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1、,9.1 電氣設備選擇的一般條件,1,9 電氣設備選擇,目 錄,【知識目標】 1了解電器和載流導體的發(fā)熱及動力效應的計算； 2掌握電氣設備的一般選擇條件和具體設備選擇校驗的主要內容； 3掌握主要設備的選擇條件、方法和技巧。 【能力目標】 1能夠計算短時發(fā)熱； 2能夠對電力系統(tǒng)中的設備進行選擇和校驗。,9 電氣設備選擇,正確地選擇電氣設備是保證電力系統(tǒng)安全、經濟運行的重要條件之一。在進行電器的選擇時，應該根據實際情況，在保證安全、可靠的前提下積極穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)省投資，合理選擇電氣設備。 由于各種電氣設備和載流導體的用途與工作條件不完全相同，因此它們各自的選擇條件與方法也不完全相同，但

2、是對它們在正常工作中的可靠性與短路時的穩(wěn)定性等基本要求是一致的，故選擇電氣設備的一般條件相同。,9 電氣設備選擇,9.1 電氣設備選擇的一般條件,9.1 電氣設備選擇的一般條件,9.1.1.1 短路電流的熱效應 電器和載流導體中通過電流時，由于電器和載流導體存在著電阻，將會產生電阻損耗，將部分電能轉化為熱能，使電器和載流導體的溫度升高，這就是電流的熱效應。,9.1.1 電氣設備的長期與短時發(fā)熱,9.1 電氣設備選擇的一般條件,可用焦耳-楞次定律來計算其發(fā)熱量： 式中I通過的電流，A； t電流作用的時間，s； R交流電阻，如果為直流電路，則為直 流電阻Rdc； Kf集膚系數，其大小與電流的頻率、

3、導體的形狀和尺寸有關，在大截面母線中，其影響往往不可忽略，而對于絞線和空心導線，通常都可以認為Kf=1。,,,（J）,(),（9.1）,,9.1 電氣設備選擇的一般條件,這些熱能中的一部分使導體本身發(fā)熱，溫度升高，當溫度升高超過一定值后，將損壞電氣設備；另一部分熱能因溫差存在傳導，以輻射或對流方式散失到周圍介質中去。 電器和載流導體過度發(fā)熱將會產生以下影響： （1）金屬材料的機械強度下降。 當電氣設備使用溫度超過規(guī)定允許值后，金屬材料由于退火，機械強度將明顯降低。,9.1 電氣設備選擇的一般條件,（2）導體接觸部分的接觸電阻增加。在導體的接觸連接處，當溫度超過一定值時，接觸部分連接表面會強烈氧

4、化，產生電阻率很高的氧化層（銀的氧化層電阻不大），使接觸電阻增加，引起接觸部分溫度繼續(xù)升高，并將會產生惡性循環(huán)，可能導致接觸處松動或燒熔。 （3）絕緣材料的絕緣性能降低。有機絕緣材料長期受到高溫作用將逐漸變脆和老化，以致失去彈性和降低絕緣性能，使壽命大為縮短。,9.1 電氣設備選擇的一般條件,電器和載流導體主要有兩種發(fā)熱情況，即正常工作情況下的持續(xù)發(fā)熱和故障情況下的短時發(fā)熱。這兩種發(fā)熱過程是不相同的，因此對電器和載流導體有不同影響，在這兩種情況下的發(fā)熱也就有不同的標準。 為了安全運行，必須對電器和載流導體在正常和故障情況下的發(fā)熱進行計算，并保證不超過相應的最高允許值。,9.1 電氣設備選擇的一

5、般條件,根據有關規(guī)定：導體的正常最高允許溫度一般不得超過70；在計及太陽輻射（日照）的影響時，鋼芯鋁絞線及管形導體可按不超過80來考慮；當導體接觸處有鍍錫的可靠覆蓋層時，允許提高到85，當有銀的覆蓋層時，可提高到95。 導體通過短路電流時，短路的最高允許溫度可高于正常最高允許溫度，對硬鋁及鋁錳合金可取200，硬銅可取300。,9.1 電氣設備選擇的一般條件,9.1.1.2 導體發(fā)熱的計算 （1）正常情況下持續(xù)發(fā)熱的計算 根據能量守恒定律，正常運行時電能損耗產生的熱量等于導體本身吸收的熱量加上導體散發(fā)的熱量。對于均勻導體，其持續(xù)發(fā)熱的熱平衡方程式是： 式中I通過導體的電流，A； R已考慮了集膚系

6、數的導體交流電阻， ； q散熱系數，W/(m2);,,（9.2）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,M導體散熱表面積，m2； 導體溫度，； j周圍介質溫度，； m導體質量，kg； c導體比熱容，Ws/(kg)。 當發(fā)熱和散熱達到平衡時，導體穩(wěn)定于工作溫度g，此時有：,,（9.3）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,在規(guī)定散熱條件下，當周圍介質溫度為額定值0e（我國現規(guī)定空氣溫度30、土壤溫度25為載流導體的額定介質溫度）時，使導體工作溫度穩(wěn)定于長期發(fā)熱允許溫度e的工作電流即為額定電流Ie ,此時有：,,（9.4）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,實際上，對于一定的載流導體，式（9.3）中Ie、e

7、、0e等都是已知量，故工程中的發(fā)熱計算通常集中為以下兩個問題： 已知周圍介質溫度0和工作電流Ig，求導體工作溫度g； 當周圍介質溫度0不等于額定介質溫度0e時，求導體允許的工作電流Iy,即修正額定電流。,9.1 電氣設備選擇的一般條件,用式（9.3）除以式（9.4）得： 在式（9.5）中，若周圍介質溫度0不等于額定值0e，則導體允許的長期工作電流Iy（簡稱載流量）便不為Ie，此時有：,,,,（9.5）,（9.6）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,用式（9.6）除以式（9.4）得： 式中Ky導體載流量的溫度修正系數，可查附 錄九得到。,（9.7）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,（2）故障

