第六章-電氣設(shè)備的選擇及校驗-課件

第六章電氣設(shè)備的選擇與校驗1第六章電氣設(shè)備的選擇與校驗1第一節(jié)電氣設(shè)備的選擇及校驗原則選擇及校驗意義：電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容之一，是保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行的重要條件。一.選擇電氣設(shè)備的一般原則：選擇應(yīng)滿足條件：供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備總是在一定的電壓、電流、頻率和工作環(huán)境條件下工作的。所以，電氣設(shè)備的選擇應(yīng)滿足：1）正常工作條件下安全可靠運行2)短路故障條件下不損壞。開關(guān)電器還必須具有足夠的斷流能力3)適應(yīng)所處的位置（戶內(nèi)或戶外）、環(huán)境溫度、海拔高度以及防塵、防火、防腐、防爆等環(huán)境條件選擇基本要求：1）按正常工作條件進行選擇2）按短路條件校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。2第一節(jié)電氣設(shè)備的選擇及校驗原則選擇及校驗意義：2精品資料3精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結(jié)一節(jié)課的重點的難點，你是否會認為老師的教學方法需要改進？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學問無顏見爹娘……”“太陽當空照，花兒對我笑，小鳥說早早早……”44二.按正常工作條件選擇電氣設(shè)備1按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓電氣設(shè)備的額定電壓UN應(yīng)不低于其所在線路(安裝點)的額定電壓U，即：

UN≥U（6-3）例如在10kV線路中，應(yīng)選擇額定電壓為10kV的電氣設(shè)備，380V系統(tǒng)中應(yīng)選擇額定電壓為380V（0.4kV）或500V的電氣設(shè)備。2按工作電流選擇電氣設(shè)備

電氣設(shè)備的額定電流IN是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，設(shè)備的長期允許電流Ial。IN不應(yīng)小于該回路的最大持續(xù)工作電流Imax，即

Imax的幾種特殊情況：1）由于發(fā)電機和變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的Imax應(yīng)為發(fā)電機和變壓器額定電流的1.05倍；（6-4）5二.按正常工作條件選擇電氣設(shè)備1按工作電壓選擇電氣設(shè)備的4）當周圍環(huán)境溫度θ與導(dǎo)體(或電器)規(guī)定環(huán)境溫度θ0不等時，其長期允許電流Ial可按式(6-5)修正(6-5)其中

式中K——修正系數(shù)；θal——導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度，一般可取θal=70℃我國生產(chǎn)的電氣設(shè)備的規(guī)定環(huán)境溫度θ0=40℃，如環(huán)境溫度高于+40℃(但小于或等于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%，但增加幅度最多不得超過原額定電流的20%。我國生產(chǎn)的裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為+25℃，當裝置地點環(huán)境溫度在-5℃～+50℃范圍內(nèi)變化時，導(dǎo)體允許通過的電流可按式(4-62)修正。

3按裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求選擇電氣設(shè)備指按照設(shè)備的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求選擇導(dǎo)體、電器的種類和型式。例如選戶外或戶內(nèi)設(shè)備，防爆型或普通型設(shè)備。續(xù)上頁2）若變壓器有可能過負荷運行時，Imax應(yīng)按過負荷確定；。3）出線回路的Imax除考慮正常負荷電流外，還應(yīng)考慮事故時由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負荷。64）當周圍環(huán)境溫度θ與導(dǎo)體(或電器)規(guī)定環(huán)境溫度三.按短路電流校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定性1)短路熱穩(wěn)定度的校驗條件

電器和載流部分的熱穩(wěn)定度校驗，依校驗對象的不同而采用不同的具體條件。(1)對一般電器，熱穩(wěn)定度校驗條件為式中It——電器的熱穩(wěn)定試驗電流；t——電器的熱穩(wěn)定試驗時間；、——短路電流的穩(wěn)態(tài)值及短路電流的假想時間。以上的It和t均可由電器產(chǎn)品樣本查得。(2)對母線及絕緣導(dǎo)線和電纜等導(dǎo)體，可按下列條件校驗其熱穩(wěn)定度：≥(6-8)式中kal——導(dǎo)體在短路時的最高允許溫度，可查表；

k——導(dǎo)體短路時產(chǎn)生的最高溫度。

(6-7)7三.按短路電流校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定性(6-7)7

確定k，可根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求來確定其最小允許截面Amin。=(/C)

(6-9)式中Amin——導(dǎo)體的最小熱穩(wěn)定截面積(mm2)；

——三相短路穩(wěn)態(tài)電流(A)；C——導(dǎo)體的短路熱穩(wěn)定系數(shù)，可查表。導(dǎo)體的熱穩(wěn)定度校驗條件轉(zhuǎn)換成導(dǎo)體的截面積校驗條件，要求≥(6-10)

8確定k，可根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求來確定2)短路動穩(wěn)定度的校驗條件電器和導(dǎo)體的動穩(wěn)定度校驗，依校驗對象的不同而采用不同的具體條件。(1)對一般電器，動穩(wěn)定度校驗條件或式中imax、Imax——電器的極限通過電流峰值和有效值；可由電器產(chǎn)品樣本查得、——三相短路沖擊電流峰值和有效值。(2)絕緣子的動穩(wěn)定度校驗條件式中Fal——絕緣子的最大允許載荷可由產(chǎn)品樣本查得，如果產(chǎn)品樣本給出的是絕緣子的抗彎破壞載荷值，則應(yīng)將抗彎破壞載荷值乘以0.6作為Fal；Fc(3)——短路時作用于絕緣子上的計算力，如母線在絕緣子上為平放，如圖6-1(a)，則Fc(3)＝F(3)，如為豎放，如圖6-1(b)所示，則Fc(3)＝1.4F(3)。

(a)平放(b)豎放

圖6-1水平放置的母線92)短路動穩(wěn)定度的校驗條件(a)平放

(3)對母線等硬導(dǎo)體，一般按短路時所受到的最大應(yīng)力來校驗其動穩(wěn)定度，滿足的條件為(6-13)式中——母線材料的最大允許應(yīng)力(Pa)，硬銅≈137MPa，硬鋁≈69MPa；——母線通過時所受到的最大計算應(yīng)力。上述最大計算應(yīng)力按式

