电气设备的选择
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电气设备的选择
电气设备的选择引言在现代社会中，电气设备的应用变得越来越广泛。
无论是工业生产、商业建筑还是家庭使用，都需要选择合适的电气设备来满足需求。
本文将就电气设备的选择进行探讨，包括选择原则、常见的电气设备和选购注意事项等方面。
选择原则在选择电气设备时，需要考虑以下几个原则：1.功能匹配：首先要明确设备所需的功能，确保所选设备能够满足需求。
2.安全和可靠性：电气设备应具有良好的安全和可靠性，确保日常使用的稳定性。
3.节能环保：选择具有节能环保特性的电气设备，既能减少能源消耗，又可降低对环境的影响。
4.维护便捷：可选择易于维护和维修的设备，以降低维护成本和时间。
常见的电气设备1. 电源设备电源设备是电气系统中最基本的设备之一。
常见的电源设备包括发电机、变压器和电池等。
选择电源设备时，需根据需求确定设备的功率和电压等参数，并结合实际情况进行选择。
例如，在家庭使用中，大多数家电设备使用220V交流电，因此选择220V变压器供电是较为常见的选择。
2. 开关和插座开关和插座在日常生活中无处不在。
选择开关和插座时，需要考虑其外观设计、材质、电流容量等因素。
同时，也需考虑开关和插座的使用环境，如防水性能、防尘性能等特点。
3. 照明设备照明设备是电气设备中常见且广泛应用的一类设备。
选择照明设备时，需考虑其照明效果、能耗、寿命等因素。
现在LED照明设备得到了广泛应用，其能效高、寿命长、环保等特点成为了趋势。
4. 变频器变频器用于调节电机的转速和输出功率。
选择变频器时，需考虑所需的额定功率、输入电压和输出电压等参数。
同时，还需考虑变频器的调速范围、控制方式和稳定性等因素。
5. 电力配电柜电力配电柜用于对电能进行分配和控制。
选择电力配电柜时，需根据需求确定柜体容量和配电能力等参数，并结合电路规划进行选择。
此外，还需注意配电柜的安全特性和可靠性，以保障电力系统的正常运行。
6. 电气保护设备电气保护设备用于保护电气系统免受过载、短路等电力故障的影响。
电气设备的选择及其安装
电气设备的选择及其安装1. 设备选择：在选择电气设备时，首先要确保设备符合所需规格和功率要求。
同时，要选择可靠性高、质量好的品牌和型号，以保证设备的稳定性和安全性。
2. 环境适应性：根据电气设备的使用环境，选择具有相应防水、防尘、防爆等功能的设备，以确保设备能够在各种环境下正常运行，并保证使用者的安全。
3. 安装位置：在选择安装位置时，要考虑设备的散热和通风情况，避免设备长时间运行过热影响其寿命。
同时，要确保设备的安装位置符合相关安全规定，避免设备对使用者造成安全风险。
4. 电缆敷设：在安装电气设备时，要注意电缆的敷设和连接质量，确保电缆的连接牢固可靠，避免因电缆故障导致设备损坏或安全事故。
5. 固定安装：对于需要固定安装的设备，如电力配电柜、控制柜等，要确保设备固定牢固，避免设备因振动和外力影响而移位或损坏。
总之，在选择和安装电气设备时，要充分考虑设备的性能，环境适应性以及安全性，确保设备能够正常运行并保证使用者的安全。
同时，在安装过程中要严格按照相关规定和标准进行操作，避免因错误安装而引发安全风险。
在电气设备的选择和安装过程中，还需要考虑到与设备有关的设备保护、接地和接地保护、过电压保护、过电流保护等。
这些都是保障电气设备正常运行和使用人安全的重要环节。
接下来，我们将深入探讨这些内容。
1. 设备保护：在选择和安装电气设备时，需要考虑设备保护的问题。
根据设备的特性和使用场合确定相应的保护措施，比如过载保护、短路保护和漏电保护等。
这些保护装置可以在设备出现异常情况时及时切断电路，以避免设备受损或者引发安全事故。
2. 接地和接地保护：对于很多电气设备来说，接地是非常重要的。
在电气设备的安装过程中，需要确保设备的接地系统能够正常工作。
不仅要保证接地电阻的合格性，还要确保接地线路的连接牢固。
此外，要根据设备的特性选择相应的接地保护装置，保障设备和使用者的安全。
3. 过电压保护：在电气设备的选择和安装中，需要考虑到来自电网或设备自身的过电压情况。
电气设备选择的一般条件
⑤ 额定短时耐受电流It(kA)。在规定条件和时间下断路器在合闸 位置时所能经受电流的峰值。它反映设备经受短路电流引起 的热效应能力。
⑥ 额定短时关合电流iNcl(kA)。在规定条件下断路器保证正常关 合的最大预期峰值电流。
三、高压断路器的选择
•(一) 高压断路器型号和技术参数