8、情況下的短時發(fā)熱 短時發(fā)熱是指不超過十幾秒的短路電流的發(fā)熱。短時發(fā)熱的電流大，發(fā)熱功率更大，而散熱功率相對較小，可以忽略。因此，短時發(fā)熱可認為是一絕熱過程，導體的發(fā)熱全部變換為導體的內能，即： 式中id短路電流的瞬時值。,,（9.8）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,短路時，由于導體溫度的變化范圍很大，這時，其電阻R和比熱容C都不是常數，兩者隨溫度變化的關系式是： 式中0溫度為0時導體電阻率，； C0溫度為0 時導體的比熱容， Ws/(kg)； 導體電阻溫度系數，1/； 導體比熱容溫度系數，1/； l導體長度，m； S導體截面積，m2。,,（9.9）,9.1 電氣設備選擇的一般條

9、件,也即是： 對其進行整理得： 對其兩邊積分整理得： 式中Qzt短路電流周期分量在t秒內的熱效應； Qfzt短路電流非周期分量在t秒內的熱效應。,,,,,（9.11）,（9.12）,（9.10）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,其中，周期分量可以有兩種方法進行計算：一種是利用近似數值積分法（也稱為1-10-1公式）計算，即： 此法適用于大容量的發(fā)電機（大于50MW ）的情況。 另一種是利用發(fā)熱等值時間法計算，即：,,,（9.13）,（9.14）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,其含義是短路電流周期分量在短路電流作用時間內的熱效應，與穩(wěn)態(tài)短路電流在短路周期分量發(fā)熱等值時間（假想）內的熱效應相同，

10、即： 令 ，則: 由此可見， 。按照具有自動電壓調節(jié)器的發(fā)電機組的平均運算曲線，可以繪出曲線族，如圖9.1所示。,,,,,,（9.16）,（9.15）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,圖9.1 具有自動電壓調節(jié)器的發(fā)電機 短路電流周期分量發(fā)熱等值時間,9.1 電氣設備選擇的一般條件,當已知、t時，即可由曲線查得tjz。此曲線只繪至t=5s。當 t5s時，可以認為在5s以后的時間內，短路電流維持在I不再變化，故t5s時發(fā)熱等值時間為: 系統(tǒng)為無限大電源時，短路電流的周期分量不衰減，所以其發(fā)熱等值時間為： 短路電流非周期分量在t秒內的熱效應計算公式為：,,,,（9.18）,（9.19）,（9.17

11、）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,其中Tfi為不同短路點的等效時間常數。通常取各支路中最大的Tfi作為等效時間常數。表9.1列出了不同短路點的等效時間常數推薦值。,,表9.1 不同短路點等效時間常數Tfi的推薦值,9.1 電氣設備選擇的一般條件,電動力效應是指載流導體之間的磁場相互作用產生電動力。載流導體間的作用大小可用畢奧沙瓦定律計算，即作用于長度為l，通過電流為I，并位于磁感應強度為B、與該磁場的磁力線方向成角的載流導體上的電動力F為：,9.1.2 電器和載流體的電動力效應,,（9.20）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,短路電流所產生的電動力將會產生很大的危害，具體表現在： （1）電器

12、的載流部分可能因為電動力而振動，或者因電動力所產生的應力大于電器和導體的材料允許應力而變形，甚至損壞。 （2）電氣設備的電磁繞組受到巨大的電動力作用，可能使繞組變形或損壞。 （3）使觸頭瞬間解除接觸壓力，甚至發(fā)生斥開現象，引發(fā)設備故障。 電氣設備耐受短路電流電動力的能力稱為電動力的穩(wěn)定性，簡稱動穩(wěn)。,9.1 電氣設備選擇的一般條件,9.1.2.1 兩根平行導體之間的電動力 當兩根平行導體的電流方向相反時，兩根導體之間將產生斥力；當兩根平行導體的電流方向相同時，兩根導體之間將產生吸力。其導體之間的作用力可以表示為： 式中i1、i2通過平行導體的電流，A； l該段導體的長度，m； a平行導體軸線間

13、的距離，m。,,（9.21）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,有時，兩根平行導體間的間距并不比導體的幾何尺寸大很多，按式（9.21）計算將產生很大的誤差。在工程設計中，可以用形狀系數K來修正。 對于截面不是很大的圓形截面，K=1；矩形截面的形狀系數可查圖9.2。,,（9.22）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,圖9.2 決定矩形界面 母線形狀系數的曲線,9.1 電氣設備選擇的一般條件,9.1.2.2 三相系統(tǒng)中導體間的電動力 在三相系統(tǒng)中，作用于每相導體上的電動力，由該導體中的電流和其他兩相導體中電流所產生的相互作用力來決定。最大沖擊力發(fā)生在短路后0.01s，且以中間相受力最大。三相系統(tǒng)三相短

14、路時電動力的最大瞬時值Fmax為： 可以以式（9.23）作為校驗母線電動力穩(wěn)定性的依據。,,（9.23）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,計入振動系數后，水平放置在同一平面內的三相交流系統(tǒng)的母線，其最大作用力是： 式中母線系統(tǒng)的振動系數。 在進行母線機械強度計算時，可認為母線是一端固定、受均勻荷載作用的多跨距連距梁。在這種情況下，作用于母線上的最大彎矩Mmax為：,,,（9.25）,（9.24）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,式中l(wèi)ju相鄰兩個支柱絕緣子間的跨距，m。 其最大計算應力max為： 式中W母線的截面系數，m3，其值與母線的截面形狀及布置形式有關，可查相關手冊得到。,,（9.26

15、）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,若母線最大計算應力maxxu，則可認為短路時，母線在電動力作用下是穩(wěn)定的。各種材料的最大允許應力xu如表9.2所示。 對于電器設備，制造廠提供了滿足電動力穩(wěn)定條件的電流峰值igf，并要求保證 。,,最大允許應力,Kgf/cm,,,,表9.2 各種材料的最大允許應力,9.1 電氣設備選擇的一般條件,（1）力求技術先進，安全適用，經濟合理； （2）應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展規(guī)劃（510年）； （3）應按當地環(huán)境條件校驗； （4）應與整個工程的建設標準協調一致； （5）選擇導體的品種不宜太多； （6）選擇新產品應積極謹慎，新產

16、品應有可靠的試驗數據，并經主管單位鑒定合格。,9.1.3 電氣設備選擇的一般原則,9.1 電氣設備選擇的一般條件,為了保障高壓電氣設備的可靠安全運行，電氣設備選擇的一般條件有：按正常工作條件（包括電壓、電流等）進行選擇；按環(huán)境工作條件（如溫度、濕度、海拔等）校驗；按短路條件（包括動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定）校驗。 由于各種高壓電氣設備具有不同的性能特點，因此其選擇與校驗條件也不盡相同。高壓電氣設備的選擇與校驗項目見表9.3。,9.1.4 電氣設備選擇的一般條件,9.1 電氣設備選擇的一般條件,表9.3 高壓電氣設備的選擇與校驗項目,注：表中“”為選擇項目，“”為校驗項目,9.1 電氣設備選擇的一般條件,9

