【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電流 電氣設(shè)備銘牌上給出的 額定電流是指周?chē)諝鉁囟葹闀r(shí)電氣設(shè)備長(zhǎng)期允許通過(guò)的電流 .選擇設(shè)備或載流導(dǎo)體時(shí)應(yīng)滿足以下條件： IN。 et≥ Ig。 max 式中 IN。 et── 該設(shè)備銘牌上標(biāo)出的額定電流； Ig max── 該設(shè)備或載流導(dǎo)體長(zhǎng)期通過(guò)的最大工作電流。 目前我國(guó)規(guī)定電器產(chǎn)品的 θ 0=40℃ ，如果電氣設(shè)備或載流導(dǎo)體所處的周?chē)h(huán)境溫度是 θ 1 時(shí)，則設(shè)備或載流導(dǎo)體允許通過(guò)電流 I‘ N。 et可修正如下： I‘ N。 e≥ IN01?? ?? ??NN 式中， θ N、 θ 1── 分別為設(shè)備或載流導(dǎo)體的在長(zhǎng)期工作時(shí)允許 溫度和實(shí)際環(huán)境溫度。 按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開(kāi)斷電流 Ico或斷流容量 SOC不應(yīng)小于設(shè)備分?jǐn)嗨查g的短路電流有效值 Ik或短路容量 SK，即： Ico≥ Ik Soc≥ Sk (二 )按短路情況下進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗(yàn) 按短路情況下的動(dòng)穩(wěn)定 即以制造廠的最大試驗(yàn)電流幅值與短路電流的沖擊電流相比， 且 iet≥ ish(3) 式中， iet── 額定動(dòng)穩(wěn)定電流，用來(lái)表征斷路器和承受短路電流電動(dòng)力的能力，用來(lái)選擇斷路器時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 ish(3) ── 沖擊電流。 短路情況下的熱穩(wěn)定 熱穩(wěn)定應(yīng) 滿足 I2tt≥ I2∞ tjx It── 短路電流瞬時(shí)值（ kA）； t── 短路電流熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間（ s）； I∞ ── 時(shí)間為∞短路電流周期分量； tjx── 短路電流的假想時(shí)間； tjx＝ tj＋ tdl＋ （ s）； tj── 繼電保護(hù)整定時(shí)間（ s）； tdl── 斷路器動(dòng)作時(shí)間（ s）； ── 考慮短路電流非周期分量熱穩(wěn)定的等效時(shí)間。 或按下式進(jìn)行校驗(yàn)： I2tt≥ Qd 式中， Qd=Qp+Qnp=（ I〞 2+10I2ft/2+ I2ft） tf/12+ I〞 2 T Ift── 為短路切除時(shí)（時(shí)刻）短路電流的交流分量； Ift/2── 為 tf/2 時(shí)刻的短路電流交流分量； T── 為直流分量等效時(shí)間。 附件表 51 非周期分量等效時(shí)間 (s) 短 路 點(diǎn) T T T 變電所各級(jí)電壓母線及出線 熱穩(wěn)定電流 Ite 是斷路器能承受短路電流熱效應(yīng)的能力。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，斷路器通過(guò)熱穩(wěn)定電流在 4s 時(shí)間內(nèi) ,溫度不超過(guò)允許發(fā)熱溫度 ,且無(wú)觸頭熔解和妨礙其正常工作的現(xiàn)象 ,則認(rèn)為斷路器是熱穩(wěn)定的。通常 Ite=Ibre。對(duì)于 ts 內(nèi)的熱穩(wěn)定電流 Itet=Itet4 3 對(duì)電流互感器則滿足下面的熱穩(wěn)定關(guān)系： （ KtIN1 TA） 2≥ I2∞ 或 KtIN1 TA≥ Ittj ∞ 式中， Kt── 由產(chǎn)品目錄給定的熱穩(wěn)定倍數(shù)； IN1 TA── 電流互感器一次側(cè)額定電流； t── 由產(chǎn)品目錄給定的熱穩(wěn)定時(shí)間； tj── 短路電流的假想時(shí)間； Qd── 熱效應(yīng)通常分為短路電流交流分量有關(guān)的熱效應(yīng) Qp，和與直流分量有關(guān)的熱效應(yīng) Qnp兩部分。 （ 三）絕緣水平 在工作電壓和過(guò)電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可行性。它應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過(guò)電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來(lái)確定。