(6-14)式中——母線通過時所受到的彎曲力矩()，當母線的擋數(shù)為1～2時，=，當擋數(shù)大于2時，＝，L為母線的擋距；──母線的截面系數(shù)(m3)，當母線水平放置時(圖4.13)，，此處b為母線截面的水平寬度，h為母線截面的垂直高度，b和h的單位均為m。10(3)對母線等硬導(dǎo)體，一般按短路時所受到的

不作為母線的矩形硬導(dǎo)線，其動穩(wěn)定度校驗條件和校驗方法與硬母線一樣。由于回路的特殊性，對下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：①用熔斷器保護的電源，其熱穩(wěn)定由熔體的熔斷時間保證，故可不校驗熱穩(wěn)定。②采用限流熔斷器保護的設(shè)備可不校驗動穩(wěn)定。③在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不校驗動、熱穩(wěn)定。④對于電纜，因其內(nèi)部為軟導(dǎo)線，外部機械強度很高，不必校驗其動穩(wěn)定。11不作為母線的矩形硬導(dǎo)線，其動穩(wěn)定度校驗條件和第二節(jié)高壓電器的選擇高壓電氣設(shè)備的選擇：1)要滿足安全、可靠，運行維護方便和投資經(jīng)濟合理等要求。2)要滿足正常工作條件的要求，3）要按短路條件進行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的校驗。高壓電氣設(shè)備選擇及其校驗項目可按下表所列各項進行選擇和校驗。表6-1高壓電氣設(shè)備的選擇及其校驗項目和條件注：表中“√”表示必須校驗；“—”表示不要校驗。

12第二節(jié)高壓電器的選擇高壓電氣設(shè)備的選擇：表6-1高壓二、高壓電氣設(shè)備的選擇一.高壓開關(guān)設(shè)備的選擇1.高壓斷路器的選擇

高壓斷路器的選擇、校驗條件如表6-1所示。在選擇時還應(yīng)注意以下幾點。1)斷路器種類和型式的選擇高壓斷路器應(yīng)根據(jù)其安裝地點、環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類和型式。由于少油斷路器制造簡單、價格便宜、維護工作量少，故3k～220kV一般采用少油斷路器；對于110k～330kV，當少油斷路器的技術(shù)性能不能滿足要求時，可以選用壓縮空氣或SF6斷路器。

2)按開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流應(yīng)滿足≥(6-15)式中Ik——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；INk——高壓斷路器的額定開斷電流。高壓斷路器的操動機構(gòu)，大多數(shù)是由制造廠配套供應(yīng)，僅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(gòu)可供選擇。一般電磁式操動機構(gòu)雖需配有專用的直流合閘電源，但其結(jié)構(gòu)簡單可靠；彈簧式的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)整要求較高；液壓操動機構(gòu)加工精度要求較高。操動機構(gòu)的型式，可根據(jù)安裝調(diào)試方便和運行可靠性進行選擇。13二、高壓電氣設(shè)備的選擇一.高壓開關(guān)設(shè)備的選擇2.2.隔離開關(guān)的選擇

隔離開關(guān)的選擇和校驗條件如表6-1所列。屋外隔離開關(guān)的型式較多，它與配電裝置的布置和占地面積等有很大關(guān)系，因此，其形式應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合技術(shù)經(jīng)濟比較后確定3.高壓熔斷器的選擇

高壓熔斷器的選擇、校驗條件如表6-1所示。在選擇時還應(yīng)注意以下幾點。1)按額定電壓選擇對于一般的高壓熔斷器，其額定電壓必須≧電網(wǎng)的額定電壓。但充填石英砂的限流熔斷器，只能用在等于其額定電壓的電網(wǎng)中，因為這類熔斷器在電流達到最大值之前就將電流截斷，致使熔體熔斷時產(chǎn)生過電壓。過電壓的倍數(shù)與電路的參數(shù)及熔體的長度有關(guān)，一般在等于額定電壓的電網(wǎng)中為2.0倍～2.5倍，但如在低于其額定電壓的電網(wǎng)中，由于熔體較長，過電壓可高達3.5倍～4倍相電壓，以致?lián)p害電網(wǎng)中的電氣設(shè)備。

2)按額定電流選擇對于熔斷器，其額定電流應(yīng)包括熔斷器載流部分與接觸部分發(fā)熱所依據(jù)的電流和熔體發(fā)熱所依據(jù)的電流兩部分，前者為熔管額定電流，后者為熔體額定電流。同一熔管可裝配不同額定電流的熔體，但受熔管額定電流的限制。所以熔斷器額定電流的選擇包括這兩部分電流的選擇。142.2.隔離開關(guān)的選擇2)按額定電流選擇14續(xù)上頁(1)熔管額定電流的選擇。為了保證熔斷器載流及接觸部分不致過熱和損壞，高壓熔斷器的熔管額定電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流，即≥(6-16)(2)熔體額定電流選擇。保護35kV以下電力變壓器的高壓熔斷器，為了防止熔體在通過變壓器勵磁涌流和保護范圍以外的短路及電動機自起動等沖擊電流時誤動作，其熔體的額定電流可按式下式選擇=(6-17)式中K1——可靠系數(shù)(不計電動機自起動時K1=1.1～1.3；考慮電動機自起動時K1=1.5～2)。用于保護電力電容器的高壓熔斷器，當系統(tǒng)電壓升高或波形畸變引起回路電流增大或運行過程中產(chǎn)生涌流時不應(yīng)誤動作，其熔體額定電流可按下式選擇(6-18)式中K2——可靠系數(shù)(對限流式高壓熔斷器，當一臺電力電容器時K2=1.5～2.0；當一組電力電容器時K2=1.3～1.8)；IN.C——電力電容器回路的額定電流。15續(xù)上頁(1)熔管額定電流的選擇。