•3．技术参数
⑦ 开断时间(ms)。从断路器分闸线圈通电起至三相电弧完全熄灭 为止的时间。开断时间由分闸时间和电弧燃烧时间或燃弧时 间组成。
按安装地点分
户内式 户外式
三、高压断路器的选择
•(一) 高压断路器型号和技术参数
•2．型号
由字母和数字两部分组成的：
•额定开断能力，kA或MVA
•1 •2 •3 •4 •5 •6 •7 •8
•特殊环境代号
•额定电流，A •派生代号：C—手车式；G—改进式等。 •额定电压，kV
•设计序号
•使用环境：N—户内式；W—户外式。
③ 计算短路点：
同一电压等级各短路点的短路电流值均相等，但 通过各支路的短路电流将随着短路点的位置不同 而不同。
在校验电气设备和载流导体时，必须确定电气设 备和载流导体处于最严重的短路点，使通过的短 路电流校验值为最大。
二、按短路状态校验
•4. 短路计算时间
① 短路电流热效应计算时间：
•燃弧时
终熄灭。 在交流电弧自动熄灭后，弧隙中存在着两个恢复过
程：
弧隙介质强度恢复过程 弧隙电压恢复过程
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件
•ud
1) 弧隙介质强度恢复过程
含义：弧隙中介质强度恢复 到绝缘的正常状态的过程。 以能耐受的电压ud(t)表示。
影响因素：主要是断路器灭 弧装置的结构和灭弧介质的 性质。
⑥ 额定短时关合电流iNcl(kA)。在规定条件下断路器保证正常关 合的最大预期峰值电流。
三、高压断路器的选择
•(一) 高压断路器型号和技术参数
•3．技术参数
⑦ 开断时间(ms)。从断路器分闸线圈通电起至三相电弧完全熄灭 为止的时间。开断时间由分闸时间和电弧燃烧时间或燃弧时 间组成。
按安装地点分
户内式 户外式
三、高压断路器的选择
•(一) 高压断路器型号和技术参数
•2．型号
由字母和数字两部分组成的：
•额定开断能力，kA或MVA
•1 •2 •3 •4 •5 •6 •7 •8
•特殊环境代号
•额定电流，A •派生代号：C—手车式；G—改进式等。 •额定电压，kV
•设计序号
•使用环境：N—户内式；W—户外式。
③ 计算短路点：
同一电压等级各短路点的短路电流值均相等，但 通过各支路的短路电流将随着短路点的位置不同 而不同。
在校验电气设备和载流导体时，必须确定电气设 备和载流导体处于最严重的短路点，使通过的短 路电流校验值为最大。
二、按短路状态校验
•4. 短路计算时间
① 短路电流热效应计算时间：
•燃弧时
终熄灭。 在交流电弧自动熄灭后，弧隙中存在着两个恢复过
程：
弧隙介质强度恢复过程 弧隙电压恢复过程
2. 交流电弧的熄灭
(1) 交流电弧的熄灭条件
•ud
1) 弧隙介质强度恢复过程
含义：弧隙中介质强度恢复 到绝缘的正常状态的过程。 以能耐受的电压ud(t)表示。
影响因素：主要是断路器灭 弧装置的结构和灭弧介质的 性质。
电气设备的选择
θ 2、短路导体最高温升 k 的 计算
I Rθ dt = mCθ dθ
2 kt
ρmC0 θk (1+ βθ ) 1 t1 2 Ikt dt = 2 ∫t ∫θl (1+αθ ) dθ S 0 ρ0
t1 1 2 QK = ∫ I kt d Qk = AK − AL 2 t0 S ρ m C0 α − β β AK = α 2 ln (1 + αθ K ) + α θ K ρ0 ρ m C0 α − β β AL = α 2 ln (1 + αθ L ) + α θ L ρ0
ri ---母线弯曲时的惯性半径(cm); L ---母线跨距(cm); ε---材料系数，铜为1.14×104，铜为1.55×104 ，铜为 1.64×104 。
ri f1 = 112 × 2 ε L
L 2 Fmax = 1.73 × β × ish ×10−7 ( N ) a 电动力的振动频率为50Hz和100Hz。导体的固有振动 频率低于30Hz或高于160Hz时，β约等于1，既不考虑共 振影响。
(pa )
条间距离为2倍的b值时，无论每相两条矩形导 其他情况下的Wb ，可查母线截面系数计算表求取。
例题：5-1 二、电力电缆选择 电力电缆选择和校验项目： 电缆芯线材料及型号 额定电压 截面选择 允许电压降校验 热稳定校验。 1、电缆芯线材料及型号选择
导体在正常和短路时的最高允许温度及热稳定系数
第二节 电气设备选择的一般条件