17、.1.4.1 按正常工作條件選擇電器 （1）額定電壓和最高工作電壓 因調壓和負荷的變化，電器所在電網的運行電壓常高于電網的額定電壓，故所選電器的允許最高工作電壓Uymax不得低于所接電網的最高運行電壓Ugmax，即： 一般電氣設備允許的最高工作電壓可達1.11.15UN ，而實際電網的最高運行電壓Uymax一般不超過1.1Uew。,UymaxUgmax,（9.27）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,在選擇電器時，一般可按照電器的額定電壓Ue不低于裝置地點電網額定電壓Uew的條件選擇，即： （2）額定電流 電氣設備的額定電流Ie是指在額定周圍環(huán)境溫度化下，電氣設備的長期允許電流。Ie應不小于該回

18、路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流Igmax，即：,UeUew,IeIgmax,（9.28）,（9.29）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,計算時有以下幾個應注意的問題： 由于發(fā)電機、調相機和變壓器在電壓降低5%時出力保持不變，故其相應回路的Igmax為發(fā)電機、調相機或變壓器的額定電流的1.05倍； 若變壓器有過負荷運行可能時，Igmax應按過負荷（1.32倍變壓器額定電流）確定； 對于母聯斷路器回路，一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的Igmax； 出線回路的Igmax除考慮正常負荷電流（包括線路損耗）外，還應考慮事故時由其他回路轉移過來的負荷。,9.1 電氣設備選擇的一般條件,（3

19、）按環(huán)境工作條件校驗 在選擇電氣設備時，還應考慮電氣設備安裝地點的環(huán)境條件，當氣溫、風速、溫度、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣設備使用條件時，應采取措施。例如，當地區(qū)海拔超過規(guī)定值時，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應減少，會使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降。一般當海拔在10003500m時，海拔每升高100m，則電氣設備的允許最高工作電壓要下降1%。當最高工作電壓不能滿足要求時，應采用高原型電氣設備，或采用外絕緣提高一級的產品。對于110kV及以下電氣設備，其外絕緣裕度較大，可在海拔2000m以下使用。,9.1 電氣設備選擇的一般條件,當污穢等級超過使用規(guī)定時，可

20、選用有利于防污的電瓷產品，當經濟上合理時可采用屋內配電裝置。 當周圍環(huán)境溫度0和電氣設備額定環(huán)境溫度不等時，其長期允許工作電流應乘以修正系數K，即： 式中K修正系數； max導體或電氣設備正常發(fā)熱時的允許最高溫度，當導體用螺栓連接時，max=70。,,（9.30）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,我國目前生產的電氣設備使用的額定環(huán)境溫度N=40。當周圍環(huán)境溫度0高于40（但低于60）時，其允許電流一般可按每增高1、額定電流減少1.8%進行修正；當環(huán)境溫度低于40時，環(huán)境溫度每降低1，額定電流可增加0.5%，但其最大電流不得超過額定電流20%。,9.1 電氣設備選擇的一般條件,9.1.4.2 按

21、短路條件校驗 短路電流通過電器時，會引起電器溫度升高，并產生巨大的電動力。通過電器的短路電流越大、時間越長，電器所受到的影響越嚴重。校驗電器和載流導體的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定應考慮其最嚴重的情況。 （1）短路熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電氣設備時，電氣設備各部件溫度（或發(fā)熱效應）應不超過允許值。,9.1 電氣設備選擇的一般條件,滿足熱穩(wěn)定的條件為： 式中Ir由生產廠給出的電氣設備在時間t秒內 的熱穩(wěn)定電流，kA； I短路穩(wěn)態(tài)電流值，kA； t與It相對應的時間，s； tdz短路電流熱效應等值計算時間，s。,QrQd,,（9.31）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,（2）電動力穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是電氣

22、設備承受短路電流機械效應的能力，也稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為： 或 式中ich、Ich短路沖擊電流幅值及其有效值， kA； idw、Idw電氣設備允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值，kA。,,,（9.32）,（9.33）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定： 用熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故可不校驗熱穩(wěn)定。 采用限流熔斷器保護的設備，可不校驗動穩(wěn)定。 裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電氣設備可不校驗動、熱穩(wěn)定。,9.1 電氣設備選擇的一般條件,（3）短路電流計算條件 為使所選電氣設備具有足夠的可靠性、經濟性和合理性，并在一定時期內適應電力系統(tǒng)發(fā)

23、展的需要，作校驗用的短路電流應按下列條件確定： 容量和接線按工程設計最終容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為工程建成后510年）；其接線應采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時并列的接線方式（如切換廠用變壓器時的并列）。,9.1 電氣設備選擇的一般條件,短路種類一般按三相短路驗算，若其他種類短路較三相短路嚴重時，則應按最嚴重的情況驗算。 計算短路點時，選擇通過電器的短路電流為最大的那些點為短路計算點。,9.1 電氣設備選擇的一般條件,下面以圖9.3所示電路為例來計算短路電路。,圖9.3 短路計算示例,9.1 電氣設備選擇的一般條件,發(fā)電機、變壓器回路的斷路

24、器。應比較斷路器前、后短路時通過斷路器的短路電流值，擇其較大者為短路計算點。 母聯斷路器。應考慮當母聯斷路器向備用母線充電時，備用母線故障，即K4點短路，此時，全部短路電流IG1IG2IT流過母聯斷路器QF及匯流母線。 帶電抗器的出線回路。在母線和母線隔離開關隔板前的母線引線及套管應按電抗器前K7點短路選擇。由于干式電抗器工作可靠性較高，且電器間的連線都很短，故障幾率小，故隔板后的導體和電器一般可按電抗器后即K8點為計算短路點，這樣出線可選用輕型斷路器，有利于節(jié)約投資。,9.1 電氣設備選擇的一般條件,（4）短路計算時間 校驗熱穩(wěn)定的短路計算時間為繼電保護動作時間tpr和相應斷路器的全開斷時間

