全套課件-供配電技術(shù)

第2章供配電一次系統(tǒng)供配電技術(shù)2第2章供配電一次系統(tǒng)2.1供配電系統(tǒng)常用電氣設(shè)備2.2變電所的電氣主接線2.3變電所的結(jié)構(gòu)與布置2.4供配電網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.5供電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與敷設(shè)32.1供配電系統(tǒng)常用電氣設(shè)備2.1.1

電力變壓器

電力變壓器（powertransformer）是變電所的核心設(shè)備，通過它將一種電壓的交流電能轉(zhuǎn)換成另一種電壓的交流電能，以滿足輸電、供電、配電或用電的需要。41.常用電力變壓器的種類（1）按相數(shù)分類：有三相電力變壓器和單相電力變壓器。大多數(shù)場合使用三相電力變壓器，在一些低壓單相負(fù)載較多的場合，也使用單相變壓器。（2）按繞組導(dǎo)電材料分類：有銅繞組變壓器和鋁繞組變壓器。目前一般均采用銅繞組變壓器。（3）按絕緣介質(zhì)分類：有油浸式變壓器和干式變壓器。油浸式變壓器由于價(jià)格低廉而得到了廣泛應(yīng)用；干式變壓器有不易燃燒、不易爆炸的特點(diǎn)，特別適合在防火、防爆要求高的場合使用，絕緣形式有環(huán)氧澆注式、開啟式、六氟化硫（SF6）充氣式和纏繞式等。干式變壓器現(xiàn)已在中壓等級的電網(wǎng)中逐步得到了廣泛的應(yīng)用。52.常用變壓器的容量系列

我國目前的變壓器產(chǎn)品容量系列為R10系列，即變壓器容量等級是按為倍數(shù)確定的，如：100kVA、125kVA、160kVA、200kVA、250kVA、315kVA、500kVA、630kVA、800kVA、1000kVA、1250kVA、1600kVA等。62.1.2高壓開關(guān)設(shè)備1.高壓斷路器2.高壓隔離開關(guān)4.高壓負(fù)荷開關(guān)5.高壓熔斷器7

高壓斷路器（circuit-breaker）是帶有強(qiáng)力滅弧裝置的高壓開關(guān)設(shè)備，是供配電系統(tǒng)中重要的開關(guān)設(shè)備，它能夠開斷和閉合正常線路與故障線路，主要用于供配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)與保護(hù)裝置配合自動(dòng)切斷系統(tǒng)的短路電流。 高壓斷路器通常按照滅弧介質(zhì)分類，主要有:少油斷路器（已基本淘汰）真空斷路器SF6（六氟化硫）斷路器高壓斷路器的型號含義89SN10-10型斷路器10ZN28-12型ZN28A-12型VD4型11瓷柱式落地罐式12

隔離開關(guān)的主要功能是隔離電源，當(dāng)它處于分閘狀態(tài)時(shí)，有著明顯的斷口，使處于其后的高壓母線、斷路器等電力設(shè)備與電源或帶電高壓母線隔離，以保障檢修工作的安全。由于不設(shè)滅弧裝置，隔離開關(guān)一般不允許帶負(fù)荷操作，即不允許接通和分?jǐn)嘭?fù)荷電流（和斷路器配合使用時(shí)，要嚴(yán)格遵守操作順序，即停電時(shí)，應(yīng)先使斷路器跳閘，后拉開隔離開關(guān)；送電時(shí)，應(yīng)先合隔離開關(guān)，再閉合斷路器）。 但可用來分合一定的小電流，如勵(lì)磁電流不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路以及電壓互感器和避雷器等。1314

高壓負(fù)荷開關(guān)是一種介乎隔離開關(guān)與斷路器之間的結(jié)構(gòu)簡單的高壓電器，具有簡單的滅弧裝置，常用來分合負(fù)荷電流和較小的過負(fù)荷電流，但不能分?jǐn)喽搪冯娏?。此外，?fù)荷開關(guān)還大多數(shù)具有明顯的斷口，具有隔離開關(guān)的作用。

負(fù)荷開關(guān)常與熔斷器聯(lián)合使用，由負(fù)荷開關(guān)分?jǐn)嘭?fù)荷電流，利用熔斷器切斷故障電流。因此在容量不是很大、同時(shí)對保護(hù)性能的要求也不是很高時(shí)，負(fù)荷開關(guān)與熔斷器組合起來便可取代斷路器，從而降低設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用。這種形式廣泛應(yīng)用于城網(wǎng)改造和農(nóng)村電網(wǎng)。15真空式SF6式油浸式壓氣式16

高壓熔斷器（fuse）是供配電網(wǎng)絡(luò)中人為設(shè)置的最薄弱的元件。當(dāng)其所在電路發(fā)生短路或長期過載時(shí)，它便因過熱而熔斷，并通過滅弧介質(zhì)將熔斷時(shí)產(chǎn)生的電弧熄滅，最終開斷電路，以保護(hù)電力電路及其他的電氣設(shè)備。跌落式熔斷器限流式熔斷器17低壓斷路器刀開關(guān)低壓負(fù)荷開關(guān)2.1.3低壓開關(guān)設(shè)備播放動(dòng)畫182.1.4互感器

電壓互感器（potentialtransformer）和電流互感器（currenttransformer）常統(tǒng)稱為互感器，從基本結(jié)構(gòu)和原理來說，互感器是一種特殊的變壓器。電力系統(tǒng)中的電壓及電流，數(shù)值相差范圍極大。為了減少測量儀表的規(guī)格，簡化其生產(chǎn)過程，保證測量人員的安全操作，對于高電壓、大電流均采用互感器降壓、變流后再進(jìn)行測量。同時(shí)互感器也可以作為繼電保護(hù)和信號裝置的電源，以使控制和保護(hù)裝置與高壓回路隔開。19

電壓互感器可以擴(kuò)大測量范圍，相當(dāng)于是一種降壓變壓器。它是由兩個(gè)或者三個(gè)互相絕緣的線圈繞在同一個(gè)鐵芯上構(gòu)成的，二次側(cè)額定電壓為100V。電壓互感器的使用注意事項(xiàng)①電壓互感器在使用時(shí)，二次側(cè)不能短路。②為了安全起見，電壓互感器二次側(cè)必須有一端接地。20

電流互感器將主回路的大電流變換成小電流，供計(jì)量和繼電保護(hù)用。電流互感器二次側(cè)額定電流通常為5A或1A。電流互感器的使用注意事項(xiàng)①電流互感器二次側(cè)不允許開路；②電流互感器二次側(cè)必須一點(diǎn)接地；③注意電流互感器二次繞組的極性。212.1.5組合電器成套裝置1．環(huán)網(wǎng)供電單元

環(huán)網(wǎng)供電單元（TheUnitofRingNetworkPowerSupply）由間隔組成，一般至少有三個(gè)間隔組成，即兩個(gè)環(huán)纜進(jìn)出間隔和一個(gè)變壓器回路間隔。22

城網(wǎng)一般用環(huán)纜，在用架空線的地方，可將架空線引至環(huán)網(wǎng)供電單元旁，再由電纜引進(jìn)和引出，如圖所示。232.預(yù)裝式變電站

預(yù)裝式變電站（prefabricatedsubstation）俗稱箱式變電站。預(yù)裝式變電站就是一種把高壓開關(guān)設(shè)備，配電變壓器和低壓配電裝置按一定線路方案排布成一體的預(yù)制型戶內(nèi)、戶外緊湊式配電設(shè)備。24

特別適用于城網(wǎng)建設(shè)與改造，具有成套性強(qiáng)，體積小，占地少，能深入負(fù)荷中心，提高供電質(zhì)量，減少損耗，送電周期短，選址靈活，對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，安裝方便，運(yùn)行安全可靠及投資少，見效快等一系列優(yōu)點(diǎn)。

預(yù)裝式變電站三個(gè)主要部分（高壓配電裝置，變壓器及低壓配電裝置）的布置方式一般有兩種：

“目”字形和

“品”字形。

“目”字形布置接線方便，而

“品”字形布置接線緊湊。

2526273．高壓開關(guān)柜

開關(guān)柜是金屬封閉式開關(guān)設(shè)備的俗稱。按照國標(biāo)GB3906的定義，金屬封閉開關(guān)設(shè)備是指除進(jìn)出線外，完全被金屬外殼包住的開關(guān)設(shè)備。

高壓開關(guān)柜（highvoltageswitchgear）結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，安裝工作量小，使用和維修方便，且有多種接線方案以供選擇，故用戶使用極為便利。

28（1）空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（開關(guān)柜）1）分類鎧裝式各室間用金屬板隔離且接地，如KYN1-10型間隔式各室間是用一個(gè)或多個(gè)非金屬板隔離，如JYN2-10型箱式