电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进 行选择，并按短路状态来校验热稳定性和动稳定性。 一、按正常工作条件选择 1、额定电压选择 所选设备的额定电压UN应不低于装置地点电网额定 电压UNS。 UN ≥ UNS 2、额定电流选择 所选设备的额定电流IN应不小于该回路在各种合理 运行方式下的最大持续工作电流Imax，即 ΙN ≥ Ιmax 需要注意的情况见P154。
电气设备选择的条件
电气设备选择的基本要求
电气设备的选择，既要满足在正常工作时能安全可靠运行，同时还要满足在发生短路故障时不产生损坏，开关电器还必须具有足够的断流能力，并适应所处的位置(户内或户外)、环境温度、海拔高度，以及防尘、防火、防腐、防爆等环境条件。
电气设备选择的一般原则主要有以下几条：
一、按工作环境及正常工作条件选择电气设备。
（一）根据设备所在位置(户内或户外)、使用环境和工作条件，选择电气设备型号。
（二）按工作电压选择电气设备的额定电压。
（三）按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。
（四）电气设备的额定电流IN应不小于实际通过它的最大负荷电流Imax(或计算电流Ij)，即IN≥Imax或IN≥Ij
二、按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定。
为保证电气设备在短路故障时不至损坏，按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。
动稳定：电气设备在冲击短路屯流所产生的电动力作用下，电气设备不至损坏。
热稳定：电气设备载流导体在最大隐态短路屯流作用下，其发热温度不超过载流导体短时的允许发热温度。
三、开关电器断流能力校验。
断路器和熔断器等电气设备担负着可靠切断短路电流的任务，所以开关电器还必须校验断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地
点最大三相短路容量。
第五章电气设备的选择介绍
3.硬母线动稳定校验
短路时母线承受很大的电动力，必须按照母线的机械强度校 验其动稳定。即：σal ≥ σc 式中，σal为母线最大允许应力(Pa)，σc为母线短路时冲击电 流ish(3)产生的最大计算应力。 计算公式为： σc = M / W 式中，M为母线通过ish(3)时受到的弯曲力矩；W为母线截面 系数。 M = Fc(3) · l/K 式中， Fc(3)为三相短路时中间相受到的最大计算电动力(N)； l为档距 (m)；K为系数,当母线档数为1~2档时，K=8，当母 线档数为大于2档时，K=10。 W = b2· h/6 式中，b为母线截面水平宽度(m)；h为母线截面垂直高度(m)。
UW.N IC ish(3) I∞2×tim
a
GN19-12/400是否满足？
5.2.3 高压熔断器的选择
1．保护线路的熔断器的选择 (1) 熔断器的额定电压应不低于其所在系统的额定电压 UN•FU≥UN•s （2）熔体额定电流IN•FE 不小于线路计算电流 IN•FE ≥ IC （3）熔断器额定电流不小于熔体额定电流 IN•FU ≥ IN•FE （4）熔断器断流能力校验 ①对限流式熔断器(RN1型),其额定短路分断电流（有效值）ICS应 满足: ICS ≥ I" (3) 式中，I"(3)为熔断器安装地点的三相次暂态短路电流的有效值。 ②对非限流式熔断器(RW型),其断流能力应大于三相短路冲击电流 有效值： ICS.max ≥Ish(3) ③对断流能力有下限值的熔断器(RW型)还应满足: ICS•min ≤ IK(2) 式中,ICS•min为熔断器额定短路分断电流下限值；Ik(2)为线路末端 两相短路电流。
≥
I∞2×tima
合格
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5.2.2 高压隔离开关选择
电气设备选择
t
I t t I t jx 或
2 2
It I
t jx
4.13.1 电气设备的选择原则与方法
（2）电动力稳定校验 电动力稳定是导体和电器承受短路电流机械 效应的能力，亦称动稳定。动稳定校验应以三 相短路电流为计算类型，并应满足下式要求： （3） （3） I max I imp 或 i max iimp （4-14-5） i 式中 I 、 ──厂家规定的电气设备极限通过电 流的有效值和峰值，kA； I i 、 ──按三相短路计算所得的冲击电流 的有效值和瞬时值，kA；
f
式中
C
（4-14-10） ──热稳定系数，与导体材料、结构及最 高允许温度、长期工作额定温度有关。