(3)熔斷器開斷電流校驗。對于非限流熔斷器，選擇時用沖擊電流的有效值進行校驗；對于限流熔斷器，在電流達最大值之前電路已切斷，可不計非周期分量的影響，而采用進行校驗

(4)熔斷器選擇性校驗。為了保證前后兩級熔斷器之間保護動作的選擇性，應(yīng)進行熔體選擇性校驗。熔體的選擇性校驗應(yīng)根據(jù)制造廠提供的熔體的安秒特性進行。安秒特性是熔體的熔斷時間與通過電流的關(guān)系。如圖6-2所示，兩個不同熔體的安秒特性曲線()。同一電流同時通過此兩熔體時，熔體1先熔斷。所以，為了保證保護動作的選擇性，前一級熔斷器應(yīng)采用熔體1，后一級熔斷器應(yīng)選用熔體2。(6-19)對于保護電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及開斷電流兩項來選擇。16(3)熔斷器開斷電流校驗。(6-二.支持絕緣子和穿墻套管的選擇

絕緣子包括支持絕緣子和穿墻套管。支持絕緣子的作用是為了支撐母線；穿墻套管的作用是為了保證母線穿墻時的絕緣。它們的選擇和校驗項目，如表6-1所列。

絕緣子和穿墻套管的機械應(yīng)力計算：布置在同一平面內(nèi)的三相母線，如圖6-3所示為絕緣子和穿墻套管受力示意圖。在發(fā)生短路時，支持絕緣子所受的力為式中——計算跨距(m)，=；L1、L2——支持絕緣子的相鄰兩跨距(m)。式(6-20)也可用于計算穿墻套管承受的作用力，其中=式中Lp——套管長度。圖6-3絕緣子和穿墻套管所受的電動力(6-20)17二.支持絕緣子和穿墻套管的選擇絕緣子

由于母線電動力Fmax是作用在母線截面的中心線上，而支持絕緣子的抗彎破壞強度是按作用在絕緣子帽上給定的，如圖6-4所示為絕緣子受力示意圖。為了便于比較，必須求出短路時作用在絕緣子帽上的計算作用力Fc(6-21)其中

式中H——絕緣子高度；H1——絕緣子底部到母線中心線的高度(mm)；——母線支持片的厚度，一般豎放矩形母線=18mm，平放矩形母線=12mm。圖6-4絕緣子受力示意圖

對于屋內(nèi)35kV及其以上水平布置的支持絕緣子，在進行機械受力計算時，應(yīng)考慮母線和絕緣子的自重以及短路電動力的復(fù)合作用。屋外支持絕緣子還應(yīng)計算風和冰雪的附加作用。

校驗短時荷載作用時，支持絕緣子及穿墻套管的機械強度安全系數(shù)不應(yīng)小于1.67，即=0.6，校驗時必須滿足

≦0.6(N)(6-22)式中Fde——絕緣子和套管的抗彎破壞力。18由于母線電動力Fmax是作用在母線截面的中心1—熔體1特性曲線2—熔體2特性曲線圖4.14熔斷器的安秒特性曲線三.電流互感器和電壓互感器的選擇1.互感器的配置原則

互感器在主接線中的配置與測量儀表、同期點（不同系統(tǒng)來電的交匯點）的選擇、保護和自動裝置的要求以及主接線的形式有關(guān)，其配置原則如下。1)電流互感器配置(1)為了滿足測量和保護裝置的需要，在變壓器、出線、母線分段和母聯(lián)斷路器、分斷斷路器等回路均設(shè)有電流互感器。對于大接地電流系統(tǒng)，一般按三相配置；對于小接地電流系統(tǒng)，根據(jù)具體要求按兩相或三相配置。在指定的計量點，還應(yīng)設(shè)置計量用的電流互感器。(2)對于保護用電流互感器應(yīng)盡量消除保護的死區(qū)。例如，裝有兩組電流互感器，且位置允許時應(yīng)設(shè)在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護范圍之中。191—熔體1特性曲線三.電流互感器和電壓互感器的選擇

2)電壓互感器的配置(1)母線，一般除旁路母線外，工作及備用母線上都裝有一組電壓互感器，用于同期、測量儀表和保護裝置。(2)線路，35kV及其以上輸電線路當對端有電源時，為了監(jiān)視線路有無電壓，進行同期和設(shè)置重合閘，裝有一臺或三臺單相電壓互感器；10kV及其以下架空出線自動重合閘，可利用母線上的電壓互感器。(3)供電部門指定的計量點，一般裝有專用電壓互感器。(4)變壓器的高壓側(cè)有時為了保護的需要，設(shè)有一組電壓互感器。2.電流互感器的選擇

電流互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇。(1)按一次回路額定電壓和電流選擇。電流互感器的一次額定電壓和電流必須滿足≥(6-23)≥(6-24)式中UNs——電流互感器所在電網(wǎng)的額定電壓；UN、IN——電流互感器的一次額定電壓和電流；Imax——電流互感器一次回路最大工作電流。.202)電壓互感器的配置.20

(2)電流互感器種類和型式的選擇。在選擇互感器時，應(yīng)根據(jù)安裝地點(如屋內(nèi)、屋外)和安裝方式(如穿墻式、支持式、裝入式等)選擇其型式。(3)電流互感器的準確度和額定容量的選擇。為了保證測量儀表的準確度，互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級。當所供儀表要求不同準確度時，應(yīng)按最高級別來確定互感器的準確度。為了保證互感器的準確度，互感器二次側(cè)所接負荷S2應(yīng)不小于該準確度所規(guī)定的額定容量SN2，即(6-25)互感器二次負荷(忽略電抗)包括測量儀表電流線圈電阻r1、繼電器電阻r2、連接導(dǎo)線電阻r3、和接觸電阻r4，即(Ω)(6-26)式(6-26)中r1、r2可由回路中所接儀表和繼電器的參數(shù)求得，r4由于不能準確測量一般可取0.1，僅連接導(dǎo)線電阻r3為未知數(shù)，將式(6-26)代入式(6-25)中，整理后得(6-27)21(2)電流互感器種類和型式的選擇。21