本設(shè)計(jì)不重點(diǎn)考慮。 2 選擇原則 （一）高壓斷路器的選型 高壓斷路器是最重要的開(kāi)關(guān)電器，對(duì)其基本要求是：具有足夠的開(kāi)斷能力和盡可能短的動(dòng)作時(shí)間，并且要有高度的工作可靠性。斷路器最重要的任務(wù)是熄滅電弧。電弧的產(chǎn)生過(guò)程見(jiàn)《電力工程基礎(chǔ)》。 當(dāng)用斷路器開(kāi)斷有電流通過(guò)的電路時(shí)，在開(kāi)關(guān)觸頭分離的瞬間，觸頭間會(huì)出現(xiàn)電弧，電弧的溫度可達(dá) 5000~7000℃，常常超過(guò)金屬氣化 點(diǎn)，如不采取措施，則可能燒壞觸頭及電器部件絕緣，危害電力系統(tǒng)的運(yùn)行。 按照滅弧介質(zhì)的滅弧方式，高壓斷路器一般可分為：油斷路器、壓縮空氣斷路器、 SF6斷路器、真空斷路器等。 下面來(lái)說(shuō)斷路器的選擇方式： 參數(shù)的選擇：電壓、電流、頻率、機(jī)械荷載、動(dòng)穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流以及持續(xù)時(shí)間和開(kāi)斷電流。 型式的選擇：在滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。一般按下表所列原則選型。 附件表 52 安裝使用場(chǎng)所 可選擇的主要型式 需注意的技術(shù)特點(diǎn) 配 電 裝 置 35KV 及 以下 少油斷路器 真空斷路器 多油斷路器 用量大，注意經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，多用于屋內(nèi)或成套高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)。 35KV~220KV 少油斷路器 器 真空斷路器 開(kāi)斷 220KV 空載長(zhǎng)線時(shí)，過(guò)電壓水平不應(yīng)超過(guò)允許值。 330KV 及以上 六氟化硫斷路器 空氣斷路器 少油斷路器 單相或重合閘時(shí)，斷路器應(yīng)能分項(xiàng)操作。 （二）高壓隔離開(kāi)關(guān)的選型 隔離開(kāi)關(guān)的主要用途是保證高壓裝置中檢修工作的安全，在需要檢修的部分和其它帶電部分之間用隔離開(kāi)關(guān)形成一個(gè)可靠且明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，還可用來(lái)進(jìn)行短路的切換工作。 離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置， 所以不能開(kāi)斷負(fù)荷電流和短路電流，否則將造成嚴(yán)重誤操作，會(huì)在觸頭間形成電弧，這不僅會(huì)損壞隔離開(kāi)關(guān)，而且能引起相間短路。因此，隔離開(kāi)關(guān)一般只有在電路已被斷路器斷開(kāi)的情況下才能接通或斷開(kāi)。這就是通常所說(shuō)的“先通后斷”的原則。 參數(shù)的選擇：電壓、電流、機(jī)械荷載 短路穩(wěn)定性：動(dòng)穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流和持續(xù)時(shí)間。 隔離開(kāi)關(guān)的型式，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 （三）互感器的選擇 互感器是變換電壓、電流的電氣設(shè)備，是發(fā)電廠、變電站內(nèi)一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件?；ジ衅鞯闹饕猛臼?： ①將測(cè)量?jī)x表、保護(hù)電器與高壓電路隔離，以保證二次設(shè)備和工作人員的安全。 ②將一次回路的高電壓和大電流轉(zhuǎn)換成二次回路的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。電壓互感器二次側(cè)額定電壓為 100V，或 100/ 3 V；電流互感器二次側(cè)額定電流為 5A 或1A，以便于監(jiān)測(cè)設(shè)備。 現(xiàn)在分別討論選擇電壓互感器和電流互感器。 電壓互感器 電壓互感器的配置原則是：應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求；保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保證裝置不失壓、同期點(diǎn)兩側(cè)都能滿方 便地取壓。