4.13.2 硬母线的选择与校验
（3）动稳定校验 1）单条母线的应力按照母线在支持绝缘子上 固定的形式，通常假定母线为自由支承在绝缘子 上的多跨距、载荷均匀分布的梁，在电动力的作 用下，母线所受的最大弯矩。 当矩形导体水平置放时，为避免导体因自重而 过分弯曲，所选取的跨距一般不超过1.5～2m。 考虑到绝缘子支座及引下线安装方便，常选取绝 缘子跨距等于配电装置间隔宽度。 2）当母线由多条组成时，母线上的最大机械 应力由相间作用应力和同相各条间的作用力合成。
4.13.1 电气设备的选择原则与方法
（2）额定电流 电气设备的额定电流是指在额定周围环境温度下，导 体和电器的长期允许电流（或额定电流）I y max 应不小于 该回路的最大持续工作电流 I g max ，即 I y max I g max （4-14-2） 由于发电机、调相机和变压器在电压降低5％时，出 力保持不变，故其相应回路的 I g max 1 .05 I（ I N 为电机的额 N 定电流）；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发 电机或变压器的 I g max ；母线分段电抗器 I g max 的应为母线上 最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流； 出线回路 I g max 的除考虑线路正常负荷电流（包括线路损 耗）外，还应考虑事故时由其它回路转移过来的负荷。
I t t I t jx 或
2 2
It I
t jx
4.13.1 电气设备的选择原则与方法
（2）电动力稳定校验 电动力稳定是导体和电器承受短路电流机械 效应的能力，亦称动稳定。动稳定校验应以三 相短路电流为计算类型，并应满足下式要求： （3） （3） I max I imp 或 i max iimp （4-14-5） i 式中 I 、 ──厂家规定的电气设备极限通过电 流的有效值和峰值，kA； I i 、 ──按三相短路计算所得的冲击电流 的有效值和瞬时值，kA；
f
式中
C
（4-14-10） ──热稳定系数，与导体材料、结构及最 高允许温度、长期工作额定温度有关。
4.13.2 硬母线的选择与校验
（3）动稳定校验 1）单条母线的应力按照母线在支持绝缘子上 固定的形式，通常假定母线为自由支承在绝缘子 上的多跨距、载荷均匀分布的梁，在电动力的作 用下，母线所受的最大弯矩。 当矩形导体水平置放时，为避免导体因自重而 过分弯曲，所选取的跨距一般不超过1.5～2m。 考虑到绝缘子支座及引下线安装方便，常选取绝 缘子跨距等于配电装置间隔宽度。 2）当母线由多条组成时，母线上的最大机械 应力由相间作用应力和同相各条间的作用力合成。
4.13.1 电气设备的选择原则与方法
（2）额定电流 电气设备的额定电流是指在额定周围环境温度下，导 体和电器的长期允许电流（或额定电流）I y max 应不小于 该回路的最大持续工作电流 I g max ，即 I y max I g max （4-14-2） 由于发电机、调相机和变压器在电压降低5％时，出 力保持不变，故其相应回路的 I g max 1 .05 I（ I N 为电机的额 N 定电流）；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发 电机或变压器的 I g max ；母线分段电抗器 I g max 的应为母线上 最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流； 出线回路 I g max 的除考虑线路正常负荷电流（包括线路损 耗）外，还应考虑事故时由其它回路转移过来的负荷。
7电气设备选择
带电抗器的出线回路 QF7：
K2点比k7点短路时电流大 。但干式电抗器可靠性高 ，且与QF间连线很短，k2 点短路几率很小，因此选 择k7为短路计算点，以便 出线选用轻型断路器。
18
短路计算点的选择方法
厂用变压器回路QF8 选 k8 点 ， QF8 至 厂 用 变 压 器间的连线多为较长电缆 ，存在短路的可能性。
UN ≥UNs IN1 ≥Imax
UN 、IN1：TA一次额定电压和额定电流； UNS 、Imax ：TA安装处一次回路工作电压和最大长期工作电流。
50
额定二次电流的选择
额定二次电流有5A和1A两种
– 一般弱电系统用1A，强电系统用5A – 配电装潢子距离控制室较远时，为能使TA多带二次
负荷或减小电缆截面，提高准确度，尽量采用1A。