由于導(dǎo)線截面則式中S、Lc——連接導(dǎo)線截面(m2)和計算長度(m)；——導(dǎo)線的電阻率，銅線=1.75×10-8Ω?m；ZN2——互感器的額定二次阻抗。式(6-29)表明在滿足電流互感器額定容量的條件下，選擇二次連接導(dǎo)線的最小允許截面。式中Lc與儀表到互感器的實際距離L及電流互感器的接線方式有關(guān)。星形接線時，Lc=L；不完全星形接線時，Lc=L；單相接線時，Lc=2L。發(fā)電廠和變電所應(yīng)采用銅心控制電纜。由式(6-29)求出的銅導(dǎo)線截面不應(yīng)小于1.5mm2，以滿足機械強度要求。(4)熱穩(wěn)定校驗。電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過一次額定電流IN1的倍數(shù)Kt(熱穩(wěn)定電流倍數(shù))來表示，故熱穩(wěn)定應(yīng)按式(6-30)校驗(6-30)(6-28)(6-29)22由于導(dǎo)線截面(6-28)(6-29)

(5)動穩(wěn)定校驗。電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值(IN1)的倍數(shù)Kes(動穩(wěn)定電流倍數(shù))，表示其內(nèi)部動穩(wěn)定能力，所以內(nèi)部動穩(wěn)定可用式(6-31)校驗(6-31)

3.電壓互感器的選擇電壓互感器應(yīng)按一次回路電壓、二次回路電壓、安裝地點和使用條件、二次負荷及準確級等要求進行選擇。(1)一次回路電壓選擇。為了確保電壓互感器在規(guī)定的準確度下安全運行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在(1.1～0.9)UN1范圍內(nèi)變動，即滿足下列條件1.1>>0.9(6-32)式中UN1——電壓互感器一次側(cè)額定電壓。選擇時，滿足=即可。(2)二次回路電壓選擇。二次回路電壓必須滿足測量電壓為100V，根據(jù)電壓互感器接線的不同，二次電壓各不同，可根據(jù)電壓互感器的接線方式選擇。23(5)動穩(wěn)定校驗。電流互感器常以允許通過一

(3)電壓互感器的種類和型式的選擇。電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)安裝地點和使用條件進行選擇，例如在6kV～35kV屋內(nèi)配置中，一般采用油浸式或澆注式；110kV～220kV配電裝置一般采用串級式電磁式電壓互感器；220kV及其以上配電裝置，當容量和準確度滿足要求時，一般采用電容式電壓互感器。(4)電壓互感器的準確度和容量的選擇。有關(guān)電壓互感器準確度選擇應(yīng)滿足所供測量儀表的最高準確度。同時，應(yīng)根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器的接線方式，并盡可能將負荷均勻分布在各相上，然后計算各相負荷大小。電壓互感器的額定二次容量(對應(yīng)于所要求的準確度)SN2應(yīng)不小于互感器的二次負荷S2，即(6-33)(6-34)式中、、——分別為各儀表的視在功率、有功功率和無功功率。24(3)電壓互感器的種類和型式的選擇。24第二節(jié)電力變壓器的選擇.一電力變壓器的容量和過負荷能力1.電力變壓器的額定容量電力變壓器的額定容量（銘牌容量），是指它在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，戶外安裝時，在規(guī)定的使用年限（20年）內(nèi)所能連續(xù)輸出的最大視在功率（kVA）。變壓器的實際容量計算由于現(xiàn)場使用環(huán)境的平均溫度與標準的溫度規(guī)定有差異，使得變壓器的實際容量與額定容量并不相等。一般規(guī)定，如果變壓器安裝地點的年平均氣溫時，則年平均氣溫每升高1℃，變壓器的容量應(yīng)相應(yīng)減少1%；對應(yīng)著每低1℃，變壓器容量應(yīng)相應(yīng)增加1%。因此，變壓器的實際容量（出力）應(yīng)計入一個溫度校正系數(shù)。對室外變壓器：通風條件好，易于散熱，其實際容量為：其中，為變壓器的額定容量，為溫度校正系數(shù)25第二節(jié)電力變壓器的選擇.一電力變壓器的容量和過負對室內(nèi)變壓器：由于散熱條件較差，變壓器進風口和出風口間大概有15℃的溫差，因此處在室內(nèi)的變壓器環(huán)境溫度比戶外溫度大約高8℃，因此其容量要減少8%。即：

2、電力變壓器的正常過負荷變壓器的過負荷能力：是指它在保證變壓器規(guī)定使用年限內(nèi)，在較短時間內(nèi)所能輸出的最大容量。電力變壓器的容量是按照最大負荷確定的；在運行中有冗余；加之負荷有晝夜、季節(jié)性變化；所以變壓器存在有過負荷潛力！對于油浸式變壓器，其允許過負荷包括兩部分：a.由于晝夜負荷不均勻而考慮的過負荷。b.由于夏季欠負荷而在冬季考慮的過負荷。

以上兩部分過負荷可以同時考慮，但是，對室內(nèi)變壓器，過負荷不得超過20％；對室外變壓器，過負荷不得超過30％。26對室內(nèi)變壓器：由于散熱條件較差，變壓器進風口和出即：從圖6-5中，由β和t可得到油浸式變壓器晝夜負荷不均勻而考慮的允許過負荷系數(shù)為：KoL1由于夏季欠負荷而在冬季考慮的過負荷系數(shù)為：但此過負荷不得超過15％。以上兩部分過負荷同時考慮，變壓器在冬季時的最大正常過負荷系數(shù)為:圖6-527即：從圖6-5中，由β和t可得到油浸式變壓器晝夜負荷不均勻而續(xù)上頁變壓器的使用年限，主要取決于變壓器繞組絕緣的老化速度，而絕緣的老化速度又取決于繞組最熱點的溫度。對于戶外變壓器而言，不得超過30%SNT；戶內(nèi)變壓器不得超過20%SNT；干式變壓器一般不考慮正常過負荷。因此，變壓器在冬季正常過負荷能力，即最大出力為：3.事故過負荷能力當電力系統(tǒng)或工廠變電所發(fā)生事故時，為了保證對重要設(shè)備連續(xù)供電，故允許變壓器短時間的過負荷，即事故過負荷。但不論故障前負荷情況如何，運行時間不得超過規(guī)定時間。自然循環(huán)油浸式變壓器允許事故過負荷值及相應(yīng)時間允許時間（min）12080452010過負荷（%）3045607510028續(xù)上頁變壓器的使用年限，主要取決于變壓器繞組絕緣的老化速度，二、電力變壓器的臺數(shù)與容量選擇1.臺數(shù)的選擇