25、tab之和，即： 式中tkd斷路器全開斷時間，s； tb保護動作時間，s； tgf斷路器固有分閘時間，可查附錄三高壓斷路器的技術參數得到； th斷路器開斷時電弧持續(xù)時間，對少油斷路器為0.040.06s，對SF6和壓縮空氣斷路器為0.020.04s。,tdz = tb + tkd tkd = tgf + th,（9.34）,,9.1 電氣設備選擇的一般條件,當驗算裸導體及110kV以下電纜短路熱穩(wěn)定時，一般采用主保護動作時間，如果主保護有死區(qū)，則用后備保護動作時間；當驗算電器及110kV以上電纜短路熱穩(wěn)定時，一般采用后備保護動作時間。 開斷電器應能在最嚴重的情況下開斷

26、短路電流，故電器的開斷計算時間tkd應為主保護時間tpr1和斷路器固有分閘時間tgf之和，即：,tkd= tpr1 + tgf,（9.35）,9.1 電氣設備選擇的一般條件,9.2 高壓開關電器的選擇,9.2 高壓開關電器的選擇,高壓斷路器、隔離開關及高壓熔斷器的選擇校驗項目如表9.4所示。,表9.4 高壓斷路器、隔離開關及高壓熔斷器的選擇校驗項目表,9.2 高壓開關電器的選擇,（1）斷路器種類和型式的選擇 應根據高壓斷路器的安裝地點、環(huán)境和使用條件等要求選擇其種類和型式。 高壓斷路器的操動機構大多數是由制造廠配套供應的，僅有部分少油斷路器有電磁式、彈簧式或液壓式等幾種型式的操動機構可供選擇。

27、,9.2.1 高壓斷路器的選擇,9.2 高壓開關電器的選擇,一般電磁式操動機構需配專用的直流合閘電源，但其結構簡單可靠；彈簧式操動機構結構比較復雜，調整要求較高；液壓操動機構加工精度要求較高。操動機構的型式，可根據安裝調試是否方便及其運行可靠性進行選擇。,9.2 高壓開關電器的選擇,（2）額定電壓的選擇 高壓斷路器的額定電壓不低于安裝處電網額定電壓，即： UeUew （3）額定電流的選擇 斷路器額定電流不小于該回路最大持續(xù)工作電流，即: IeIgmax,（9.36）,（9.37）,9.2 高壓開關電器的選擇,（4）額定開斷電流的選擇 在額定電壓下，斷路器能保證正常開斷的最大短路電流稱為額定

28、開斷電流。高壓斷路器的額定開斷電流Iekd不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量Iz，即： IekdIz 式中Iz高壓斷路器觸頭實際開斷瞬間的短路 電流周期分量有效值。 當斷路器的額定開斷電流較系統(tǒng)的短路電流大很多時，為了簡化計算，也可按次暫態(tài)電流進行選擇，即IekdI。,（9.38）,9.2 高壓開關電器的選擇,（5）關合電流的選擇 在斷路器合閘之前，若線路上已經存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，動、靜觸頭間在未接觸時即有巨大的短路電流通過（預擊穿），容易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞。且斷路器在關合短路電流時，不可避免地會在接通后自動跳閘，因此還要求斷路器能夠切斷短路電流，因此，額定關

29、合電流是斷路器的重要參數之一。為了保證斷路器在關合短路電流時的安全，斷路器的額定關合電流ieg不應小于短路電流最大沖擊值ich ，即： iegich （9.39） 一般斷路器額定關合電流igh不會大于額定動穩(wěn)定電流idw，因此ighich，則此時idwich。,9.2 高壓開關電器的選擇,（6）熱穩(wěn)定校驗 滿足熱穩(wěn)定的條件為： I2rtQd（9.40） 或者： （7）動穩(wěn)定校驗 滿足動穩(wěn)定的條件為： idwich（9.42）,,,,（9.41）,9.2 高壓開關電器的選擇,隔離開關的選擇及校驗條件除額定電壓、額定電流、熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定校驗外，還應注意其種類和形式的選擇，尤其是戶

30、外式隔離開關的型式較多，對配電裝置的布置和占地面積影響很大，因此其型式應根據配電裝置的特點和要求以及技術經濟條件來確定，如表9.5所示。,9.2.2 隔離開關的選擇,9.2 高壓開關電器的選擇,表9.5 隔離開關選型參考表,9.2 高壓開關電器的選擇,【例9.1】如圖9.4所示降壓變電站中的一臺變壓器，其容量為7500kVA，其短路電壓百分值為Ud%=7.5，二次母線電壓為10kV，變電所由無限大容量系統(tǒng)供電，二次母線上短路電流為I=I=5.5kA。作用于高壓斷路器的定時限保護裝置的動作時限為1s，瞬時動作的保護裝置的動作時限為0.05s，擬采用高速動作的高壓斷路器，其固有開斷時間為0.05s

31、，滅弧時間為0.05s，斷路器全開斷時間則為tkd=0.05+0.05=0.1(s)，試選擇高壓斷路器與隔離開關。,9.2 高壓開關電器的選擇,圖9.4 例9.1圖,9.2 高壓開關電器的選擇,負荷開關能開斷過負荷電流，也能關合一定的短路電流，但不能開斷短路電流。它常與高壓熔斷器串聯使用，或在小容量范圍內代替斷路器使用。有的負荷開關已與熔斷器組裝成一體，有的則分立，但負荷開關本體的選擇條件是一樣的。其開斷能力校驗為： 式中Ifmax最大負荷電流。,9.2.3 負荷開關的選擇,Iekd Ifmax,（9.43）,9.2 高壓開關電器的選擇,負荷開關的動穩(wěn)定校驗與串聯熔斷器類型有關。因一般串聯限流

32、型熔斷器熔斷過程幾乎不出現非周期分量，故校驗條件為： 式中idw負荷開關按動穩(wěn)定要求允許通過的最大峰值電流 。 由于電路受本級熔斷器保護，負荷開關不需要校驗熱穩(wěn)定。,i dw ,,（9.44）,9.2 高壓開關電器的選擇,高壓熔斷器按型式、額定電壓、額定電流、開斷電流和選擇性等項來選擇和校驗。 （1）高壓熔斷器型式的選擇 戶內式熔斷器用作保護電壓互感器的選擇RN6或RN2型；保護配電變壓器、電力電容器或配電線路的選擇RN5、RN3或RN1型。它們均有6kV、10kV和35kV等電壓等級，都屬于限流型。,9.2.4 高壓熔斷器的選擇,9.2 高壓開關電器的選擇,戶外熔斷器的型式取決于電壓等級。6