– 作为电压互感器（3~110kV）的短路保护（不能做过载保 护），选用RN2、RN4、RW10、RXW0等系列；
– 作为电力电容器回路的短路或过载保护，可选用BRN1、 BRN2、BRW等系列；
31
高压熔断器的选择
按额定电压选择
– 熔断器的额定电压应不小于所在电网的额定电压。
按额定电流选择
– 要求熔断器必须符合下列条件
27
隔离开关的选择
隔离开关应根据下列条件选择：
型式和种类；额定电压；额定电流；动稳定；热稳定。
型式和种类的选择应根据配电装置的布置特点、 使用要求及技术经济条件等因素确定。
其它四项技术条件与高压断路器相同。
28
主要内容
电气设备选择的一般条件 高压断路器和隔离开关的选择 高压熔断器的选择 限流电抗器的选择 电流互感器的选择 电压互感器的选择
一般高压电路短路时ish =2.55I″ 发电机端或发电机电压母线短路时ish =2.69I″
K2点比k7点短路时电流大 。但干式电抗器可靠性高 ，且与QF间连线很短，k2 点短路几率很小，因此选 择k7为短路计算点，以便 出线选用轻型断路器。
18
短路计算点的选择方法
厂用变压器回路QF8 选 k8 点 ， QF8 至 厂 用 变 压 器间的连线多为较长电缆 ，存在短路的可能性。
UN ≥UNs IN1 ≥Imax
UN 、IN1：TA一次额定电压和额定电流； UNS 、Imax ：TA安装处一次回路工作电压和最大长期工作电流。
50
额定二次电流的选择
额定二次电流有5A和1A两种
– 一般弱电系统用1A，强电系统用5A – 配电装潢子距离控制室较远时，为能使TA多带二次
负荷或减小电缆截面，提高准确度，尽量采用1A。
– 作为电压互感器（3~110kV）的短路保护（不能做过载保 护），选用RN2、RN4、RW10、RXW0等系列；
– 作为电力电容器回路的短路或过载保护，可选用BRN1、 BRN2、BRW等系列；
31
高压熔断器的选择
按额定电压选择
– 熔断器的额定电压应不小于所在电网的额定电压。
按额定电流选择
– 要求熔断器必须符合下列条件
27
隔离开关的选择
隔离开关应根据下列条件选择：
型式和种类；额定电压；额定电流；动稳定；热稳定。
型式和种类的选择应根据配电装置的布置特点、 使用要求及技术经济条件等因素确定。
其它四项技术条件与高压断路器相同。
28
主要内容
电气设备选择的一般条件 高压断路器和隔离开关的选择 高压熔断器的选择 限流电抗器的选择 电流互感器的选择 电压互感器的选择
一般高压电路短路时ish =2.55I″ 发电机端或发电机电压母线短路时ish =2.69I″
电力设备的选择
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
断路器选择
大多选择真空断路器和SF6断路器：
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，5000KVA，三相最大 短路电流3.35KA，冲击短路电流8.54KA，三相短路容量 60.9MVA，继电保护动作时间1.1S。
电压 (kV)
高压断路器 √ 高压负荷开关 √
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
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 热稳定 动稳定
开断 能力 (kA)
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
稳定校验
2）按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定；
短路热稳定校验
保证电气设备在短路 故障时不至于损坏
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
I
2
tima
I
2 t
t
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。
第10章电气设备的选择讲解
间4S。
10.1电气设备选择的一般原则
2．短路动稳定校验
ish imax
I sh Imax
ish，Ish— 短路电流的冲击值和冲击有效值（kA）； imax，I max—设备允许的通过的极限电流峰值和有效值
（kA）。
10.1电气设备选择的一般原则
3. 开关设备断流能力校验
SOFF Sk·max