考慮因素：①供電可靠性要求②負荷變化與經(jīng)濟運行③負荷容量的發(fā)展

2.主變?nèi)萘康倪x擇（1）只裝一臺主變壓器時主變壓器的額定容量SN.T應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總的計算負荷S30的需要：SN.T≥S30

（2）裝有兩臺變壓器時每臺主變壓器的額定容量SN.T應(yīng)同時滿足以下兩個條件：

其中S30（1+2）——計算負荷中的全部一、二級負荷。29二、電力變壓器的臺數(shù)與容量選擇1.臺數(shù)的選擇（3）單臺主變壓器的容量上限

工廠變電所單臺主變壓器，一般低壓為0.4kV。故其容量不宜大于1250kVA，這一方面是受現(xiàn)在通用的低壓斷路器的斷流能力及短路穩(wěn)定度要求的限制，另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于負荷中心，以減少低壓配電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗。在負荷比較集中、容量較大時，也可選用1600~2500kVA的配電變壓器，這時變壓器低壓側(cè)的斷路器必須配套選用。主變壓器容量的確定，應(yīng)適當考慮發(fā)展。一個單位的變壓器容量的等級不宜太多。主變壓器的臺數(shù)和容量的最后確定，應(yīng)結(jié)合變電所主結(jié)線方案選擇，擇優(yōu)而定。

變壓器的并聯(lián)運行條件兩臺及以上的變壓器并列運行時，必須滿足以下三個條件按：額定一次、二次電壓必須對應(yīng)相等——否則會出現(xiàn)環(huán)流。所有變壓器的阻抗電壓（短路電壓）對應(yīng)相等——保證負荷分配均勻。聯(lián)結(jié)組別相同——保證相序和相位相同。30（3）單臺主變壓器的容量上限工廠變電所單臺主變壓器，3131油浸式電力變壓器10kVS9-M型35kVS9型10kVS9型32油浸式電力變壓器10kVS9-M型35kVS9型10kVS9油浸式電力變壓器10kVS9-M型35kVS9型10kVS9型33油浸式電力變壓器10kVS9-M型35kVS9型10kVS9干式電力變壓器10kV級SCB10型(IP00)高壓接線端子低壓接線端子溫控儀冷卻風機低壓繞組高壓繞組環(huán)氧樹脂澆注鐵心無載分接開關(guān)34干式電力變壓器10kV級SCB10型(IP00)高壓接線端

為了保證用戶供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，選擇導(dǎo)線和電纜截面時必須滿足下列條件。1.發(fā)熱條件導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過正常最大負荷電流（線路計算電流）時其發(fā)熱溫度不應(yīng)超過其正常運行的最高允許溫度。2.電壓損耗條件導(dǎo)線和電纜在通過正常最大的負荷電流（線路計算電流）時其電壓損耗不應(yīng)超過正常運行時允許的電壓損耗。對于較短的高壓線路，可不進行電壓損耗校驗。3.經(jīng)濟電流密度（可查表）35kV及以上的高壓線路以及35kV以下但距離長電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟電流密度選擇，所選截面稱為“經(jīng)濟截面”。用戶10kV及以下線路，通常不按此原則選擇。第四節(jié)導(dǎo)線和電纜截面的選擇計算35為了保證用戶供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地４.機械強度導(dǎo)線的截面應(yīng)不小于最小允許截面。由于電纜的機械強度很好，因此電纜不校驗機械強度，但需校驗短路熱穩(wěn)定度。5.短路時的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度導(dǎo)體的截面應(yīng)滿足短路時的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度，以保證短路時不至損壞。6.導(dǎo)體與保護電器的配合導(dǎo)體的截面應(yīng)與熔斷器、低壓斷路器等保護電器相配合，以保證當線路上出現(xiàn)過負荷或短路時保護電器能可靠動作。續(xù)上頁設(shè)計經(jīng)驗：

低壓動力線和10kV及以下的高壓線，一般先按發(fā)熱條件來選擇截面，然后校驗機械強度和電壓損耗。低壓照明線，由于照明對電壓水平要求較高，所以一般先按允許電壓損耗來選擇截面，然后校驗發(fā)熱條件和機械強度。35kV及以上的高壓線，則可先按經(jīng)濟電流密度來選擇經(jīng)濟截面，再校驗發(fā)熱條件、允許電壓損耗和機械強度等。36４.機械強度續(xù)上頁設(shè)計經(jīng)驗：36

按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面時，應(yīng)使其允許載流量Ial不小于通過相線的計算電流I30，即(6-43)按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線所用的計算電流I30時:對降壓變壓器高壓側(cè)的導(dǎo)線，應(yīng)取為變壓器額定一次電流I1N.T。對電容器的引入線，由于電容器充電時有較大的涌流，因此應(yīng)取為電容器額定電流的INC的1.35倍。

一.發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜的截面

1.三相系統(tǒng)相線截面的選擇導(dǎo)體的允許載流量應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)：附:LJ型、LGJ型等鋁絞線的允許載流量，BLX和BLV型等鋁心絕緣導(dǎo)線明敷、穿鋼管和穿硬塑料管時的允許載流量，均可查表。