33、10kV可選擇RW7、RW4 、RW3和防污的RW11型，它們都是跌落式、非限流型，用于保護配電變壓器和配電線路等。35kV系統(tǒng)可選用RW5-35、RXW0-35等型。前一種是跌落式、非限流型，用于保護配電變壓器和線路。后一種為非跌落式、限流型，用以替代RW2-35型老產品，既可用于保護配電變壓器等，也可選用0.5A熔體保護35kV電壓互感器。,9.2 高壓開關電器的選擇,（2）高壓熔斷器額定電壓的選擇 對于一般的高壓熔斷器，其額定電壓Ue必須大于或等于電網的額定電壓Uew。但是對于充填石英砂有限流作用的熔斷器，則不宜使用在低于熔斷器額定電壓的電網中。這是因為限流式熔斷器滅弧能力很強，在短路電

34、流達到最大值之前就將電流截斷，致使熔體熔斷時因截流而產生過電壓，其過電壓倍數與電路參數及熔體長度有關，一般在Uew=Ue的電網中，過電壓倍數22.5倍相電壓，不會超過電網中電氣設備的絕緣水平，但如果在Uew

35、eRt,（9.45）,9.2 高壓開關電器的選擇,熔體額定電流的選擇，選擇熔體的額定電流的條件是： 式中Igmax電力變壓器回路最大工作電流； K熔體的可靠系數。 保護電力變壓器時，若無電動機自啟動，只需承受變壓器沖擊升壓時的勵磁涌流，可取K=1.11.3；需要考慮電動機自啟動時，取K=1.52；用于保護電容器時，考慮因電網電壓波動或波形畸變而引起的電容涌流，對限流熔斷器可取K=1.52（一臺電容器）或K=1.31.8（一組電容器），對跌落式熔斷器可取K=1.21.3。專用于保護電壓互感器的熔斷器，其熔體額定電流均為0.5A。,IeRt=KIgmax,（9.46）,9.2 高壓開關電器的選擇

36、,（4）高壓熔斷器開斷電流校驗 高壓熔斷器開斷電流校驗的公式為： IekdIch（或I） （9.47）式中Iekd熔斷器的額定開斷電流。 對于沒有限流作用的熔斷器，選擇時用沖擊電流的有效值Ich進行校驗；對于有限流作用的熔斷器，在電流達最大值之前已截斷，故可不計非周期分量影響，而采用I進行校驗。 對于保護電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及斷流容量兩項進行選擇。,9.2 高壓開關電器的選擇,（5）高壓熔斷器選擇性校驗 為了保證前、后兩級熔斷器之間或熔斷器與電源（或負荷）保護裝置之間動作的選擇性，應進行熔體選擇性校驗。各種型號熔斷器的熔體熔斷時間可從制造廠商提供的安秒特性曲線上查出。

37、如圖9.5所示為兩個不同熔體的安秒特性曲線（Iefs1

38、大工作電流。 為了確保所供儀表的準確度，互感器的一次側額定電流應盡可能與最大工作電流接近。,9.3.1 電流互感器的選擇,Ie1Igmax,Ue1Uew,,（9.48）,9.3 互感器的選擇,（2）二次額定電流的選擇 電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種，一般強電系統(tǒng)用5A，弱電系統(tǒng)用1A。 當一次電流較小（在400A及以下）時，宜優(yōu)先采用一次繞組多匝式，以提高準確度；當采用弱電控制系統(tǒng)或配電裝置（如超高壓配電裝置）且距離控制室較遠時，為能減小電纜截面，提高帶二次負荷能力及準確度等級，二次額定電流應盡量采用1A。,9.3 互感器的選擇,（3）電流互感器種類和型式的選擇 在選擇互感器時，應根

39、據安裝地點（如屋內、屋外）和安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式等）選擇相適應的類別和型式。選用母線型電流互感器時，應注意校核窗口尺寸。,9.3 互感器的選擇,（4）電流互感器準確度等級的選擇 為保證測量儀表的準確度，互感器的準確度等級不得低于所供測量儀表的準確度等級。例如，裝于重要回路（如發(fā)電機、調相機、變壓器、廠用饋線、出線等）中的電能表和計費的電能表一般采用0.51級，相應的互感器的準確度等級不應低于0.5級；對測量精度要求較高的大容量發(fā)電機、變壓器、系統(tǒng)干線和500kV級宜用0.2級；供運行監(jiān)視、估算電能的電能表和控制盤上的儀表一般用11.5級的，相應的電流互感器應為0.51級；只需估計

40、電參數儀表的互感器可用3級。當所供儀表要求不同準確度等級時，應按相應最高級別來確定電流互感器的準確度等級。,9.3 互感器的選擇,（5）二次容量或二次負載的校驗 為了保證互感器的準確度等級，互感器二次側所接實際負載Z2l或所消耗的實際容量S2應不大于該準確度等級所規(guī)定的額定負載ZN2或額定容量SN2（ZN2及SN2均可從產品樣本或附錄五查到），即： 或 式中Rm、Rr電流互感器二次回路中所接儀表內阻的總和與所接繼電器內阻的總和，可由產品樣本或附錄八中查得；,SN2S2= IN22 Z2l,ZN2 Z2lRwi+Rtou + Rm + Rr,（9.49）,（9.50）,9.3 互感器的選擇,Rw

41、 i電流互感器二次連接導線的電阻； Rtou電流互感器二次連線的接觸電阻，一般取為0.1。 將式（9.50）代入式（9.49）并整理得： 因為，所以： 式中A、lca電流互感器二次回路連接導線的截面積（mm2）及計算長度（mm）。,Rwi,A,A=,（9.52）,（9.51）,9.3 互感器的選擇,按規(guī)程要求，連接導線應采用不得小于1.5mm2的銅線，實際工作中常取2.5mm2的銅線。當截面選定之后，即可計算出連接導線的電阻Rw i。有時也可先初選電流互感器，在已知其二次側連接的儀表及繼電器型號的情況下，利用式（9.52）確定連接導線的截面積。但須指出，只用一只電流互感器時電阻的計算長度應取