高压断路器是变配电系统中最重要的 开关电器，其文字符号为QF。高压断路 器不仅能通断正常负荷电流，而且能接通 和承受一定时间的短路电流，并能在保护 装置的作用下自动跳间，切除短路故障。 因此它对电力系统的安全、可靠运行起着 极为重要的作用。
10.2 高压开关电器的选择
1．断路器的种类和类型
应根据设备安装的条件，环境等来选择高压断路器 的类型和种类。
10.3 低压开关电器的选择
1．低压断路器的种类和类型 低压断路器也称为自动空气开关，常用于配
电线路和电气设备的过载、欠压、失压和短路 保护。
①配电用断路器 ②电动机保护用断路器 ③照明用断路器
④漏电保护用断路器
10.3 低压开关电器的选择
2．低压断路器过流脱扣器的整定
（1）过流脱扣器额定电流的选择
供配电系统
第十章 电气设备的选择
第十章 电气设备的选择
10.1 电气设备选择的一般原则 10.2 高压开关电器的选择 10.3 低压开关电器的选择 10.4 熔断器的选择 10.5 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择 10.6 互感器的选择 10.7 电抗器的选择 10.8 变压器的选择 10.9 开关柜的选择
10.1电气设备选择的一般原则
电气设备选择的一般原则为：
按正常工作条件下选择额定电流、额定电压 及型号
10.1电气设备选择的一般原则
2．短路动稳定校验
ish imax
I sh Imax
ish，Ish— 短路电流的冲击值和冲击有效值（kA）； imax，I max—设备允许的通过的极限电流峰值和有效值
（kA）。
10.1电气设备选择的一般原则
3. 开关设备断流能力校验
SOFF Sk·max
高压断路器是变配电系统中最重要的 开关电器，其文字符号为QF。高压断路 器不仅能通断正常负荷电流，而且能接通 和承受一定时间的短路电流，并能在保护 装置的作用下自动跳间，切除短路故障。 因此它对电力系统的安全、可靠运行起着 极为重要的作用。
10.2 高压开关电器的选择
1．断路器的种类和类型
应根据设备安装的条件，环境等来选择高压断路器 的类型和种类。
10.3 低压开关电器的选择
1．低压断路器的种类和类型 低压断路器也称为自动空气开关，常用于配
电线路和电气设备的过载、欠压、失压和短路 保护。
①配电用断路器 ②电动机保护用断路器 ③照明用断路器
④漏电保护用断路器
10.3 低压开关电器的选择
2．低压断路器过流脱扣器的整定
（1）过流脱扣器额定电流的选择
供配电系统
第十章 电气设备的选择
第十章 电气设备的选择
10.1 电气设备选择的一般原则 10.2 高压开关电器的选择 10.3 低压开关电器的选择 10.4 熔断器的选择 10.5 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择 10.6 互感器的选择 10.7 电抗器的选择 10.8 变压器的选择 10.9 开关柜的选择
10.1电气设备选择的一般原则
电气设备选择的一般原则为：
按正常工作条件下选择额定电流、额定电压 及型号
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第六章电气设备的选择6．1 电气设备选择的一般原则6．1．1 按正常工作条件选择电气设备1）电气设备的额定电压2）电气设备的额定电流3）电气设备的型号6．1．2 按短路情况进行校验1）短路热稳定校验I2t ima<=I2t t2）短路动稳定校验i sh<=i maxI sh<=I max3)开关设备断流能力校验S OFF>=S KMAXI OFF>=I(3)K MAX6．1．3常用电气设备的选择及校验项目6．2高压开关设备的选择高压断路器、负荷开关、隔离开关和熔断器的选择条件基本相同。
除了按电压、电流、装置类型选择，校验热、动稳定性外，对高压断路器、负荷开关和熔断器还应校验其开断能力。
6．2．1 高压断路器的选择1）断路器的种类和类型少油断路器、真空断路器、SF6断路器。
2）开断电流能力I OFF>=I11S OFF>=S113）短路关合电流的选择为了保证断路器在关合短路电流时的安全，断路器的额定关合电流需满足i mc>=i sh6．2．2 高压隔离开关的选择高压隔离开关的选择和校验同高压断路器差不多。