具有金屬外殼，但間隔數(shù)目少于鎧裝式或隔離式，如XGN2-10型293031322）型式高壓斷路器的置放有兩種型式：落地式斷路器手車本身落地，推入柜內(nèi)。如KYN1-10型和JYN2-10型。中置式手車裝于柜子中部，如KYN18型中置柜，手車的裝卸需要裝卸車。目前中置式開關(guān)柜越來越多。33343）高壓開關(guān)柜的型號含義 高壓開關(guān)柜型號的表示和含義如下

354）“五防”功能 高壓開關(guān)柜必須裝設(shè)防止電氣誤操作的裝置，具體功能為：防止誤分、誤合斷路器；防止帶負(fù)荷推拉小車；防止誤入帶電間隔；防止帶電掛接地線或合接地開關(guān)；防止接地開關(guān)在接地位置時(shí)送電。

36（2）SF6絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（充氣柜）

以SF6氣體絕緣的開關(guān)柜簡稱充氣柜。此產(chǎn)品的高壓元件諸如母線、斷路器、隔離開關(guān)、互感器等封閉在充有較低壓力（一般0.02~0.05MPa）的SF6氣體的殼體內(nèi)。最大特點(diǎn)是不受外界環(huán)境條件的影響，可用在環(huán)境惡劣的場所。還有一個(gè)重要特點(diǎn)是：由于使用性能優(yōu)異的SF6絕緣，大大縮小了柜體的外形尺寸。與空氣絕緣相比，SF6充氣柜的安裝面積為其26%，體積為其27%。同時(shí)，由于充氣柜配有性能良好的無油開關(guān)，大大減少了維修和檢修工作量。

374．低壓開關(guān)柜

低壓開關(guān)柜又叫低壓配電屏。是按一定的線路方案將有關(guān)低壓設(shè)備組裝在一起的成套配電裝置。其結(jié)構(gòu)形式主要有固定式、抽屜式兩大類。固定式開關(guān)柜常見的型號有GGD等。抽出式開關(guān)柜常見的型號有GCK、GCL、DOMINO、MNS、SIVACON等。

返回目錄382.2變電所的電氣主接線2.2.1對主接線的基本要求1.主接線的定義

變電所的電氣主接線是由電力變壓器、各種開關(guān)電器、電流互感器、電壓互感器、母線、電力電纜或?qū)Ь€、移相電容器、避雷器等電氣設(shè)備以一定次序相連接的接受和分配電能的電路。392.主接線的要求（1）安全性必須保證在任何可能的運(yùn)行方式及檢修狀態(tài)下運(yùn)行人員及設(shè)備的安全。（2）可靠性能滿足各級用電負(fù)荷供電可靠性要求。（3）靈活性主接線應(yīng)在安全、可靠的前提下，力求接線簡單運(yùn)行靈活，應(yīng)能適應(yīng)各種可能的運(yùn)行方式的要求。（4）經(jīng)濟(jì)性在滿足以上要求的條件下，力求達(dá)到最少的一次投資與最低的年運(yùn)行費(fèi)用最低。402.2.2有匯流母線的主接線

母線（bus）實(shí)質(zhì)上是主接線電路中接受和分配電能的一個(gè)電氣聯(lián)結(jié)點(diǎn)，形式上它將一個(gè)電氣聯(lián)結(jié)點(diǎn)延展成一條線，以便于多個(gè)進(jìn)出線回路的聯(lián)結(jié)。 有匯流母線的主接線是我國目前廣泛采用的接線形式，按母線設(shè)置組數(shù)的不同，又可分為單母線接線和雙母線接線兩大類。

411．單母線接線

常用的單母線接線方式有單母線制和單母線分段制。單母線制

單母線制形式如圖所示，是有匯流母線的主接線中結(jié)構(gòu)最為簡單的一類。在這種接線中所有電源和引出線回路都連接于同一母線上。 單母線制的可靠性和靈活性都較低，母線或連接于母線上的任一隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，都將影響全部負(fù)荷的用電。42

單母線分段接線

為了提高單母線接線的供電可靠性和靈活性，可采用斷路器分段的單母線接線，如圖所示，圖中的QF3稱為分段斷路器。432.雙母線接線

對于特別重要的負(fù)荷，當(dāng)采用單母線分段接線，可靠性不能滿足要求時(shí)，可考慮采用雙母線接線，如圖所示。W1為工作母線，W2為備用母線，其間通過斷路器QF連接起來，QF稱為母聯(lián)斷路器。442.2.3無匯流母線的主接線

前面分析的各種有母線的主接線形式中所采用的斷路器數(shù)目一般都大于連接回路的數(shù)目，造成整個(gè)配電裝置占地面積大，建設(shè)成本高。對于一些對經(jīng)濟(jì)性要求較高的場合，在滿足主接線可靠性要求的前提下，可考慮采用無匯流母線的主接線。 常見的有單元式接線和橋式接線。

451.單元式接線——線路-變壓器組接線

單元式接線用于只有一回進(jìn)線和一回出線的場合，只有一種運(yùn)行方式，如圖所示。這種這主接線形式只適用于向三級負(fù)荷供電。462.橋式接線

當(dāng)只有兩臺變壓器和兩條線路時(shí)，可以采用橋式接線。橋式接線是單母線分段接線中進(jìn)出線回路數(shù)相同，且取消進(jìn)線或出線斷路器時(shí)的特殊情況，將此時(shí)的母線分段斷路器稱為橋斷路器。

47橋式接線按照橋斷路器的位置可分為：內(nèi)橋式接線外橋式接線48

橋斷路器在進(jìn)線斷路器的內(nèi)側(cè)（即變壓器側(cè)），則稱為內(nèi)橋式接線，如圖(a)所示。 橋斷路器在進(jìn)線斷路器的外側(cè)（即進(jìn)線側(cè)），則稱為外橋式接線，如圖(b)所示。49

內(nèi)橋式接線的特點(diǎn)是：線路的投切比較方便，變壓器的投切比較復(fù)雜，所以內(nèi)橋式接線適用于進(jìn)線線路較長，負(fù)荷比較平穩(wěn)，變壓器不需要經(jīng)常投切的場合。

外橋式接線的特點(diǎn)和內(nèi)橋相反：它適用于進(jìn)線線路較短、負(fù)荷變化較大，變壓器需要經(jīng)常切換的場合。

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橋式接線有工作可靠、靈活、使用的電器少、裝置簡單清晰和建設(shè)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，并且它特別容易發(fā)展為單母線分段和雙母線接線。因此廣泛使用在220kV及以下的變電所中，具有兩路電源的工廠企業(yè)變電所也普遍采用，還可以作為建設(shè)初期的過渡接線。512.2.4變電所的主接線舉例1.總降壓變電所常見的主接線

負(fù)荷大多為一類和二類負(fù)荷的化工廠、煤氣廠、煉油廠等大型工業(yè)企業(yè)采用35~10kV的線路兩回路供電時(shí)，一般高壓側(cè)多采用內(nèi)橋式接線，低壓側(cè)采用單母線分段接線。如圖所示。

522.車間變電所主接線

車間變電所供電線路往往較短，并考慮廠區(qū)美化因素，常采用電纜配電。這時(shí)車間變電所主接線的典型方案如圖所示。圖（a）在變壓器高壓側(cè)不設(shè)開關(guān)，變壓器的操作和保護(hù)在總降壓變電所饋出線處實(shí)現(xiàn)，低壓母線故障由低壓側(cè)斷路器保護(hù)。當(dāng)需要在車間變電所操作空載變壓器時(shí)，可選用圖（b）或圖（c）所示方案，其中，圖（b）適用于變壓器容量不大于630kVA的變電所。

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當(dāng)車間變電所由架空線供電時(shí)，其典型方案如圖所示。圖（a）和圖（b）適用于變壓器容量不大于630kVA的變電所，圖（c）則適用于變壓器容量較大的變電所。542.3變電所的結(jié)構(gòu)與布置2.3.1變電所的分類及位置的確定1．變電所的分類（1）在供配電系統(tǒng)中，一般將110kV/10（6）kV或35kV/10（6）kV的變電所稱為區(qū)域變電所或總降壓變電所。（2）10（6）kV/0.4kV的變配電所稱為用戶變電所，在工業(yè)企業(yè)中則稱為車間變電所。（3）10kV配電站又稱開閉所，在城市電網(wǎng)中使用較為普遍。552．變電所位置的確定

變電所位置的確定遵循以下原則：（1）接近負(fù)荷中心（2）進(jìn)出線方便（3）靠近電源側(cè)（4）滿足供電半徑的要求（5）運(yùn)輸設(shè)備方便（6）避免設(shè)在有劇烈震動(dòng)和高溫的場所（7）避免設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所（8）避免設(shè)在潮濕或易積水場所（9）避免設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域或有火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域的正上面或正下面562.3.2成套配電裝置

配電裝置就是根據(jù)主接線的要求連接起來，用來接受和分配電能的若干電氣設(shè)備的組合。其目的是滿足主接線的電氣要求。 構(gòu)成配電裝置的電氣設(shè)備除了主接線圖中所表達(dá)的一次回路電氣設(shè)備之外，還包括為使主接線得以正常工作所需的二次回路電氣設(shè)備，如控制電器、保護(hù)電器和測量電器等。57