通常如下配置： 1） 6~220KV 電壓級(jí)的每組主母線的三相應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁路母線則視各回路出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的需要而確定。 2） 需要監(jiān)視和檢測(cè)線路斷路器外側(cè)有無(wú)電壓，供同期和自動(dòng)重合閘使用，該側(cè)裝一臺(tái)單相電壓互感器，用與 100%定子接地保護(hù)。 3） 電機(jī) 一般在出口處裝兩組。一組（△ /Y 接線）用于自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置。一組供測(cè)量?jī)x表、同期和繼電保護(hù)保護(hù)使用。 參數(shù)選擇： 電壓互感器應(yīng)按下表所列技術(shù)條件選擇 附件表 53 項(xiàng)目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作條件 一次回路電壓、二次電壓、二次負(fù)荷 、準(zhǔn)確度等級(jí)、機(jī)械荷載 承受過(guò)電壓能力 絕緣水平、泄露比距 型式選擇： 6~20KV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓時(shí)，一般采用三相五柱電壓互感器。 35~100KV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。 由于本設(shè)計(jì)只涉及 10— 110KV，故 110KV 以上的選擇不在這里贅述。 由于電壓互感器是與電路并聯(lián)聯(lián)接的，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，互感器本身兩側(cè)裝有斷路器 ,并不受短路電流的作用，因此不需校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定。 電流、電壓互感器選擇與校驗(yàn) 附件表 54 設(shè)備名 選擇 校驗(yàn) 電壓 電流 熱 穩(wěn)定 動(dòng)穩(wěn)定 電流互感器 U1網(wǎng) ≧ UN I1網(wǎng) ≧ Ig max W2N/25≥ Z2 （ krI1N） 2t≥ IZ2tjx shed iIk ?12 電壓互感器 ≥ U1 網(wǎng)≥ W2N≧ W2 式中 , kr－電流互感器熱穩(wěn)定倍數(shù)； kdw－電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)； W2N、 W2－分別為互感器二次側(cè)每相額定容量和每相負(fù)荷（儀器、儀表）容量； Z2－互感器二次側(cè)每相負(fù)荷（儀器、儀表）阻抗； UN－工作點(diǎn)線路額定電壓。 電流互感器 凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感 器。電流互感器應(yīng)按下列原則配置。 1） 每條支路的電源均應(yīng)裝設(shè)足夠數(shù)量的電流互感器，供該支路測(cè)量、保護(hù)使用。 2） 變壓器出線配置一組電流互感器供變壓器差動(dòng)使用，相數(shù)、變比、接線方式與變壓器的要求相符合。 3） 動(dòng)保護(hù)的元件，應(yīng)在元件各端口配置電流互感器，各端口屬于同一電壓級(jí)時(shí)，互感器變比應(yīng)相同，接線方式相同。 補(bǔ)充：配置的電流互感器應(yīng)滿足下列要求： 一般應(yīng)將保護(hù)與測(cè)量用的電流互感器分開(kāi)；盡可能將電能計(jì)量?jī)x表互感器與一般測(cè)量用互感器分開(kāi)，前者必須使用 級(jí)互感器，并應(yīng)使正常工作電流在電流互感器額定電流的左 右；保護(hù)用互感器的安裝位置應(yīng)盡量擴(kuò)大保護(hù)范圍，盡量消除主保護(hù)的不保護(hù)區(qū)；大接地電流系統(tǒng)一般三相配置以反映單相接地故。 參數(shù)選擇 電流互感器一般按下表所列技術(shù)條件選擇 附件表 55 項(xiàng)目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作條件 一次回路電壓、一次回路電流、二次回路電流、二次側(cè)負(fù)荷、暫態(tài)特性、準(zhǔn)確度等級(jí)、機(jī)械荷載等 短路穩(wěn)定性 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)、熱穩(wěn)定倍數(shù) 承受過(guò)電壓能力 絕緣水平、泄露比距 型式選擇： 35KV 以下屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，一般采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。