例：试选择图书6.2.1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I11=4.8KA,继电保护动作时间为t ac=1s.拟采用快速开断的高压断路器,其固有分闸时间t tr=0.1秒,采用弹簧操作机构.35/10.5KV 10.5KV母线K解:变压器计算电流按变压器的额定电流计算8000439.91.732*10.5CAI A===短路冲击电流的冲击值:112.55 2.55*4.812.24shi I KA===短路容量: 1187.92KS S MVA==短路电流假想时间:t imar=t ac+t tr=1+0.1=1.1s根据上述计算参数结合具体的情况选择条件,初步选择ZN12-10I型630A6．2．3 高压熔断器的选择应根椐负荷的大小、重要程度、短路电流大小、使用环境及安装条件等综合考虑决定。
1）额定电压选择2）熔断器熔体额定电流选择熔断器额定电流应大于或等于熔体额定电流，即I N•FU>=I N•FE此外熔体额定电流应必须满足以下几个条件。
A、正常工作时熔体不应该熔断，即要求熔体额定电流大于或等到于通过熔体的最大工作电流。
In•fu>=Iw•maxB、电动机启动时，熔断器的熔体在尖峰电流I PK的作用下不应熔断。
I N•FE>=K•I PK式中：K——计算糸数。
当电动机的启动时间T ST小于3秒，K取0.25—0.4;当T ST 在3—8秒时,K取0.35—0.5;当T ST大于8秒或电动机为频繁启动,反接制动时,K 取0.5—0.6对于单台电动机的启动,尖峰电流即为电动机的启动电流;多台电动机运行的线路,如果是同时启动,尖峰电流为所有电动机的启动电流之和,如果不同时启动,其尖峰电流为取超过工作电流最大一台的启动电流与其它(N-1)台计算电流之和.C、熔断器保护变压器时,熔体额定电流的选择.对于6—10KV的变压器,凡容量在1000KV A及以下者,均可采用熔断器作为变压器的短路及过载保护,其熔体额定电流I N•FE 可取变压器的一次侧额定电流的(1.4—2)I1•NT.D、熔断器之间保护选择性配合.低压网络中用熔断器作为保护时,为了保证断器保护性动作的选择性,一般要求熔断器的熔体额定电流比下级的熔体额定电流大两级以上.E、熔断器熔体额定电流与导线或电缆之间的配合.为了保证明线路在过载或短路时,熔断器熔体未熔断前,导线或电缆不至于过热而损坏,一般要求满足I N•FE<=K OL Ial式中：Ial为导线的载流量K OL导线或电缆的允许短时过负荷糸数一般情况下若熔断器仅作为短路保护时，且导线是明敷设，K OL取1.5;若导线是穿管或电缆时, K OL取2.5;若熔断器作为短路和过负荷保护时, K OL取0.8—13)熔断器极限熔断电流或极限熔断容量的校验A、对有限流作用的熔断器，由于它们在短路电流到达冲击值前熔断，因此可按下式校验断流能力I OFF>=I11S OFF>=S11B、对无限流作用的熔断器，由于它们在短路电流到达冲击值后熔断，因此可按下式校验断流能力I OFF>=I SHS OFF>=S SHC、对有断流容量上、下限的熔断器，其断流容量的上限值按A项计算；其中断流容量的下限值，在小电流接地糸统中，按下式计算I OFF•min<=I (2)k•min或S OFF•min<=S (2)k•minI OFF•min和S OFF•min为熔断器的开断电流和断流容量的下限值I (2)k•min和S (2)k•min为最小运行方式下熔断器保护线路末端两相短路电流的有效值和短路容量4）熔断器保护灵敏度的校验为了保证熔断器在其保护范围内发生故障时可靠地熔断，因此要求满足I k•min>=(4—7) I N•FE6．3 低压开关电器选择6．3．1 低压断路器的选择1、低压断路器种类和类型低压断路器也称为自动空气开关，常用于电气设备的过载、欠压、失压和短路保护。
按用途分为：1）配电用断路器，主要用于电源总开关和靠近变压器的干线和支线，具有瞬时、短延时、长延时保护，电流较大；2）电动机保护用断路器3）照明用断路器，主要用于照明线路、二次回路，具有瞬时和长延时保护，电流较小。
4）漏电保护用。
一般电流在200A以下，漏电电流大于30毫安，就会自分闸。
2、低压断路器脱扣电流的整定1）过流脱扣器额定电流应大于或等于线路计算电流 2）瞬时和短延时脱扣器的动作电流的整定。
整定电流按躲过线路的尖峰电流 I op •s >=K rel I pk 式中：Iop •s 瞬时和短延时脱扣器的动作整定电流 Ipk 为线路的尖峰电流K rel 为可靠糸数。
对于动作时间在0.02秒以上的框架式断路器取1.3—1.5;对于动作时间在所不惜0.02秒以下的塑壳式断路器,取胜1.7—2.0短延时脱扣器的动作时间一般有0.2,0.4和0.6秒,选择应按保护装置的选择性来选取。