37按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面時，應(yīng)使（1）中性線(N線)截面的選擇三相四線制系統(tǒng)中的中性線，要通過系統(tǒng)的不平衡電流和零序電流，因此中性線的允許載流量，不應(yīng)小于三相系統(tǒng)的最大不平衡電流，同時應(yīng)考慮諧波電流的影響。一般三相四線制線路的中性線截面A0，應(yīng)不小于相線截面A的50%，即(6-44)而由三相四線路引出的兩相三線線路和單相線路，由于其中性線電流與流過相線電流相等，因此中性線截面A0和相線截面A相等，即(6-45)2.中性線和保護線截面的選擇對于三次諧波電流相當突出的三相四線制線路，由于各相的三次諧波電流都要通過中性線，使得中性線電流可能接近甚至超過相電流，因此這種情況下，中性線截面A0宜等于或大于相線截面，即

(6-46)38（1）中性線(N線)截面的選擇三相四線制系統(tǒng)中的中性線，要保護線要考慮三相系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障時單相短路電流通過時的短路熱穩(wěn)定度。（2）保護線(PE線)截面的選擇低壓系統(tǒng)中的保護線（PE線），按GB50054-95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，當其材質(zhì)與相線相同時，其最小截面應(yīng)符合表6-4的要求

表6-4PE線的最小截面相線芯線截面PE線最小截面39保護線要考慮三相系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障時單相短路二、按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面經(jīng)濟電流密度就是能使線路的“年費用支出”接近于最小而又適當考慮節(jié)約有色金屬條件的導(dǎo)線和電纜的電流密度值。我國規(guī)定的經(jīng)濟電流密度如表6-3所示。表6-3我國規(guī)定的經(jīng)濟電流密度

線路類別導(dǎo)體材料年最大負荷利用小時Tmax/h<30003000～5000≥5000/A.mm-2架空線路銅3.002.251.75鋁1.651.150.90電纜線路銅2.502.252.00鋁1.921.731.54按經(jīng)濟電流密度選擇的尋線和電纜截面，稱為經(jīng)濟截面，即(6-47)按上式計算出后，應(yīng)選最接近的（可選稍小的）標準截面。式中I30——線路的計算電流。40二、按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面經(jīng)濟電流密度就是能使線4141第六章電氣設(shè)備的選擇與校驗42第六章電氣設(shè)備的選擇與校驗1第一節(jié)電氣設(shè)備的選擇及校驗原則選擇及校驗意義：電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容之一，是保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行的重要條件。一.選擇電氣設(shè)備的一般原則：選擇應(yīng)滿足條件：供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備總是在一定的電壓、電流、頻率和工作環(huán)境條件下工作的。所以，電氣設(shè)備的選擇應(yīng)滿足：1）正常工作條件下安全可靠運行2)短路故障條件下不損壞。開關(guān)電器還必須具有足夠的斷流能力3)適應(yīng)所處的位置（戶內(nèi)或戶外）、環(huán)境溫度、海拔高度以及防塵、防火、防腐、防爆等環(huán)境條件選擇基本要求：1）按正常工作條件進行選擇2）按短路條件校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。43第一節(jié)電氣設(shè)備的選擇及校驗原則選擇及校驗意義：2精品資料44精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結(jié)一節(jié)課的重點的難點，你是否會認為老師的教學方法需要改進？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學問無顏見爹娘……”“太陽當空照，花兒對我笑，小鳥說早早早……”454二.按正常工作條件選擇電氣設(shè)備1按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓電氣設(shè)備的額定電壓UN應(yīng)不低于其所在線路(安裝點)的額定電壓U，即：

UN≥U（6-3）例如在10kV線路中，應(yīng)選擇額定電壓為10kV的電氣設(shè)備，380V系統(tǒng)中應(yīng)選擇額定電壓為380V（0.4kV）或500V的電氣設(shè)備。2按工作電流選擇電氣設(shè)備

電氣設(shè)備的額定電流IN是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，設(shè)備的長期允許電流Ial。IN不應(yīng)小于該回路的最大持續(xù)工作電流Imax，即

Imax的幾種特殊情況：1）由于發(fā)電機和變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的Imax應(yīng)為發(fā)電機和變壓器額定電流的1.05倍；（6-4）46二.按正常工作條件選擇電氣設(shè)備1按工作電壓選擇電氣設(shè)備的4）當周圍環(huán)境溫度θ與導(dǎo)體(或電器)規(guī)定環(huán)境溫度θ0不等時，其長期允許電流Ial可按式(6-5)修正(6-5)其中

式中K——修正系數(shù)；θal——導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度，一般可取θal=70℃我國生產(chǎn)的電氣設(shè)備的規(guī)定環(huán)境溫度θ0=40℃，如環(huán)境溫度高于+40℃(但小于或等于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%，但增加幅度最多不得超過原額定電流的20%。我國生產(chǎn)的裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為+25℃，當裝置地點環(huán)境溫度在-5℃～+50℃范圍內(nèi)變化時，導(dǎo)體允許通過的電流可按式(4-62)修正。

3按裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求選擇電氣設(shè)備指按照設(shè)備的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求選擇導(dǎo)體、電器的種類和型式。例如選戶外或戶內(nèi)設(shè)備，防爆型或普通型設(shè)備。續(xù)上頁2）若變壓器有可能過負荷運行時，Imax應(yīng)按過負荷確定；。3）出線回路的Imax除考慮正常負荷電流外，還應(yīng)考慮事故時由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負荷。474）當周圍環(huán)境溫度θ與導(dǎo)體(或電器)規(guī)定環(huán)境溫度三.按短路電流校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定性1)短路熱穩(wěn)定度的校驗條件

電器和載流部分的熱穩(wěn)定度校驗，依校驗對象的不同而采用不同的具體條件。(1)對一般電器，熱穩(wěn)定度校驗條件為式中It——電器的熱穩(wěn)定試驗電流；t——電器的熱穩(wěn)定試驗時間；、——短路電流的穩(wěn)態(tài)值及短路電流的假想時間。以上的It和t均可由電器產(chǎn)品樣本查得。(2)對母線及絕緣導(dǎo)線和電纜等導(dǎo)體，可按下列條件校驗其熱穩(wěn)定度：≥(6-8)式中kal——導(dǎo)體在短路時的最高允許溫度，可查表；

k——導(dǎo)體短路時產(chǎn)生的最高溫度。

(6-7)48三.按短路電流校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定性(6-7)7

確定k，可根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求來確定其最小允許截面Amin。=(/C)

