荷；对于一级负荷及消防负荷，须做到完全选择，对于二级负荷，部分选择即可。 配电级数是一个供电回路经配电装置分配成几个供电回路过程的次数，通过几次分配就称作几级配电。对于一个配电装置而言，总进线开关与分支配出开关合起来算做一级配电，这与其总进线开关是否具有保护功能无关。 保护级数则是按保护开关的上下级个数来确定的，它既与配电级数有联系又不同于配电级数。同一电压等级的配电级数，高压不宜多于两级，低压不宜多于三级；而保护级数则可能达到四级甚至五级，一般情况下各级保护之间需要进行保护配合，即动作应具有选择性。 三、低压系统中各级配电保护的选择性配合 低压配电系统一般分二到三级，不宜超过三级。第一级为变电所低压柜，第二级为中间（楼层）配电箱，第三级为终端配电箱。应尽量减少配电级数，级数少有利于保护的选择性配合。对于各级配电保护的选择性配合探讨如下：（一）变电所低压柜 1、断路器的形式 一般总开关及联络开关采用框架断路器，出线开关采用塑壳断路器。 2、总开关与分开关的选择方法 总开关与分开关应有选择性，以施耐德MT型框架开关与NSX型塑壳开关为例，经查表比对，基本上实现了全系列的全选择性保护。《工业于民用配电设计低压配电系统中常用的型式有：IT系统、TT系统、TN系统,下面我们做分别介绍。
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