一般常用型式為： 低壓配 電屏和配電設(shè)備中 LQ 線圈式， LM 母線式； 6~20KV 屋內(nèi)配電裝置和高壓開(kāi)關(guān)柜中 LD 單匝貫穿式， LF 復(fù)匝貫穿式； 發(fā)電機(jī)回路和 2021A 以上回路 LMC、 LMZ 型， LAJ、 LBJ 型、 LRD、 LRZD型。 35KV 及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，常用 L（ C）系列。 短路穩(wěn)定校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)是對(duì)產(chǎn)品本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進(jìn)行校驗(yàn)，對(duì)于母線從窗口穿過(guò)且無(wú)固定板的電流互感器可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。熱穩(wěn)定校驗(yàn)則是驗(yàn)算電流互感器承受短路電流發(fā)熱的能力。 1） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電流互感 器的內(nèi)部穩(wěn)定性通常以額定動(dòng)穩(wěn)定電流或動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) Kd表示。 Kd等于極限通過(guò)電流峰值與一次繞組額定電流峰值之比。校驗(yàn)按下式計(jì)算： Kdw≥eshIi2 式中 Kdw—— 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，由制造部門(mén)提供； Ie—— 電流互感器的一次繞組額定電流。 2） 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 制造部門(mén)在產(chǎn)品型錄中一般給出 t=1s 或 3s 的額定短路時(shí)熱穩(wěn)定電流或熱穩(wěn)定電流倍數(shù) Kr，校驗(yàn)按下式進(jìn)行： Kr≥NdI tQ/ 或 (KrIN)2t≥ Qdw 或 It≥ I(3)∞ttima 式中 It—— 電流互感器的熱穩(wěn)定電流； Qdw—— 線路短路電流的熱效應(yīng)； t—— 制造部門(mén)提供的熱穩(wěn)定計(jì)算采用的時(shí)間 (一般取 1s)； tima—— 短路發(fā)熱假想時(shí)間。 一次設(shè)備的選擇與檢驗(yàn) 一 110KV 側(cè)一次設(shè)備的選擇 110KV 側(cè)高壓斷路器的選擇 110KV 側(cè)母線上最大的持續(xù)工作電流為 Ig max110=eeUS3 = 1000003 110?= 斷路器是供電系統(tǒng)是最重要的開(kāi)關(guān)電器，它不僅能安全地切合負(fù)荷電流，而且更重要的是它還有可靠和迅速地切除短路電流。按電壓等級(jí)選擇斷路器， 110KV、電壓等級(jí)中主要是少油斷路器，真空斷路器 SF6斷路器 ,110KV 側(cè)的斷路器選擇 SF6斷路器。 高壓 SF6斷路器是以 SF6氣體作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)的新型高壓斷路器。與傳統(tǒng)觀念的高壓斷路器相比， SF6斷路器具有安全可靠、開(kāi)斷性能好、無(wú)火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)、 不必?fù)?dān)心材料的氧化和腐蝕、適用的溫度和壓力范圍大、冷卻特性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、質(zhì)量輕、操作噪音小及檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級(jí)電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。 查電氣設(shè)備手冊(cè)選擇用 LW6— 110I 型號(hào)高壓斷路器 ,其技術(shù)參數(shù)如表56。 表 56LW6— 110I 型號(hào)高壓斷路器參數(shù)如下 額定電壓 (KV) 110 最高電壓 (KV) 126 額定電流 (A) 3150 額定短路開(kāi)斷電流（ KA、有效值） 50 額定短路關(guān)合電流（ KA、峰值） 125 全開(kāi)斷時(shí)間（ S） 動(dòng)穩(wěn)定電流 Iem(KA) 125 熱穩(wěn)定電流 Ite(KA) 50/ s 4 校驗(yàn)： ① 安裝斷路器地點(diǎn)的工作電壓為 110KV，斷路器的額定電壓為110KV，即： 安裝場(chǎng)合： W─ 戶外， N─ 戶內(nèi) L─ SF