目前變電所3~10kV配電設(shè)備及低壓配電設(shè)備多采用成套配電裝置。成套配電裝置按主接線要求，將一、二次回路中電氣元件按順序連接組裝在有金屬框架構(gòu)成的柜體中。成套配電裝置可分為高壓成套配電裝置（即高壓開關(guān)柜）及低壓成套配電裝置（含配電屏、柜、箱）兩大類。581．高壓成套配電裝置的使用

同一系列不同規(guī)格的開關(guān)柜內(nèi)有不同的元件組合方案。如KYN系列開關(guān)柜規(guī)格有KYN-10-01，KYN-10-02，KYN-10-03等，其對應(yīng)的柜內(nèi)接線方案如圖所示。

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將不同規(guī)格的開關(guān)柜作適當(dāng)?shù)慕M合就可構(gòu)成一種主接線形式。圖（a）所示為一般形式的主接線圖，圖（b）所示是經(jīng)過適當(dāng)變換，由開關(guān)柜組合起來的主接線圖，又叫做主接線配置圖或開關(guān)柜排列圖。602．低壓成套配電裝置的使用

每種類型開關(guān)柜（或配電屏或配電箱）不同規(guī)格內(nèi)有不同的元件組合，同高壓開關(guān)柜一樣，將它們作適當(dāng)?shù)慕M合就可構(gòu)成一種主接線方案。612.3.3變電所的總體布置

變電所的總體布置主要是指變壓器室、高壓配電室、低壓配電室、電容器室、控制室(值班室)、休息室、工具間等布置方案，對露天變電所來講，變壓器是放置在室外的，不設(shè)變壓器室。這里主要介紹室內(nèi)變電所的總體布置方案。62變電所總體布置方案應(yīng)滿足下列要求:

(1)35kV戶內(nèi)變電所宜采用雙層布置，6~10kV變電所宜采用單層布置。采用雙層布置時(shí)，變壓器應(yīng)設(shè)在底層；采用單層布置時(shí)，變壓器宜露天或半露天安裝。(2)變電所各室的布置應(yīng)當(dāng)緊湊合理，便于進(jìn)出線設(shè)備的連接，便于設(shè)備的操作、搬運(yùn)、檢修、試驗(yàn)和巡視，還要考慮發(fā)展的可能性。(3)高低壓配電室的位置應(yīng)便于進(jìn)出線，變壓器室的位置應(yīng)便于運(yùn)輸、安裝和維護(hù)。低壓配電室應(yīng)靠近變壓器室，電容器室宜與變壓器室及相應(yīng)電壓等級的配電室相連。變壓器室和電容器室應(yīng)盡量避免西曬，并盡可能利用自然采光和自然通風(fēng)。63(4)當(dāng)有兩臺變壓器時(shí)，每臺油量為100kg及以上的三相變壓器，應(yīng)設(shè)在單獨(dú)的變壓器室內(nèi)。干式變壓器和不帶可燃油的高低壓配電裝置，可設(shè)在同一房間內(nèi)。(5)從安全角度考慮，配電室、變壓器室、電容器室的門應(yīng)向外開，相鄰配電室之間有門時(shí)，該門應(yīng)雙向開啟或向低壓室方向開啟。但變電所的門窗不宜直接通向相鄰的酸、堿、蒸汽、粉塵和噪聲嚴(yán)重的場所。(6)控制室、值班室應(yīng)盡量靠近高低壓配電室，且有門直通，控制室、值班室的大門應(yīng)朝外開。控制室、值班室和輔助房間的位置應(yīng)便于運(yùn)行人員工作和管理。有些工廠變電所的控制室、值班室是合在一起的，為了值班人員的方便，應(yīng)設(shè)置廁所和上、下水設(shè)施。(7)配電室、控制室、值班室等的地面，宜高出室外地面150～300mm。當(dāng)附設(shè)于車間內(nèi)時(shí)，則可與車間的地面相平。64

變電所常用的幾種平面布置方案，如圖所示。返回目錄652.4供配電網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

供配電網(wǎng)絡(luò)常用的典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為：放射式樹干式環(huán)式662.4.1放射式1.單回路放射式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

這種供電方式的特點(diǎn)是供電可靠性較高，當(dāng)任意一回線路故障時(shí)，不影響其它回路供電，且操作靈活方便，易于實(shí)現(xiàn)保護(hù)和自動(dòng)化。可用于對容量較大、位置較分散的三級負(fù)荷供電。此種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在中壓和低壓系統(tǒng)中均比較常見。

672.雙回路放射式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

對于重要的用戶，為保證供電回路故障時(shí)，不影響對用戶供電，可采用雙回路放射式接線，如下圖所示。 一次投資較大，因此一般僅用于確需高可靠性的用戶，并可將雙回路的電源端接于不同的電源，以保證電源和線路同時(shí)得以備用，可向一、二級負(fù)荷供電。此種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在中壓和低壓系統(tǒng)中均常見。683.帶公共備用線的放射式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

當(dāng)二級負(fù)荷比較分散時(shí)，也可采用帶公共備用線的放射式接線，以節(jié)省投資，如下圖所示。此種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般在中壓系統(tǒng)中應(yīng)用。

692.4.2樹干式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.單回路樹干式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

如下圖所示，樹干式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就是由電源端向負(fù)荷端配出干線，在干線的沿線引出數(shù)條分支線向用戶供電。 一般用于向三級負(fù)荷供電。702.雙回路樹干式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

對于要求高可靠性的用戶，采用雙回路干線，使線路互為備用，同時(shí)可將雙回路引自不同的電源，如圖所示，實(shí)現(xiàn)電源和線路的兩種備用，達(dá)到向一、二級負(fù)荷供電的目的。這種結(jié)構(gòu)在中、低壓系統(tǒng)中均廣泛應(yīng)用。

712.4.3環(huán)式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

環(huán)式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般用于中壓系統(tǒng)或高壓系統(tǒng)，尤其在城市供配電網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用。可用于對二、三級負(fù)荷供電。如圖所示，電源可為多個(gè)或一個(gè)，通常采用開環(huán)運(yùn)行方式。722.4.4各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的適用對象1.中壓系統(tǒng)（1）對于城市非重要用戶及郊區(qū)，可靠性要求不高，可采用樹干式結(jié)構(gòu)。（2）對負(fù)荷密度大，且供電要求高的用戶可采用雙電源雙回路樹干式或環(huán)式結(jié)構(gòu)。（3）對于提供雙電源有困難，用戶的供電可靠性要求又較高的情況，可采用放射式結(jié)構(gòu)。732.低壓系統(tǒng)

在低壓供電系統(tǒng)中，環(huán)式結(jié)構(gòu)較少使用，常見的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式是放射式結(jié)構(gòu)和樹干式結(jié)構(gòu)。（1）對于單臺設(shè)備容量較大或較重要場合，一般采用放射式結(jié)構(gòu)。（2）對于非重要用電設(shè)備，用電性質(zhì)相近，又便于線路敷設(shè)時(shí)，一般采用樹干式結(jié)構(gòu)。（3）對于重要用電設(shè)備，可采用雙電源雙回路樹干式結(jié)構(gòu)或雙電源雙回路放射式結(jié)構(gòu)。返回目錄742.5供電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與敷設(shè)2.5.1架空線

架空線路是用桿塔將導(dǎo)線懸掛在空中，導(dǎo)線利用絕緣瓷瓶支持在桿塔的橫擔(dān)上。架空線路主要由導(dǎo)線（一般為鋼芯鋁絞線）、桿塔、絕緣瓷瓶和線路金具等基本元件組成。75優(yōu)點(diǎn)：1）設(shè)備簡單，造價(jià)低。2）露置空中，易于檢修和維護(hù)。3）利用空氣絕緣，建造比較容易。缺點(diǎn)：1）侵占地面位置，有礙交通。2）易受環(huán)境影響、安全可靠性較差。3）影響廠區(qū)美化。762.5.2電纜線路

電纜線路與架空線路相比，具有運(yùn)行可靠，不易受外界影響，不占地面的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也具有投資大，敷設(shè)維修困難，難于發(fā)現(xiàn)和排除故障的缺點(diǎn)。1.電纜的結(jié)構(gòu) 電纜主要由導(dǎo)體、絕緣層、護(hù)套層和鎧裝層組成。772.電纜敷設(shè)

電纜的敷設(shè)路徑要求盡量最短，轉(zhuǎn)彎最少，盡量避免與各種地下管道交叉，散熱要好。

常用的電纜敷設(shè)方式有：直接埋地敷設(shè)電纜溝電纜橋架 另外還有電纜隧道、電纜排管等方式，但較少使用。

78直接埋地敷設(shè)

首先挖一深0.7～1m的壕溝，于溝底填上100mm的細(xì)砂或軟土，再鋪設(shè)電纜，然后填以沙土，加上保護(hù)板，最后回填沙土。這種方式電纜易受機(jī)械損傷，土壤化學(xué)腐蝕，可靠性差，檢修不便，多用于根數(shù)不多的線路。79電纜溝