42、連接長度的2倍。如果用三只電流互感器接成完全星形接線時，由于中線電流近于零，則電阻的計算長度為連接長度。,9.3 互感器的選擇,若用兩只電流互感器接成不完全星形接線時，其二次公用線中的電流為兩相電流的向量和，其值與相電流相等，但相位差為60，故應取連接長度的3倍為電阻的計算長度，如圖9.6所示。,圖9.6 互感器二次側導線截面的計算 （a）單相接線；（b）星形接線；（c）不完全星形接線,9.3 互感器的選擇,（6）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 電流互感器的熱穩(wěn)定校驗 一般只對本身帶有一次回路導體的電流互感器進行熱穩(wěn)定校驗。電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過的一次額定電流Ie1的倍數Kh來表示，故熱穩(wěn)定

43、應按下式校驗： 式中Kh、Ie1由生產廠給出的電流互感器的熱 穩(wěn)定倍數及一次側額定電流； I、tdz短路時的穩(wěn)態(tài)電流值及熱效應等 值計算時間。,（KhIe1）2 I2tdz,（9.53）,9.3 互感器的選擇,電流互感器的動穩(wěn)定校驗 電流互感器內部動穩(wěn)定能力，常以允許通過的一次額定電流最大值的倍數kmo，即動穩(wěn)定電流倍數表示。故內部動穩(wěn)定可用下式校驗： 式中Kmo、Ie1由生產廠給出的電流互感器 的動穩(wěn)定倍數及一次側額定電 流； ich故障時可能通過電流互感器的 最大三相短路電流沖擊值。,KmoIe1ich,（9.54）,9.3 互感器的選擇,由于鄰相之間電流的相互作用，使電流互

44、感器絕緣瓷帽上受到外力的作用，因此，對于瓷絕緣型電流互感器應校驗瓷套管的機械強度。瓷套上的作用力可由一般電動力公式計算，故外部動穩(wěn)定應滿足 ： 式中Fal作用于電流互感器瓷帽端部的允許應 力； l電流互感器出線端至最近一個母線支 柱絕緣子之間的跨距。 式（9.55）中的系數0.5表示互感器瓷套端部承受該跨上電動力的一半。,Fal0.51.7310-7ich2,,（N）,（9.55）,9.3 互感器的選擇,【例9.2】試就【例9.1】中的已知條件，選擇圖9.4所示的電流互感器。擬將電流互感器裝在JYN2-10型高壓開關柜內，并選取兩個鐵芯級的互感器，其中一個供儀表用，其所接儀表的電路和儀表參

45、數如圖9.7所示；另一個供繼電保護用。其中5m代表連接導線的長度。,圖9.7 例9.2圖,9.3 互感器的選擇,9.3.2.1 電壓互感器一次回路額定電壓的選擇 為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準確度等級下運行，電壓互感器一次繞組所接電力網電壓應在（0.91.1）Ue1范圍內變動，即滿足下列條件： 式中Ue1電壓互感器一次側額定電壓。 選擇e1時，滿足Ue1=Uew即可。,1.1Ue1Uew0.9Ue1,（9.56）,9.3.2 電壓互感器的選擇,9.3 互感器的選擇,9.3.2.2 電壓互感器二次側額定電壓的選擇 電壓互感器二次側額定線間電壓為100V，應和所接用的儀表或繼電器相適應，如表9

46、.7所示。,,,,表9.7 電壓互感器二次繞組額定電壓選擇,注：J*指中性點直接接地系統(tǒng)。,9.3 互感器的選擇,9.3.2.3 電壓互感器種類和型式的選擇 電壓互感器的種類和型式應根據裝設地點和使用條件進行選擇，例如，在6k35kV屋內配電裝置中，一般采用油浸式或澆注式電壓互感器； 110220kV的配電裝置中通常采用串級式電磁式電壓互感器；220kV及其以上的配電裝置中，當容量和準確度等級滿足要求時，一般采用電容式電壓互感器。,9.3 互感器的選擇,根據配置的地點和用途不同，電壓互感器的選型可以概括為： 接于線路外側專用于同期的，選用一只單相電壓互感器，為同期回路提供外側100V二次額定電

47、壓； 3000kW以下小型發(fā)電機機端應裝兩個單相雙繞組電壓互感器，并接成V/V接線，提供三相線電壓； 每段匯流母線、每個橋接點、主變線路單元的線路側以及3000kW以上的發(fā)電機均應選擇三繞組電壓互感器。,9.3 互感器的選擇,9.3.2.4 按準確度等級和額定二次容量的選擇 一般供功率測量、電能測量以及功率方向保護用的電壓互感器應選擇0.5級或1級的，只供估計被測值的儀表和一般電壓繼電器的選用3級電壓互感器為宜。,9.3 互感器的選擇,電壓互感器的額定二次容量（對應于所要求的準確度等級）SN2，應不小于電壓互感器的二次負荷S2，即： 式中S0、P0、Q0各儀表的視在功率、有功

48、 功率和無功功率； cos各儀表的功率因數。,SN2S2,S2=,（9.57）,9.3 互感器的選擇,如果各儀表和繼電器的功率因數相近，或為了簡化計算起見，也可以將各儀表和繼電器的視在功率直接相加，得出大于S2的近似值，它若不超過SN2，則實際值更能滿足式（9.57）的要求。由于電壓互感器三相負荷常不相等，為了滿足準確度等級的要求，通常以最大相負荷進行比較。計算電壓互感器各相的負荷時，必須注意互感器和負荷的接線方式，如表9.8所示。,9.3 互感器的選擇,表9.8 電壓互感器二次繞組負荷計算公式,9.3 互感器的選擇,【例9.3】已知某35kV變電站低壓側10kV母線上接有有功電能表

49、10只、有功功率表3只、無功功率表1只、母線電壓表及頻率表各1只、絕緣監(jiān)視電壓表3只。其電壓互感器及儀表接線和負荷分配如圖9.8和表9.9所示。試選擇供10kV母線測量用的電壓互感器的類型。,9.3 互感器的選擇,圖9.8 測量儀表與電壓互感器的連接圖,9.3 互感器的選擇,表9.9 電壓互感器各相負荷分配（不完全星形負荷部分）,9.3 互感器的選擇,9.4 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇,9.4 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇,支柱絕緣子和穿墻套管的選擇和校驗項目見 表9.11。 支柱絕緣子及穿墻套管的動穩(wěn)定性應滿足IesIch的要求，按短路電動力計算即： 式中Fal支柱絕緣子或穿墻套管的允許荷