(6-9)式中Amin——導(dǎo)體的最小熱穩(wěn)定截面積(mm2)；

——三相短路穩(wěn)態(tài)電流(A)；C——導(dǎo)體的短路熱穩(wěn)定系數(shù)，可查表。導(dǎo)體的熱穩(wěn)定度校驗條件轉(zhuǎn)換成導(dǎo)體的截面積校驗條件，要求≥(6-10)

49確定k，可根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求來確定2)短路動穩(wěn)定度的校驗條件電器和導(dǎo)體的動穩(wěn)定度校驗，依校驗對象的不同而采用不同的具體條件。(1)對一般電器，動穩(wěn)定度校驗條件或式中imax、Imax——電器的極限通過電流峰值和有效值；可由電器產(chǎn)品樣本查得、——三相短路沖擊電流峰值和有效值。(2)絕緣子的動穩(wěn)定度校驗條件式中Fal——絕緣子的最大允許載荷可由產(chǎn)品樣本查得，如果產(chǎn)品樣本給出的是絕緣子的抗彎破壞載荷值，則應(yīng)將抗彎破壞載荷值乘以0.6作為Fal；Fc(3)——短路時作用于絕緣子上的計算力，如母線在絕緣子上為平放，如圖6-1(a)，則Fc(3)＝F(3)，如為豎放，如圖6-1(b)所示，則Fc(3)＝1.4F(3)。

(a)平放(b)豎放

圖6-1水平放置的母線502)短路動穩(wěn)定度的校驗條件(a)平放

(3)對母線等硬導(dǎo)體，一般按短路時所受到的最大應(yīng)力來校驗其動穩(wěn)定度，滿足的條件為(6-13)式中——母線材料的最大允許應(yīng)力(Pa)，硬銅≈137MPa，硬鋁≈69MPa；——母線通過時所受到的最大計算應(yīng)力。上述最大計算應(yīng)力按式

(6-14)式中——母線通過時所受到的彎曲力矩()，當母線的擋數(shù)為1～2時，=，當擋數(shù)大于2時，＝，L為母線的擋距；──母線的截面系數(shù)(m3)，當母線水平放置時(圖4.13)，，此處b為母線截面的水平寬度，h為母線截面的垂直高度，b和h的單位均為m。51(3)對母線等硬導(dǎo)體，一般按短路時所受到的

不作為母線的矩形硬導(dǎo)線，其動穩(wěn)定度校驗條件和校驗方法與硬母線一樣。由于回路的特殊性，對下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：①用熔斷器保護的電源，其熱穩(wěn)定由熔體的熔斷時間保證，故可不校驗熱穩(wěn)定。②采用限流熔斷器保護的設(shè)備可不校驗動穩(wěn)定。③在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不校驗動、熱穩(wěn)定。④對于電纜，因其內(nèi)部為軟導(dǎo)線，外部機械強度很高，不必校驗其動穩(wěn)定。52不作為母線的矩形硬導(dǎo)線，其動穩(wěn)定度校驗條件和第二節(jié)高壓電器的選擇高壓電氣設(shè)備的選擇：1)要滿足安全、可靠，運行維護方便和投資經(jīng)濟合理等要求。2)要滿足正常工作條件的要求，3）要按短路條件進行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的校驗。高壓電氣設(shè)備選擇及其校驗項目可按下表所列各項進行選擇和校驗。表6-1高壓電氣設(shè)備的選擇及其校驗項目和條件注：表中“√”表示必須校驗；“—”表示不要校驗。

53第二節(jié)高壓電器的選擇高壓電氣設(shè)備的選擇：表6-1高壓二、高壓電氣設(shè)備的選擇一.高壓開關(guān)設(shè)備的選擇1.高壓斷路器的選擇

高壓斷路器的選擇、校驗條件如表6-1所示。在選擇時還應(yīng)注意以下幾點。1)斷路器種類和型式的選擇高壓斷路器應(yīng)根據(jù)其安裝地點、環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類和型式。由于少油斷路器制造簡單、價格便宜、維護工作量少，故3k～220kV一般采用少油斷路器；對于110k～330kV，當少油斷路器的技術(shù)性能不能滿足要求時，可以選用壓縮空氣或SF6斷路器。

2)按開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流應(yīng)滿足≥(6-15)式中Ik——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；INk——高壓斷路器的額定開斷電流。高壓斷路器的操動機構(gòu)，大多數(shù)是由制造廠配套供應(yīng)，僅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(gòu)可供選擇。一般電磁式操動機構(gòu)雖需配有專用的直流合閘電源，但其結(jié)構(gòu)簡單可靠；彈簧式的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)整要求較高；液壓操動機構(gòu)加工精度要求較高。操動機構(gòu)的型式，可根據(jù)安裝調(diào)試方便和運行可靠性進行選擇。54二、高壓電氣設(shè)備的選擇一.高壓開關(guān)設(shè)備的選擇2.2.隔離開關(guān)的選擇

隔離開關(guān)的選擇和校驗條件如表6-1所列。屋外隔離開關(guān)的型式較多，它與配電裝置的布置和占地面積等有很大關(guān)系，因此，其形式應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合技術(shù)經(jīng)濟比較后確定3.高壓熔斷器的選擇

高壓熔斷器的選擇、校驗條件如表6-1所示。在選擇時還應(yīng)注意以下幾點。1)按額定電壓選擇對于一般的高壓熔斷器，其額定電壓必須≧電網(wǎng)的額定電壓。但充填石英砂的限流熔斷器，只能用在等于其額定電壓的電網(wǎng)中，因為這類熔斷器在電流達到最大值之前就將電流截斷，致使熔體熔斷時產(chǎn)生過電壓。過電壓的倍數(shù)與電路的參數(shù)及熔體的長度有關(guān)，一般在等于額定電壓的電網(wǎng)中為2.0倍～2.5倍，但如在低于其額定電壓的電網(wǎng)中，由于熔體較長，過電壓可高達3.5倍～4倍相電壓，以致?lián)p害電網(wǎng)中的電氣設(shè)備。