電纜溝敷設(shè)占地少，走向靈活，能容納較多電纜，但檢修維護(hù)也不方便，適用于多條電纜走向相同的情況，在容易積水的場所不宜使用。80電纜橋架

電纜敷設(shè)在電纜橋架內(nèi)，電纜橋架裝置是由支架、蓋板、支臂和線槽等組成。電纜橋架敷設(shè)克服了電纜溝敷設(shè)電纜時(shí)存在的積水、積灰、易損壞電纜等多種弊病，改善了運(yùn)行條件，具有占用空間少、投資省、建設(shè)周期短、便于采用全塑電纜和工廠系列化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。812.5.3車間線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)

車間線路，包括室內(nèi)配電線路和室外配電線路。室內(nèi)配電線路大多采用絕緣導(dǎo)線，但配電干線則采用裸導(dǎo)線（裸母線結(jié)構(gòu)），少數(shù)采用電纜。室外配電線路指沿車間外墻或屋檐敷設(shè)的低壓配電線路，都采用絕緣導(dǎo)線，也包括車間之間用絕緣導(dǎo)線敷設(shè)的短距離的低壓架空線路。821．絕緣導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)

絕緣導(dǎo)線按芯線材質(zhì)分，有銅芯和鋁芯兩種。除重要回路及震動(dòng)場所或?qū)︿X有腐蝕的場所應(yīng)采用銅芯絕緣導(dǎo)線外，一般應(yīng)優(yōu)先選用鋁芯絕緣導(dǎo)線。 絕緣導(dǎo)線的敷設(shè)方式，分明敷和暗敷兩種。明敷是導(dǎo)線直接或在管子、線槽等保護(hù)體內(nèi)，敷設(shè)于墻壁、頂棚的表面及絎架、支架等處。暗敷是導(dǎo)線在管子、線槽等保護(hù)體內(nèi)，敷設(shè)于墻壁、頂棚、地坪及樓板等內(nèi)部，或者在混凝土板孔內(nèi)敷線等。

832.裸導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)

車間內(nèi)的配電裸導(dǎo)線大多采取硬母線的結(jié)構(gòu)，其截面形狀有圓形、管形和矩形等，其材質(zhì)有銅、鋁和鋼。車間中以采用LMY型硬鋁母線最為普遍?，F(xiàn)代化的生產(chǎn)車間，大多采用封閉式母線（亦稱母線槽）布線，封閉式母線安全、靈活、美觀，但耗用鋼材較多，投資較大。 84

為了識別裸導(dǎo)線相序，以利于運(yùn)行維護(hù)和檢修，GB2681-81《電工成套裝置中的導(dǎo)線顏色》規(guī)定交流三相系統(tǒng)中的裸導(dǎo)線應(yīng)按表所示涂色。裸導(dǎo)線涂色不僅用來辨別相序及其用途，而且能防蝕和改善散熱條件。

交流三相系統(tǒng)中裸導(dǎo)線的涂色黃綠雙色淡藍(lán)紅綠黃涂漆顏色PE線N線和PEN線C線B線A線裸導(dǎo)線類別返回目錄第3章負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償供配電技術(shù)86第3章負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償3.1負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷3.2用電設(shè)備額定容量的確定3.3負(fù)荷計(jì)算的方法3.4功率損耗與電能損耗3.5變電所中變壓器臺數(shù)與容量的選擇3.6功率因數(shù)與無功功率補(bǔ)償873.1負(fù)荷曲線與計(jì)算負(fù)荷3.1.1負(fù)荷曲線

負(fù)荷曲線（loadcurve）是指用于表達(dá)電力負(fù)荷隨時(shí)間變化情況的函數(shù)曲線。在直角坐標(biāo)系中，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷（有功功率或無功功率）值，橫坐標(biāo)表示對應(yīng)的時(shí)間（一般以小時(shí)為單位）。

881．負(fù)荷曲線的分類按負(fù)荷的功率性質(zhì)分：

可分為有功負(fù)荷曲線和無功負(fù)荷曲線；按所表示的負(fù)荷變動(dòng)的時(shí)間分：

可分為日負(fù)荷、月負(fù)荷和年負(fù)荷曲線。8990912．年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)（1）年最大負(fù)荷Pmax

年最大負(fù)荷Pmax就是全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率，因此年最大負(fù)荷也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷P30。（2）年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax

年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)又稱為年最大負(fù)荷使用時(shí)間Tmax，它是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷Pmax(或P30)持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能。

92

下圖為某廠年有功負(fù)荷曲線，此曲線上最大負(fù)荷Pmax就是年最大負(fù)荷，Tmax為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。933.平均負(fù)荷Pav

平均負(fù)荷Pav，就是電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間內(nèi)消耗的電能W除以時(shí)間t的值，即Pav=W/t

年平均負(fù)荷為Pav=Wa/8760

943.1.2計(jì)算負(fù)荷（calculatedload）

通常將以半小時(shí)平均負(fù)荷為依據(jù)所繪制的負(fù)荷曲線上的“最大負(fù)荷”稱為計(jì)算負(fù)荷，并把它作為按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，用Pca(Qca、Sca、Ica)或P30(Q30、S30、I30)表示。

95規(guī)定取“半小時(shí)平均負(fù)荷”的原因： 一般中小截面導(dǎo)體的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)τ為10min以上，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)表明，中小截面導(dǎo)線達(dá)到穩(wěn)定溫升所需時(shí)間約為3τ=3×10＝30（min），如果導(dǎo)線負(fù)載為短暫尖峰負(fù)荷，顯然不可能使導(dǎo)線溫升達(dá)到最高值，只有持續(xù)時(shí)間在30min以上的負(fù)荷時(shí)，才有可能構(gòu)成導(dǎo)線的最高溫升。963.1.3負(fù)荷計(jì)算的意義和目的

負(fù)荷計(jì)算主要是確定計(jì)算負(fù)荷，如前所述，若根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇導(dǎo)體及電器，則在實(shí)際運(yùn)行中導(dǎo)體及電器的最高溫升不會(huì)超過允許值。計(jì)算負(fù)荷是設(shè)計(jì)時(shí)作為選擇工廠供配電系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)。正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大，是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。返回目錄973.2用電設(shè)備額定容量的確定3.2.1用電設(shè)備的工作方式用電設(shè)備按其工作方式可分為三種：

（1）連續(xù)運(yùn)行工作制（長期工作制）（2）短時(shí)運(yùn)行工作制（短暫工作制）（3）斷續(xù)運(yùn)行工作制（重復(fù)短暫工作制）98連續(xù)運(yùn)行工作制（長期工作制）

在規(guī)定的環(huán)境溫度下連續(xù)運(yùn)行，設(shè)備任何部分溫升均不超過最高允許值，負(fù)荷比較穩(wěn)定。如通風(fēng)機(jī)水泵、空氣壓縮機(jī)、皮帶輸送機(jī)、破碎機(jī)、球磨機(jī)、攪拌機(jī)、電機(jī)車等機(jī)械的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，以及電爐、電解設(shè)備、照明燈具等，均屬連續(xù)運(yùn)行工作制的用電設(shè)備。99短時(shí)運(yùn)行工作制（短暫工作制）

用電設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間短而停歇時(shí)間長，在工作時(shí)間內(nèi)，用電設(shè)備的溫升尚未達(dá)到該負(fù)荷下的穩(wěn)定值即停歇冷卻，在停歇時(shí)間內(nèi)其溫度又降低為周圍介質(zhì)的溫度，這是短暫工作的特點(diǎn)。如機(jī)床上的某些輔助電動(dòng)機(jī)（如橫梁升降、刀架快速移動(dòng)裝置的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)）及水閘用電動(dòng)機(jī)等設(shè)備。這類設(shè)備的數(shù)量不多。100斷續(xù)運(yùn)行工作制（重復(fù)短暫工作制）

用電設(shè)備以斷續(xù)方式反復(fù)進(jìn)行工作，其工作時(shí)間（t）與停歇時(shí)間（t0）相互交替。工作時(shí)間內(nèi)設(shè)備溫度升高，停歇時(shí)間溫度又下降，若干周期后，達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的波動(dòng)狀態(tài)。如電焊機(jī)和吊車電動(dòng)機(jī)等。斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，通常用暫載率ε表征其工作特征，取一個(gè)工作周期內(nèi)的工作時(shí)間與工作周期的百分比值，即為ε，即：式中t，t0——工作時(shí)間與停歇時(shí)間，兩者之和為工作周期T。1013.2.2用電設(shè)備額定容量的計(jì)算 在每臺用電設(shè)備的銘牌上都有“額定功率”PN，但由于各用電設(shè)備的額定工作方式不同，不能簡單地將銘牌上規(guī)定的額定功率直接相加，必須先將其換算為同一工作制下的額定功率，然后才能相加。經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”稱為“設(shè)備額定容量”，用Pe表示。102（1）長期工作制和短時(shí)工作制的設(shè)備容量