50、重； Fjs加于支柱絕緣子或穿墻套管上的最大 計算力。,FalFjs,（9.58）,表9.11 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇和校驗項目,9.4 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇,Fal可按生產廠家給出的破壞荷重Fdb的60%考慮，即： Fal=0.6Fdb （N） （9.59） Fdb即最嚴重短路情況下作用于支柱絕緣子或穿墻套管上的最大電動力，由于母線電動力作用在母線截面中心線上，而支柱絕緣子的抗彎破壞荷重是按作用在絕緣子帽上給出的，兩者力臂不等，短路時作用于絕緣子帽上的最大計算力為： 式中Fmax最嚴重短路情況下作用于母線上的 最大電動力，如圖9.9所示；,Fjs=,Fmax （N）

51、,（9.60）,9.4 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇,H支柱絕緣子高度，mm； H1從絕緣子底部至母線水平中心線的高度，mm，H=H+b+h/2，其中，b為母線支持片的厚度，一般豎放矩形母線b=18mm；平放矩形母線b=12mm。 布置在同一平面內的三相母線（見圖9.10），在發(fā)生短路時，支柱絕緣子所受的力為： 式中a母線間距，m； Ljs計算跨距，m，對母線中間的支柱絕 緣子，Ljs 取相鄰跨距之和的一半；,Fmax=1.73,（9.61）,9.4 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇,對母線端頭的支柱絕緣子，Ljs 取相鄰跨距的一半；對穿墻套管，則取套管長度與相鄰跨距之和的一半。,圖9.9 絕緣子受力

52、示意圖,9.4 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇,圖9.10 絕緣子和穿墻套管所受電動力,9.4 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇,9.5 母線和電纜的選擇,9.5 母線和電纜的選擇,母線一般按下列條件進行選擇和校驗： 母線材料、類型和布置方式； 導體截面； 熱穩(wěn)定； 動穩(wěn)定； 對于110kV以上母線要進行電暈的校驗； 對重要回路的母線還要進行共振頻率的校驗。,9.5.1 母線的選擇與校驗,9.5 母線和電纜的選擇,9.5.1.1 母線截面的選擇 導體的截面可按長期發(fā)熱允許電流和經濟電流密度選擇。配電裝置的匯流母線通常在正常運行方式下，傳輸容量不大，可按長期發(fā)熱允許電流選擇截面。對年最大負荷利用小時數大，

53、傳輸容量大，長度在20m以上的導體，其截面一般按經濟電流密度選擇。,9.5 母線和電纜的選擇,（1）按長期發(fā)熱允許電流選擇 母線長期發(fā)熱的允許電流Iy應不小于所在回路的最大長期工作電流Igmax，即： KIyIgmax （9.62） 式中Iy母線在允許溫度和標準環(huán)境條件下的 導體長期允許電流； K綜合修正系數，與環(huán)境溫度和導體連 接方式等有關。,9.5 母線和電纜的選擇,（2）按經濟電流密度選擇 按經濟電流密度選擇母線截面可使年綜合費用最低。年綜合費用包括電流通過導體所產生的年電能損耗費、導體投資和折舊費、利息等。從降低電能損耗角度看，母線截面越大越好，而從降低投資、折舊費和利息的角度看，則

54、希望截面越小越好。綜合這些因素，使年綜合費用最小時所對應的母線截面稱為母線的經濟截面，對應的電流密度稱為經濟電流密度。,9.5 母線和電纜的選擇,按經濟電流密度選擇母線截面按下式計算： 式中Igmax通過導體的最大工作電流； Jec經濟電流密度，如表9.12所示。 在選擇母線截面時，應盡量接近按式（9.63）計算所得到的截面，當無合適規(guī)格的導體時，為節(jié)約投資，允許選擇小于經濟截面的導體，但要求同時滿足式（9.62）的要求。,,Sec=,（9.63）,9.5 母線和電纜的選擇,表9.12 經濟電流密度Jec 單位：A/mm2,9.5 母線和電纜的選擇,9.5.1.2 母線的熱穩(wěn)定

55、校驗 按正常電流及經濟電流密度選出母線截面后，還應進行熱穩(wěn)定校驗。由熱穩(wěn)定要求決定的導體最小截面為： 式中I短路電流穩(wěn)態(tài)值； Kf集膚效應系數，對于截面在100mm2 以下的矩形母線，Kf=1； tr熱穩(wěn)定計算時間； C熱穩(wěn)定系數，與材料及發(fā)熱溫度有關，如表9.13所示。,,（9.64）,9.5 母線和電纜的選擇,表9.13 母線的C值,9.5 母線和電纜的選擇,9.5.1.3 母線的動穩(wěn)定校驗 各種形狀的母線通常都安裝在支柱絕緣子上，當沖擊電流通過母線時，電動力將使母線產生彎曲應力， 因此必須校驗母線的動穩(wěn)定性。下面介紹一下矩形母線的應力計算。 （1）單條矩形母線的應力 安裝在同

56、一平面內的三相母線，其中間相受力最大，為：,Fmax=1.7310-7Kf,（N）,（9.65）,9.5 母線和電纜的選擇,式中Fmax一個跨距長度母線所受的電動力，N； K母線形狀系數，當母線相間距離遠 大于母線截面周長時，K=1； l母線跨距，m； a母線相間距，m。 母線通常每隔一定距離由絕緣瓷瓶自由支撐著。因此當母線受電動力作用時，可以將母線看成一個多跨距載荷均勻分布的梁，當跨距段在兩段以上時，其最大彎曲力矩為：,（ Nm ）,（9.66）,9.5 母線和電纜的選擇,若只有兩段跨距時，則： 母線材料在彎曲時的最大相間計算應力為： 式中W母線對垂直于作用力方向軸的截面系 數

57、，又稱抗彎矩，其值與母線截面形 狀及布置方式有關，見表9.14。,（Nm ）,（9.68）,（9.67）,9.5 母線和電纜的選擇,表9.14 母線的截面系數,9.5 母線和電纜的選擇,要想保證母線不因彎曲變形而遭到破壞，必須使母線的計算應力不超過母線的允許應力，即母線的動穩(wěn)定性校驗條件為： 式中xu母線材料的允許應力，對硬鋁母 xu=70MPa；對硬銅母線xu=140MPa。,（9.69）,9.5 母線和電纜的選擇,如果在校驗時，jsxu，則必須采取措施減小母線的計算應力。具體措施有：將母線由豎放改為平放；放大母線截面，這會使投資增加；限制短路電流值能使js大大減小，但須增設電抗器；增