3)长延时脱扣器的动作电流的整定。
动作电流应大于或等于线路的计算电流。
I op •s >=K rel I ca这里，K rel 取1.14)过电流脱扣器与导线允许电流的配合．为使断路器在线路过负荷或短路时，能可靠地保护导线或电缆，防止因过热而损坏．过流脱扣器的整定值按下式计算I op •s <=K OL I AL 式中:I AL 为线路的允许载流量K OL 为过负荷糸数，对瞬时或短延时脱扣器，取决4.5；长延时取1 3、低压断路器保护灵敏度和断流能力的确定1）低压断路器保护灵敏度和断流能力的校验。
为了保证低压断路器的瞬时和短延时过电流脱扣器在糸统最小运行方式下发生故障时能可靠动作，其保护灵敏度应满足(2)(2)(2)(2)21.5KMIN SOP SKMINS OP SI KI IK I ∙∙=>==>=K （2）S 为两相短路时的灵敏度，一般取2I （2）KMIN 为在最小方式下线路末端发生两相短路时的短路电流2）低压断路器的断流能力的校验。
对于动作时间在0.02秒以上的框架式断路器,其极限分断电流应不小于通过它的最大三相短路电流的周期分量有效值,即(3)OFF K I I >=对于动作时间在0.02秒以下的塑壳式断路器,其极限分断电流应不小于通过它的最大三相短路电流冲击值.OFF SH OFF shI I i i >=>=例:已知某供电线路的计算电流为420A,采用导线的和期允许电流为450A,线路首端的三相短路电流为11.2KA.供电线路中最大一台电动机的额定电流为100A,启动糸数K ST 为6倍.请选择电源端的低压断路器的型号及规则. 解:1)选择型号及规格选择MW-06型框架式断路器作为供电线路的过载和短路保护,其额定电流 I N =630A>I CA =420A 选过流脱扣的额定电流 I N •OR =630A>I CA =420A 2)脱扣器动作电流的整定首先求线路的尖峰电流的整定I PK =I ST •M +I NM(N--1)=6*100+(420-100)=920A 瞬时过电流整定电流应满足 I OP •S >=K rel I pk =1.3*920=1196A选瞬时脱扣器整定倍数为3倍,即I OP •S =3*630=1890A 3)校验断流能力MW-06的极限开断电流I OFF 为35KA,三相短路电流I (3)K 为11.2KA 满足要求 4)校验过电流脱扣器与保护线路的配合 要求I OP •S <=K OL I AL ,即I OP •S =1890A<(4.5*450)-2025A 符合要求综合上述,MW-06是合乎要求的6．3．2 低压刀开关的选择1、极数2、开断能力6．4 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择1、汇流母线的选择1）一般汇流母线按长期允许发热条件选择。
要求母线允许载流量不小于通过母线的计算电流2)当母线较长或传输容量较大时，按经济电流密度选择截面。
应根据母线的年最大负荷利用小时数T MAX ,查出经济电流密度J EC ，母线经济截面为S EC =I CA /J EC为节约投资，应选择相邻较小的标准截面，同时还必须满足1）项的要求。
3）当糸统发生短路时，母线上的最高温度不应超过母线短时允许最高温度。
母线的热校验方法为MINI S S C∞≥=S ，S MIN 为母线的截面积和最小截面积C ，热稳定糸数，与导体的材料及了热温度有关 t ima 为短路电流的假想时间 I 无穷大为短路电流的稳态值当短路电流通过母线时，母线将承受很大的电动力，如时母线间的电动力超过允许值，会使母线弯曲变形，因此，必须校验固定于支柱绝缘子上的每跨母线是否满面足动稳定的要求。
ca al δδ≤6．5互感器的选择6．5．1 电流互感器的选择1)额定电压和额定电流的选择。
二次侧的额定电流一般为5A ，也有1A 的。
2）装置类别和结构的确定。
电流按安装方式可分为穿墙工、支持式、装入式；按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式。
3）准确度等级。
用于计量的一般选0.2级；作为运行监视、估算电能的电度表、发电厂变电所的功率表和电流表等所用一般0.5级；一般保护用电流互感器，其准确度可选为5级；对差动保护应选用0.5级。
4)二次负荷或容量校验。
要求二次侧所接实际负荷或容量不超过该准确度下的最大允许负荷。
5）动稳定校验6．5．2 电压互感器的选择1)额定电压和额定电流的选择。
2）装置类别和结构的确定。