Pe=PN（2）重復(fù)短暫工作制的設(shè)備容量①吊車機(jī)組用電動(dòng)機(jī)（包括電葫蘆、起重機(jī)、行車等）的設(shè)備容量統(tǒng)一換算到ε=25%時(shí)的額定功率（kW），若其εN不等于25%時(shí)應(yīng)進(jìn)行換算，公式為:②電焊機(jī)及電焊變壓器的設(shè)備容量統(tǒng)一換算到ε＝100%時(shí)的額定功率（kW）。若其銘牌暫載率εN不等于100%時(shí)，應(yīng)進(jìn)行換算，公式為:103（3）電爐變壓器的設(shè)備容量

電爐變壓器的設(shè)備容量是指在額定功率因數(shù)下的額定功率（kW），即：Pe=PN=SN·cosＮ

104（4）照明設(shè)備的設(shè)備容量①白熾燈、碘鎢燈設(shè)備容量就等于燈泡上標(biāo)注的額定功率（kW）；②熒光燈還要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈管功率的20%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈管額定功率的1.2倍（kW）；③高壓水銀熒光燈亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的1.1倍（kW）；④金屬鹵化物燈：采用鎮(zhèn)流器時(shí)亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），故其設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的1.1倍（kW）。105（5）不對稱單相負(fù)荷的設(shè)備容量

當(dāng)有多臺單相用電設(shè)備時(shí)，應(yīng)將它們均勻地分接到三相上，力求減少三相負(fù)載不對稱情況。設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定，在計(jì)算范圍內(nèi)，單相用電設(shè)備的總?cè)萘咳绮怀^三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5%時(shí)，可按三相對稱分配考慮，如單相用電設(shè)備不對稱容量大于三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5%時(shí)，則設(shè)備容量Pe應(yīng)按三倍最大相負(fù)荷的原則進(jìn)行換算。106設(shè)備接于相電壓或線電壓時(shí)，設(shè)備容量Pe的計(jì)算如下：單相設(shè)備接于相電壓時(shí)

Pe＝3Pe·m式中Pe——等效三相設(shè)備容量；

Pe·m——最大負(fù)荷所接的單相設(shè)備容量。單相設(shè)備接于線電壓時(shí)

式中Pe·l——接于同一線電壓的單相設(shè)備容量。返回目錄1073.3負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有： 需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、利用系數(shù)法、形狀系數(shù)法、附加系數(shù)法.

需要系數(shù)法比較簡便因而廣泛使用。這里僅介紹需要系數(shù)法。108需要系數(shù) 需要系數(shù)考慮了以下的主要因素：式中K——同時(shí)使用系數(shù)，為在最大負(fù)荷工作班某組工作著的用電設(shè)備容量與接于線路中全部用電設(shè)備總額定容量之比；

KL——負(fù)荷系數(shù)，用電設(shè)備不一定滿負(fù)荷運(yùn)行，此系數(shù)表示工作著的用電設(shè)備實(shí)際所需功率與其額定容量之比；

ηwl——線路供電效率；

η——用電設(shè)備組在實(shí)際運(yùn)行功率時(shí)的平均效率。109

實(shí)際上，上述系數(shù)對于成組用電設(shè)備是很難確定的，而且對一個(gè)生產(chǎn)企業(yè)或車間來說，生產(chǎn)性質(zhì),工藝特點(diǎn)，加工條件，技術(shù)管理和勞動(dòng)組織以及工人操作水平等因素，都對Kd有影響。所以Kd只能靠測量統(tǒng)計(jì)確定,見附錄表3~5。上述各種因素可供設(shè)計(jì)人員在變動(dòng)的系數(shù)范圍內(nèi)選用時(shí)參考。1103.3.1需要系數(shù)法

由負(fù)荷端逐級向電源端進(jìn)行計(jì)算1111．單臺用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷（1）有功計(jì)算負(fù)荷：

考慮到單臺用電設(shè)備總會(huì)有滿載運(yùn)行的時(shí)候，其計(jì)算負(fù)荷Pca·1為式中Pe—換算到統(tǒng)一暫載率下的電動(dòng)機(jī)的額定容量；

η—用電設(shè)備在額定負(fù)載下的的效率。

（2）無功計(jì)算負(fù)荷：Qca·1=Pca·1tan式中—用電設(shè)備功率因數(shù)角。

計(jì)算目的：用于選擇分支線導(dǎo)線及其上的開關(guān)設(shè)備。1122.用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（1）有功計(jì)算負(fù)荷：Pca·2=Kd∑Pe

Kd—用電設(shè)備組的需要系數(shù)，見附錄表3；

∑Pe—用電設(shè)備組的設(shè)備額定容量之和，但不包括備用設(shè)備容量。（2）無功計(jì)算負(fù)荷：Qca·2=Pca·2tanwm

tanwm值見附錄表3。（3）視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算目的：用于選擇各組配電干線及其上的開關(guān)設(shè)備。

113當(dāng)Kd值有一定變動(dòng)范圍時(shí)，取值要作具體分析。如臺數(shù)多時(shí)，一般取用較小值，臺數(shù)少時(shí)取用較大值；設(shè)備使用率高時(shí)，取用較大值，使用率低時(shí)取用較小值。當(dāng)一條線路內(nèi)的用電設(shè)備的臺數(shù)較?。╪<3臺）時(shí)，一般是將用電設(shè)備額定容量的總和作為計(jì)算負(fù)荷，或者采用較大的Kd值(0.85~1)。1143．確定車間配電干線或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷（1）總有功計(jì)算負(fù)荷：Pca·3＝Ｋ∑ΣPca·2（2）總無功計(jì)算負(fù)荷：Qca·3＝Ｋ∑ΣQca·2（3）總視在計(jì)算負(fù)荷：Pca·3、Qca·3、Sca·3－車間變電所低壓母線上的有功、無功及視在計(jì)算負(fù)荷；ΣPca·2、ΣQca·2－各用電設(shè)備組的有功、無功計(jì)算負(fù)荷的總和Ｋ∑－最大負(fù)荷時(shí)的同時(shí)系數(shù)?？紤]各用電設(shè)備組的最大計(jì)算負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)而引入的系數(shù)。Ｋ∑的范圍值見附錄表6。注意：當(dāng)變電所的低壓母線上裝有無功補(bǔ)償用的靜電電容器組，其容量為Qc3,則當(dāng)計(jì)算Qca·3時(shí)，要減去無功補(bǔ)償容量，即Qca·3＝Ｋ·ΣQca·2－Qc3

計(jì)算目的：用于選擇車間配電干線及其上的開關(guān)設(shè)備，或者用于低壓母線的選擇及車間變電所電力變壓器容量的選擇。1154.確定車間變電所中變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷Pca·4＝Pca·3+ΔPTQca·4＝Qca·3+ΔQT

Pca·４、Qca·４、Sca·４－車間變電所中變壓器高壓側(cè)的有功、無功及視在計(jì)算負(fù)荷（kW、kvar及kVA）；

ΔPT、ΔQT－變壓器的有功損耗與無功損耗（kW、kvar）。 計(jì)算目的：用于選擇車間變電所高壓配電線及其上的開關(guān)設(shè)備

116在計(jì)算負(fù)荷時(shí)，車間變壓器尚未選出，無法根據(jù)變壓器的有功損耗與無功損耗的理論公式進(jìn)行計(jì)算，因此一般按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算：對SJL1等型電力變壓器：ΔPT≈0.02Sca·3

（kW）ΔQT≈0.08Sca·3

（kvar）對SL7、S7、S9、S10等低損耗型電力變壓器：ΔPT≈0.015Sca·3

（kW）ΔQT≈0.06Sca·3

（kvar）式中Sca·3－變壓器低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷（kVA）。1175.確定全車間變電所中高壓母線上的計(jì)算負(fù)荷Pca·5＝ΣPca·4+P4mQca·5＝ΣQca·4+Q4m

P4m、Q4m—車間高壓用電設(shè)備的有功及無功計(jì)算負(fù)荷。 計(jì)算目的：用于車間變電所高壓母線的選擇。1186.確定總降壓變電所出線上的計(jì)算負(fù)荷Pca·6=Pca·5+ΔPL≈Pca·5

Qca·6=Qca·5+ΔQL

≈Qca·5

Sca·6≈Sca·5ΔPL、ΔQL—高壓線路功率損耗，由于一般工廠范圍不大，線路功率損耗小，故可忽略不計(jì)。 計(jì)算目的：用于選擇總降壓變電所出線及其上的開關(guān)設(shè)備。1197.確定總降壓變電所低壓側(cè)母線的計(jì)算負(fù)荷Pca·7＝ＫΣΣPca·６Qca·7＝ＫΣΣQca·６

注意：如果在總降壓變電所６~10kV二次母線側(cè)采用高壓電容器進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，則在計(jì)算總無功功率Qca·7時(shí)，應(yīng)減去補(bǔ)償設(shè)備的容量Qc7