58、大相間距離a；減小母線跨距l(xiāng)，此時可以根據母線材料的最大允許應力來確定絕緣瓷瓶之間的最大允許跨距，即由式（9.66）和式（9.68）可得： 式中F1單位長度母線上所受的電動力，N/m。,（9.70）,9.5 母線和電纜的選擇,當矩形母線水平放置時，為避免導體因自重而過分彎曲，所選取的跨距一般不超過1.52m?？紤]到絕緣子支座及引下線安裝方便，常選取絕緣子跨距等于配電裝置間隔的寬度。 （2）多條矩形導體構成母線的應力計算 當同相母線由多條矩形母線組成時，母線中最大機械應力由相間應力和同相條間應力疊加而成。對于多條母線的應力計算比較復雜，具體可查設計手冊。,9.5 母線和電纜的選擇,9.5.1.4

59、 導體共振校驗 對于重要回路（如發(fā)電機、變壓器及匯流母線等）的導體應進行共振校驗?？捎嬎闫渲幸粚w的一階自振頻率f1，當f1無法限制在共振頻率之外時，導體受力必須乘以動應力系數。f1可由下式求得： 當已知導體材料、形狀、布置方式且應避開自振頻率（一般可取f1=160Hz）外時，可用上式計算導體不發(fā)生共振的絕緣子最大跨距l(xiāng)max，當所取絕緣子跨距l(xiāng)

60、相間距離為a=250mm,跨距長取決于柜寬，即l=1000mm，母線的形狀系數Kf=1，年最大負荷利用小時數為6000h，環(huán)境溫度為30。,9.5 母線和電纜的選擇,電纜的基本結構包括導電芯、絕緣層、鉛包（或鋁包）和保護層幾個部分，按其纜芯材料不同分為銅芯和鋁芯兩大類，按其采用的絕緣介質不同分為油浸紙絕緣和塑料絕緣兩大類。 電纜制造成本高，投資大，但是具有運行可靠、不易受外界影響、不需架設電桿、不占地面、不礙觀瞻等優(yōu)點。,9.5.2 電纜的選擇與校驗,9.5 母線和電纜的選擇,（1）按結構類型選擇電纜 （即選擇電纜的型號） 根據電纜的用途、電纜敷設的方法和場所不同，選擇電纜的芯數、芯線的材料、

61、絕緣的種類、保護層的結構以及電纜的其他特征，最后確定電纜的型號。 （2）按額定電壓選擇 可按照電纜的額定電壓Ue不低于敷設地點電網額定電壓Uew的條件選擇電纜的型號，即：,Ue Uew,（9.72）,9.5 母線和電纜的選擇,（3）電纜截面的選擇 電纜截面一般應根據最大長期工作電流選擇，但是對有些回路，如發(fā)電機、變壓器回路，其年最大負荷利用小時數超過5000h，且長度超過20m時，應按經濟電流密度來選擇。 按導體長期允許電流選擇 電纜長期發(fā)熱的允許電流Iy， 應不小于所在回路的最大長期工作電流Igmax，即： 式中Iy電纜在允許溫度和標準環(huán)境條件下的 導體長期允許電流； K綜合修正系數。,KI

62、yIgmax,（9.73）,9.5 母線和電纜的選擇,按經濟電流密度選擇 按經濟電流密度選擇電纜截面的方法與按經濟電流密度選擇母線截面的方法相同，即按下式計算： 按經濟電流密度選出的電纜，必須按最大長期工作電流校驗，還應決定經濟合理的電纜根數。當截面S150mm2時，其經濟根數為一根；當截面大于150mm2時，其經濟根數可按S/150決定。例如，計算出Sec為200mm2，則選擇兩根截面為120mm2的電纜為宜。,,Sec=,（9.74）,9.5 母線和電纜的選擇,為了不損傷電纜的絕緣和保護層，電纜彎曲的曲率半徑不應小于一定值（例如，三芯紙絕緣電纜的曲率半徑不應小于電纜外徑的15倍）。為此，

63、一般應避免采用芯線截面大于185mm2的電纜。,,9.5 母線和電纜的選擇,（4）熱穩(wěn)定校驗 電纜截面熱穩(wěn)定的校驗方法與母線熱穩(wěn)定校驗方法相同。滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面可按下式求得： 式中C與電纜材料及允許發(fā)熱溫度有關的系 數，可查技術手冊得到。,（9.75）,9.5 母線和電纜的選擇,驗算電纜熱穩(wěn)定的短路點按下列情況確定: 單根無中間接頭電纜，選電纜末端短路；長度小于200m的電纜，可選電纜首端短路。 有中間接頭的電纜，短路點選擇在第一個中間接頭處。 無中間接頭的并列連接電纜，短路點選在并列點后。,9.5 母線和電纜的選擇,（5）電壓損失校驗 正常運行時，電纜的電壓損失應不大于額定電壓的5%

64、，即： 式中S電纜截面面積，mm2； 電纜導體的電阻率，鋁芯 =0.035mm2/m（50），銅芯 =0.0206mm2/m（50）。,,（9.76）,9.5 母線和電纜的選擇,當系統(tǒng)發(fā)生短路時，會出現短路電流的電動力效應和熱效應。短路電流的熱效應屬于短時發(fā)熱。選擇電氣設備時，必須遵循設備選擇的一般條件。電氣設備的選擇包括兩大部分，一是電氣設備所必須滿足的條件，即按正常工作條件（最高工作電壓和最大持續(xù)工作電流）選擇，并按短路狀態(tài)校驗動、熱穩(wěn)定；二是根據不同電氣設備的特點而提出的選擇和校驗項目。,小 結,高壓斷路器、隔離開關、負荷開關、互感器的選擇要嚴格按照技術參數確定，并進行動、熱穩(wěn)定校驗。導體受力計算一般包括最大電動力計算、硬導體的機械應力計算和導體共振效應幾個方面。母線一般按照導體材料、類型和敷設方式、導體截面、電暈、熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定、共振頻率來選擇。軟導體不校驗動穩(wěn)定和共振頻率。電力電纜的選擇要注意載流量的溫度校正。絕緣子和套管的選擇要注意跨距，并校驗最大力在設備可承受的范圍之內。,小 結,