，即Qca·7＝ＫΣΣQca·６-Qc7

計(jì)算目的：用于選擇總降壓變電所低壓母線以及選擇總降壓變電所主變壓器容量。1208．確定全廠總計(jì)算負(fù)荷Pca·8＝Pca·7+ΔPTQca·8＝Qca·7+ΔQT

計(jì)算目的：全廠總計(jì)算負(fù)荷的數(shù)值可作為向供電部門申請全廠用電的依據(jù)，并作為原始資料進(jìn)行高壓供電線路的電氣計(jì)算，選擇高壓進(jìn)線導(dǎo)線及進(jìn)線開關(guān)設(shè)備。121例3.3.1一機(jī)修車間的380V線路上，接有金屬切削機(jī)床電動(dòng)機(jī)20臺共50kW；另接通風(fēng)機(jī)3臺共5kW；電葫蘆4個(gè)共6kW（FCN=40%）試求計(jì)算負(fù)荷。解：冷加工電動(dòng)機(jī)組：查附錄表3可得Kd=0.16~0.2（取0.2），cos=0.5，tan=1.73，因此Pca(1)=Kd∑Pe=0.2×50=10(kW)Qca(1)=Pca(1)tanwm=10×1.73=17.3(kvar)Sca(1)=Pca(1)/coswm=10/0.5=20(kVA)通風(fēng)機(jī)組：查附錄表3可得Kd=0.7~0.8（取0.8），cos=0.8，tan=0.75，因此

Pca(2)=Kd∑Pe=0.8×5=4(kW) Qca(2)=Pca(2)tanwm=4×0.75=3(kvar) Sca(2)=Pca(2)/coswm=4/0.8=5(kVA)122電葫蘆：由于是單臺設(shè)備，可取Kd=1，查附錄表3可得cos=0.5，tan=1.73，因此Pca(3)=Pe=3.79=3.79(kW)Qca(3)=Pca(3)tanwm=3.79×1.73=6.56(kvar)Sca(3)=Pca(3)/coswm=3.79/0.5=7.58(kVA)取同時(shí)系數(shù)Ｋ∑為0.9，因此總計(jì)算負(fù)荷為

Pca(∑)＝Ｋ∑ΣPca=0.9×（10+4+3.79）=16.01(kW)

Qca(∑)＝Ｋ∑ΣQca=0.9×（17.3+3+6.56）=24.17(kW)123

為了使人一目了然，便于審核，實(shí)際工程設(shè)計(jì)中常采用計(jì)算表格形式，如下表所示。28.9924.1716.01——?。恕?0.9—26.8617.79————24負(fù)荷總計(jì)7.586.563.791.730.513.79（ε=25%）1電葫蘆35340.750.80.853通風(fēng)機(jī)組22017.3101.730.50.25020機(jī)床組1Sca(kVA)Qca(kVar)Pca(kW)計(jì)算負(fù)荷tancosKd設(shè)備容量（kW）臺數(shù)用電設(shè)備組名稱序號返回目錄1243.4功率損耗與電能損耗3.4.1供電線路的功率損耗

在實(shí)際工作中，常根據(jù)計(jì)算負(fù)荷來求線路的功率損耗，即最大功率損耗，故三相線路的有功功率損耗△PL和無功功率損耗△QL可分別按下式計(jì)算：

式中Ica——線路中的計(jì)算電流，A；

R——線路每相電阻Ω，等于單位長度的電阻R0乘以長度L；

X——線路每相電抗Ω，等于單位長度的電抗X0乘以長度L。

125上式如用線路的計(jì)算功率Pca、Qca及Sca表示時(shí)，則式中UN——三相供電線路的額定電壓，kV。1263.4.2變壓器的功率損耗

變壓器的功率損耗包括有功功率損耗△PT和無功功率損耗△QT。變壓器的有功功率損耗由兩部分組成： 一部分是變壓器在額定電壓UN時(shí)不變的空載損耗△P0，也就是鐵損△PFe；另一部分是隨負(fù)荷而變化的繞組損耗，即有載損耗△Pl，也就是銅損△PCu。變壓器的短路損耗△Pk可認(rèn)為是額定電流下的銅損△PCu·N。127

由于有載損耗與變壓器負(fù)荷電流的平方成正比，所以變壓器在計(jì)算負(fù)荷Sca下的有功功率損耗△PT為：

式中Sca——變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷，kVA；

SNT——變壓器額定容量，kVA；

△P0——變壓器空載有功損耗，kW；

△Pk——變壓器有功短路損耗，kW。

128變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成：

一部分是變壓器空載時(shí)不變的無功損耗△Q0，另一部分是隨著變壓器負(fù)荷而變化在繞組中產(chǎn)生的無功損耗。所以變壓器在計(jì)算負(fù)荷Sca下的無功功率損耗△QT為：式中

——變壓器空載時(shí)的無功損耗，kvar；

——變壓器額定負(fù)荷時(shí)的無功損耗，kvar；

——變壓器空載電流的百分值；

——變壓器阻抗電壓的百分值。

1293.4.3供電系統(tǒng)的電能損耗1．供電線路年電能損耗的計(jì)算式中——按計(jì)算負(fù)荷求得的線路最大功率損耗；

——年最大負(fù)荷損耗時(shí)間（小時(shí)數(shù)）。τ的含義是：線路連續(xù)通過計(jì)算負(fù)荷所產(chǎn)生的電能損耗與實(shí)際負(fù)荷在全年內(nèi)所產(chǎn)生的電能損耗恰好相等所需要的時(shí)間，稱為年最大負(fù)荷損耗時(shí)間，它與Tmax·a以及功率因數(shù)有關(guān)。1302.變壓器年電能損耗的計(jì)算

變壓器空載不變的功率損耗所引起的年電能損耗與接電時(shí)間Ton（近似取8760h）有關(guān)，即：

△WT0=△P0Ton

隨負(fù)荷而變化的有載功率損耗所引起的年電能損耗為：

變壓器總的年電能損耗為：1313.4.4企業(yè)年電能需要量

企業(yè)年電能需要量也就是企業(yè)在一年內(nèi)所消耗的電能，它是企業(yè)供電設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)之一。若已知企業(yè)的年負(fù)荷曲線如圖所示，則負(fù)荷曲線下的面積即為企業(yè)有功年電能需要量Wa。

但實(shí)際上，負(fù)荷隨時(shí)都在變動(dòng)，通常用一個(gè)等值的矩形面積來代替負(fù)荷曲線下的面積。返回目錄1323.5變電所中變壓器臺數(shù)與容量的選擇3.5.1車間變電所變壓器臺數(shù)與容量的選擇

對于一般生產(chǎn)車間，盡量裝設(shè)一臺變壓器，其額定容量應(yīng)大于用電設(shè)備的總計(jì)算負(fù)荷，且應(yīng)有適當(dāng)富裕容量。

對于有一、二級負(fù)荷的車間，要求兩個(gè)電源供電時(shí)，應(yīng)選用兩臺變壓器，每臺變壓器容量應(yīng)能承擔(dān)全部一、二級負(fù)荷的供電。如果與相鄰車間有聯(lián)絡(luò)線時(shí)，當(dāng)車間變電所出現(xiàn)故障時(shí)，其一、二級負(fù)荷可通過聯(lián)絡(luò)線保證繼續(xù)供電，亦可只選用一臺變壓器。

133對于隨季節(jié)變動(dòng)較大的負(fù)荷，為了使運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，減少變壓器空載損耗，也宜采用兩臺變壓器，以便在低谷負(fù)荷時(shí)，切除一臺。凡選用兩臺變壓器的變電所，任一臺變壓器單獨(dú)投入運(yùn)行時(shí)，必須能滿足變電所總計(jì)算負(fù)荷70%的需要和一、二級負(fù)荷的需要。1343.5.2企業(yè)總降變電所主變壓器的選擇

對第三級負(fù)荷供電的總降變電所，或者有少量一、二級負(fù)荷，但可由鄰近企業(yè)取得備用電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺主變壓器；其額定容量應(yīng)大于企業(yè)全部車間變電所計(jì)算負(fù)荷的總和，并考慮15%～25%的富裕。

當(dāng)企業(yè)中一、二級負(fù)荷占全部負(fù)荷比重較大時(shí)，應(yīng)裝設(shè)兩臺主變壓器，兩臺主變壓器之間互為備用。當(dāng)一臺出現(xiàn)事故或檢修時(shí)，另一臺能承擔(dān)全部一、二級負(fù)荷。1353.5.3變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

所謂變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是指變壓器在功率損耗最小的情況下的運(yùn)行方式。這樣使電能損耗最小，運(yùn)行費(fèi)用最低。

如果把無功損耗歸算為有功損耗，則變壓器在實(shí)際負(fù)荷S下，其總的功率損耗可由下式求得：式中Kr為無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量。它的意義是指供電系統(tǒng)中每增加1kvar的無功損耗，相當(dāng)于有功損耗增加的千瓦數(shù)，此值通常取0.06～0.1kW/kvar。

136

現(xiàn)假設(shè)變電所有兩臺同型號同容量的變壓器，當(dāng)其中一臺變壓器運(yùn)行時(shí)，它承擔(dān)所有的負(fù)荷S；當(dāng)兩臺變壓器同時(shí)并列運(yùn)行時(shí)，每臺承擔(dān)負(fù)荷S/2。 求出兩種運(yùn)行方案歸算以后的功率損耗，并分別繪出隨負(fù)荷而變化的曲線。137

兩條曲線交于n點(diǎn)，它所對應(yīng)的負(fù)荷稱為變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷Scr。

138

同理，如果變電所裝設(shè)同容量多臺變壓器，根據(jù)n臺和n+1臺兩種運(yùn)行方式總有功損耗相等的原則，可求出其臨界負(fù)荷值：

顯然，實(shí)際負(fù)荷小于Scr應(yīng)取n臺運(yùn)行，大于Scr則取n+1臺運(yùn)行。返回目錄1393.6功率因數(shù)與無功功率補(bǔ)償3.6.1功率因數(shù)的計(jì)算（1）瞬時(shí)功率因數(shù)

瞬時(shí)功率因數(shù)由功率因數(shù)表或相位表直接讀出，或由功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出：式中：P——功率表測出的三相功率讀數(shù)（kW）；

U——電壓表測出的線電壓讀數(shù)（kV）；

I——電流表測出的相電流讀數(shù)（A）。

瞬時(shí)功率因數(shù)值代表某一瞬間狀態(tài)的無功功率的變化情況。140（2）平均功率因數(shù)

平均功率因數(shù)指某一規(guī)定時(shí)間內(nèi)，功率因數(shù)的平均值。其計(jì)算公式為式中：

Wa----某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能（kW·h）；由有功電度表讀出。

Wr----某一時(shí)間內(nèi)消耗的無功電能（kvar·h）；由無功電度表讀出。

我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，就規(guī)定電費(fèi)要按月平均功率因數(shù)來調(diào)整。上式用以計(jì)算已投入生產(chǎn)的工業(yè)企業(yè)的功率因數(shù)。141

對于正在進(jìn)行設(shè)計(jì)的工業(yè)企業(yè)則采用下述的計(jì)算方法：式中：

Pca----全企業(yè)的有功功率計(jì)算負(fù)荷，kW；

Qca----全企業(yè)的無功功率計(jì)算負(fù)荷，kvar；

α----有功負(fù)荷系數(shù)，一般為0.7~0.75；

β----無功負(fù)荷系數(shù)，一般為0.76~0.82。

142（3）最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)

最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)指在年最大負(fù)荷（即計(jì)算負(fù)荷）時(shí)的功率因數(shù)。根據(jù)功率因數(shù)的定義可以分別寫出：

式中：Pca——全企業(yè)的有功功率計(jì)算負(fù)荷，kW；Qca——全企業(yè)的無功功率計(jì)算負(fù)荷，kvar；Sca——全企業(yè)的視在計(jì)算負(fù)荷，kVA。1433.6.2功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響（1）系統(tǒng)中輸送的總電流增加，使得供電系統(tǒng)中的電氣元件，容量增大，從而使工廠內(nèi)部的啟動(dòng)控制設(shè)備、測量儀表等規(guī)格尺寸增大，因而增大了初投資費(fèi)用。（2）增加電力網(wǎng)中輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗。（3）線路的電壓損耗增大。影響負(fù)荷端的異步電動(dòng)機(jī)及其它用電設(shè)備的正常運(yùn)行。（4）使電力系統(tǒng)內(nèi)的電氣設(shè)備容量不能充分利用。

綜上可知,電力系統(tǒng)功率因數(shù)的高低是十分重要的問題，因此，必須設(shè)法提高電力網(wǎng)中各種有關(guān)部分的功率因數(shù)。目前供電部門實(shí)行按功率因數(shù)征收電費(fèi)，因此功率因數(shù)的高低也是供電系統(tǒng)的一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

1443.6.3功率因數(shù)的改善（1）提高自然功率因數(shù)

提高自然功率因數(shù)的方法，即采用降低各用電設(shè)備所需的無功功率以改善其功率因數(shù)的措施，主要有：

①正確選用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的型號和容量，使其接近滿載運(yùn)行；

②更換輕負(fù)荷感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或者改變輕負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的接線；

③電力變壓器不宜輕載運(yùn)行；

④合理安排和調(diào)整工藝流程，改善電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，限制電焊機(jī)、機(jī)床電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的空載運(yùn)轉(zhuǎn)；

⑤使用無電壓運(yùn)行的電磁開關(guān)。

145（2）人工補(bǔ)償無功功率

當(dāng)采用提高用電設(shè)備自然功率因數(shù)的方法后，功率因數(shù)仍不能達(dá)到《供用電規(guī)則》所要求的數(shù)值時(shí)，就需要設(shè)置專門的無功補(bǔ)償電源，人工補(bǔ)償無功功率。人工補(bǔ)償無功功率的方法主要有以下三種：并聯(lián)電容器補(bǔ)償同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償146

用靜電電容器（或稱移相電容器、電力電容器）作無功補(bǔ)償以提高功率因數(shù)，是目前工業(yè)企業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用的一種補(bǔ)償裝置。電力電容器的補(bǔ)償容量可用下式確定Qc=Pav（tan1-tan2）=αPca（tan1-tan2）式中：Pca——最大有功計(jì)算負(fù)荷，kW；

α——月平均有功負(fù)荷系數(shù)；

tan1、tan2——補(bǔ)償前、后平均功率因數(shù)角的正切值。147

在計(jì)算補(bǔ)償用電力電容器容量和個(gè)數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮到實(shí)際運(yùn)行電壓可能與額定電壓不同，電容器能補(bǔ)償?shù)膶?shí)際容量將低于額定容量，此時(shí)需對額定容量作修正：式中：QN－－電容器銘牌上的額定容量，kvar；

Qe－－電容器在實(shí)際運(yùn)行電壓下的容量，kvar；

UN－－電容器的額定電壓，kV; U－－電容器的實(shí)際運(yùn)行電壓，kV。例如將YY10.5-10-1型高壓電容器用在６kV的工廠變電所中作無功補(bǔ)償設(shè)備，則每個(gè)電容器的無功容量由額定值10kvar降低為：顯然除了在不得已的情況下，這種降壓使用的做法應(yīng)避免。148

在確定總補(bǔ)償容量Qc之后，就可根據(jù)所選并聯(lián)電容器單只容量Qc1決定并聯(lián)電容器的個(gè)數(shù)：n=Qc/Qc1

由上式計(jì)算所得的數(shù)值對三相電容器應(yīng)取相近偏大的整數(shù)。若為單相電容器,則應(yīng)取3的整數(shù)倍,以便三相均衡分配。149

三相電容器，通常在其內(nèi)部接成三角形，單相電容器的電壓，若與網(wǎng)絡(luò)額定電壓相等時(shí)則應(yīng)將電容器接成三角形接線，只有當(dāng)電容器的電壓低于運(yùn)行電壓時(shí)，才接成星形接線。

相同的電容器，接成三角形接線，因電容器上所加電壓為線電壓，所補(bǔ)償?shù)臒o功容量則是星形接線的三倍。若是補(bǔ)償容量相同，采用三角形接線比星形接線可節(jié)約電容值三分二，因此在實(shí)際工作中，電容器組多接成三角形接線。150

用戶處的靜電電容器補(bǔ)償方式可分個(gè)別補(bǔ)償、分組（分散）補(bǔ)償和集中補(bǔ)償三種。個(gè)別補(bǔ)償將電容器直接安裝在吸取無功功率的用電設(shè)備附近；分組（分散）補(bǔ)償將電容器組分散安裝在各車間配電母線上；集中補(bǔ)償指電容器組集中安裝在總降壓變電所二次側(cè)（6~10kV側(cè)）或變配電所的一次側(cè)或二次側(cè)（6~10kV或380V側(cè)）。

在設(shè)計(jì)中一般考慮將測量電能側(cè)的平均功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)揭?guī)定標(biāo)準(zhǔn)。151例3.6.1

某工廠的計(jì)算負(fù)荷為2400kW，平均功率因數(shù)為0.67。根據(jù)規(guī)定應(yīng)將平均功率因數(shù)提高到0.9（在10kV側(cè)固定補(bǔ)償），如果采用BWF-10.5-40-1型并聯(lián)電容器，需裝設(shè)多少個(gè)？并計(jì)算補(bǔ)償后的實(shí)際平均功率因數(shù)。（取平均負(fù)荷系數(shù)α=0.75）解tan1=tan(arccos0.67)=1.108 tan2=tan(arccos0.9)=0.484 Qc=Pav（tan1-tan2）

=0.75×2400×(1.108-0.484)=1122.66(kvar)n=Qc/Qc1=1122.66/40≈30(個(gè))，每相裝設(shè)10個(gè)。此時(shí)的實(shí)際補(bǔ)償容量為30×40=1200(kvar)，所以補(bǔ)償后實(shí)際平均功率因數(shù)為返回目錄第6章電氣設(shè)備的選擇供配電技術(shù)第6章電氣設(shè)備的選擇6.1電氣設(shè)備選擇的一般原則6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇6.3低壓開關(guān)電器選擇6.4母線、支柱絕緣子和穿墻套管選擇6.5互感器的選擇

按正常工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號等，按短路情況下校驗(yàn)開關(guān)的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。6.1電氣設(shè)備選擇的一般原則6.1電氣設(shè)備選擇的一般原則6.1.1按正常工作條件選擇電氣設(shè)備

1．電氣設(shè)備的額定電壓電氣設(shè)備的額定電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。2．電氣設(shè)備的額定電流電氣設(shè)備的額定電流不小于該回路的最大持續(xù)工作電流或計(jì)算電流。3.選擇電氣設(shè)備時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)備的安裝地點(diǎn)、環(huán)境及工作條件，合理地選擇設(shè)備的類型，如戶內(nèi)戶外、海拔高度、環(huán)境溫度及防塵、防腐、防爆等。6.1.2按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)1．短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路，有短路電流通過電氣設(shè)備時(shí)，導(dǎo)體和電器各部件溫度(或熱量)不應(yīng)超過允許值，即滿足熱穩(wěn)定的條件

式中：I∞—

短路電流的穩(wěn)態(tài)值；

tima—短路電流的假想時(shí)間；

It—

設(shè)備在t秒內(nèi)允許通過的短時(shí)熱穩(wěn)定電流；

t—

設(shè)備的熱穩(wěn)定時(shí)間。6.1電氣設(shè)備選擇的一般原則6.1電氣設(shè)備選擇的一般原則2．短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

當(dāng)短路電流通過電氣設(shè)備時(shí)，短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力應(yīng)不超過設(shè)備的允許應(yīng)力，即滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件

或式中：ish

，Ish——

短路電流的沖擊值和沖擊有效值;imax

，Imax——

設(shè)備允許的通過的極限電流峰值和有效值。6.1電氣設(shè)備選擇的一般原則3．開關(guān)設(shè)備斷流能力校驗(yàn)對要求能開斷短路電流的開關(guān)設(shè)備，如斷路器、熔斷器，其斷流容量不小于安裝處的最大三相短路容量，即：

或

式中：，—

三相最大短路電流與最大短路容量；，—

斷路器的開斷電流與開斷容量。6.1電氣設(shè)備選擇的一般原則6.1.3常用電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)項(xiàng)目

供配電系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備由于工作原理和特性不同，選擇及校驗(yàn)的項(xiàng)目也有所不同，常用高低壓設(shè)備選擇校驗(yàn)項(xiàng)目如下：6.1電氣設(shè)備選擇的一般原則設(shè)備名稱選擇項(xiàng)目校驗(yàn)項(xiàng)目額定電壓(kV)額定電流

(A)裝置類型(戶內(nèi)/戶外)準(zhǔn)確度級

短路電流開斷能力(kA)二次容量熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定高壓斷路器√√√√√√高壓負(fù)荷開關(guān)√√√√√√高壓隔離開關(guān)√√√√√高壓熔斷器√√√√電流互感器√√√√√√√電壓互感器√√√√母線√√√√電纜√√√支柱絕緣子√√√穿墻套管√√√√√6.1電氣設(shè)備選擇的一般原則設(shè)備名稱額定電壓(V)額定電流(A)短路電流開斷能力(kA)熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定低壓斷路器√√（√）（√）√低壓負(fù)荷開關(guān)√√（√）（√）√低壓刀開關(guān)√√（√）（√）√低壓熔斷器√√√返回6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇

高壓斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)和熔斷器的選擇條件基本相同，除了按電壓、電流、裝置類型選擇，校驗(yàn)熱、動(dòng)穩(wěn)定性外，對高壓斷路器、負(fù)荷開關(guān)和熔斷器還應(yīng)校驗(yàn)其開斷能力。6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇6.2.1高壓斷路器的選擇1.斷路器的種類和類型

高壓斷路器應(yīng)根據(jù)設(shè)備安裝的條件，環(huán)境等來選擇斷路器的類型和種類。常用的斷路器類型主要有少油斷路器、真空斷路器、SF6斷路器，由于真空斷路器、SF6斷路器技術(shù)特性比較好，少油斷路器已經(jīng)逐漸被它們代替。6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇2.開斷電流選擇

高壓斷路器運(yùn)行時(shí)應(yīng)可以開斷短路電流，所以斷路器的額定開斷電流應(yīng)不小于短路電流周期分量的有效值，實(shí)際計(jì)算中我們一般根據(jù)次暫態(tài)電流來進(jìn)行選擇，即：

≥

或≥式中：，——

短路電流與短路容量的次暫態(tài)值；，——

斷路器的開斷電流與開斷容量。6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇3.短路關(guān)合電流的選擇

為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器的額定關(guān)合電流需滿足：

式中：—

斷路器的額定關(guān)合電流（kA）。6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇6.2.2高壓隔離開關(guān)的選擇例試選擇如圖所示變壓器10.5kV側(cè)高壓斷路器QF和高壓隔離開關(guān)QS。已知圖中K點(diǎn)短路時(shí)I’’=I∞=4.8kA,繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tp=1S。擬采用快速開斷的高壓斷路器，其固有分閘的時(shí)間ttr=0.1S,采用彈簧操作機(jī)構(gòu)。6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇斷路器及隔離開關(guān)的選擇結(jié)果

計(jì)算數(shù)據(jù)ZN12-10I型斷路器GN6-10型隔離開關(guān)工作電壓10kV最大工作電流439.9A短路電流4.8kA短路電流沖擊電流12.24kA熱穩(wěn)定性校驗(yàn)I∞2timar=4.82×1.1=25.34A2s額定電壓UN=10kV額定電流IN=630A額定開斷電流IOFF=25kA極限過電流峰值imax=80kA熱穩(wěn)定值It2t=252×3=1875A2sUN=10kVIN=630A----imax=50kAIt2t=142×5=980A2s6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇6.2.3高壓熔斷器的選擇1．額定電壓選擇

對于—般的高壓熔斷器，其額定電壓必須大于或等于電網(wǎng)的額定電壓。對于充填石英砂具有限流作用的熔斷器，則只能用在等于其額定電壓的電網(wǎng)中，因?yàn)檫@種類型的熔斷器能在電流達(dá)最大值之前就將電流截?cái)?，致使熔斷器熔斷時(shí)產(chǎn)生過電壓。6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇2．熔斷器熔體額定電流選擇：

熔斷器額定電流應(yīng)大于或等于所裝熔體額定電流，即

式中：——

熔斷器額定電流（A）;

——

熔體額定電流（A）。6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇選擇時(shí)還應(yīng)必須滿足以下幾個(gè)條件：（1）正常工作時(shí)熔斷器的熔體不應(yīng)熔斷，要求熔體額定電流大于或等于通過熔體的最大工作電流。（2）在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，熔斷器的熔體在尖峰電流的作用下不應(yīng)熔斷。（3）對于6~10kV變壓器，凡容量在1000kVA及以下者，可采用熔斷器作為變壓器的短路及過載保護(hù)，其熔體額定電流可取為變壓器一次側(cè)額定電流的1.4～2倍。6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇（4）低壓網(wǎng)絡(luò)中用熔斷器作為保護(hù)時(shí)，為了保證熔斷器保護(hù)動(dòng)作的選擇性，一般要求上級熔斷器的熔體額定電流比下級熔斷器的熔體額定電流大兩級以上。（5）應(yīng)保證線路在過載或短路時(shí)，熔斷器熔體未熔斷前，導(dǎo)線或電纜不至于過熱而損壞。6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇3．熔斷器極限熔斷電流或極限熔斷容量的校驗(yàn)（1）對有限流作用的熔斷器，由于它們會(huì)在短路電流到達(dá)沖擊值之前熔斷，因此可按下式校驗(yàn)斷流能力：

≥或≥式中：、——熔斷器極限熔斷電流和容量；、——熔斷器安裝處三相短路次暫態(tài)有效值和短路容量；6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇（2）對無限流作用的熔斷器，由于它們會(huì)在短路電流到達(dá)沖擊值之后時(shí)熔斷，因此可按下式校驗(yàn)斷流能力

≥≥

式中：、—熔斷器安裝處三相短路沖擊電流有效值和短路容量；6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇（3）對有斷流容量上、下限值的熔斷器，其斷流容量的上限值按式(6.2.11)進(jìn)行校驗(yàn)；其斷流容量的下限值，在小電流接地系統(tǒng)中按下式校驗(yàn)：

≤或≤式中：、—熔斷器的斷流電流和容量的下限值；、—最小運(yùn)行方式下熔斷器所保護(hù)線路末端兩相短路電流的有效值和容量。6.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇4．熔斷器保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)為了保證熔斷器在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)能可靠地熔斷，因此要求滿足：

≥(4～7)

式中：——熔斷器保護(hù)