2)按額定電流選擇對于熔斷器，其額定電流應(yīng)包括熔斷器載流部分與接觸部分發(fā)熱所依據(jù)的電流和熔體發(fā)熱所依據(jù)的電流兩部分，前者為熔管額定電流，后者為熔體額定電流。同一熔管可裝配不同額定電流的熔體，但受熔管額定電流的限制。所以熔斷器額定電流的選擇包括這兩部分電流的選擇。552.2.隔離開關(guān)的選擇2)按額定電流選擇14續(xù)上頁(1)熔管額定電流的選擇。為了保證熔斷器載流及接觸部分不致過熱和損壞，高壓熔斷器的熔管額定電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流，即≥(6-16)(2)熔體額定電流選擇。保護35kV以下電力變壓器的高壓熔斷器，為了防止熔體在通過變壓器勵磁涌流和保護范圍以外的短路及電動機自起動等沖擊電流時誤動作，其熔體的額定電流可按式下式選擇=(6-17)式中K1——可靠系數(shù)(不計電動機自起動時K1=1.1～1.3；考慮電動機自起動時K1=1.5～2)。用于保護電力電容器的高壓熔斷器，當系統(tǒng)電壓升高或波形畸變引起回路電流增大或運行過程中產(chǎn)生涌流時不應(yīng)誤動作，其熔體額定電流可按下式選擇(6-18)式中K2——可靠系數(shù)(對限流式高壓熔斷器，當一臺電力電容器時K2=1.5～2.0；當一組電力電容器時K2=1.3～1.8)；IN.C——電力電容器回路的額定電流。56續(xù)上頁(1)熔管額定電流的選擇。

(3)熔斷器開斷電流校驗。對于非限流熔斷器，選擇時用沖擊電流的有效值進行校驗；對于限流熔斷器，在電流達最大值之前電路已切斷，可不計非周期分量的影響，而采用進行校驗

(4)熔斷器選擇性校驗。為了保證前后兩級熔斷器之間保護動作的選擇性，應(yīng)進行熔體選擇性校驗。熔體的選擇性校驗應(yīng)根據(jù)制造廠提供的熔體的安秒特性進行。安秒特性是熔體的熔斷時間與通過電流的關(guān)系。如圖6-2所示，兩個不同熔體的安秒特性曲線()。同一電流同時通過此兩熔體時，熔體1先熔斷。所以，為了保證保護動作的選擇性，前一級熔斷器應(yīng)采用熔體1，后一級熔斷器應(yīng)選用熔體2。(6-19)對于保護電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及開斷電流兩項來選擇。57(3)熔斷器開斷電流校驗。(6-二.支持絕緣子和穿墻套管的選擇

絕緣子包括支持絕緣子和穿墻套管。支持絕緣子的作用是為了支撐母線；穿墻套管的作用是為了保證母線穿墻時的絕緣。它們的選擇和校驗項目，如表6-1所列。

絕緣子和穿墻套管的機械應(yīng)力計算：布置在同一平面內(nèi)的三相母線，如圖6-3所示為絕緣子和穿墻套管受力示意圖。在發(fā)生短路時，支持絕緣子所受的力為式中——計算跨距(m)，=；L1、L2——支持絕緣子的相鄰兩跨距(m)。式(6-20)也可用于計算穿墻套管承受的作用力，其中=式中Lp——套管長度。圖6-3絕緣子和穿墻套管所受的電動力(6-20)58二.支持絕緣子和穿墻套管的選擇絕緣子

由于母線電動力Fmax是作用在母線截面的中心線上，而支持絕緣子的抗彎破壞強度是按作用在絕緣子帽上給定的，如圖6-4所示為絕緣子受力示意圖。為了便于比較，必須求出短路時作用在絕緣子帽上的計算作用力Fc(6-21)其中

式中H——絕緣子高度；H1——絕緣子底部到母線中心線的高度(mm)；——母線支持片的厚度，一般豎放矩形母線=18mm，平放矩形母線=12mm。圖6-4絕緣子受力示意圖

對于屋內(nèi)35kV及其以上水平布置的支持絕緣子，在進行機械受力計算時，應(yīng)考慮母線和絕緣子的自重以及短路電動力的復(fù)合作用。屋外支持絕緣子還應(yīng)計算風和冰雪的附加作用。

校驗短時荷載作用時，支持絕緣子及穿墻套管的機械強度安全系數(shù)不應(yīng)小于1.67，即=0.6，校驗時必須滿足

≦0.6(N)(6-22)式中Fde——絕緣子和套管的抗彎破壞力。59由于母線電動力Fmax是作用在母線截面的中心1—熔體1特性曲線2—熔體2特性曲線圖4.14熔斷器的安秒特性曲線三.電流互感器和電壓互感器的選擇1.互感器的配置原則

互感器在主接線中的配置與測量儀表、同期點（不同系統(tǒng)來電的交匯點）的選擇、保護和自動裝置的要求以及主接線的形式有關(guān)，其配置原則如下。1)電流互感器配置(1)為了滿足測量和保護裝置的需要，在變壓器、出線、母線分段和母聯(lián)斷路器、分斷斷路器等回路均設(shè)有電流互感器。對于大接地電流系統(tǒng)，一般按三相配置；對于小接地電流系統(tǒng)，根據(jù)具體要求按兩相或三相配置。在指定的計量點，還應(yīng)設(shè)置計量用的電流互感器。(2)對于保護用電流互感器應(yīng)盡量消除保護的死區(qū)。例如，裝有兩組電流互感器，且位置允許時應(yīng)設(shè)在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護范圍之中。601—熔體1特性曲線三.電流互感器和電壓互感器的選擇

2)電壓互感器的配置(1)母線，一般除旁路母線外，工作及備用母線上都裝有一組電壓互感器，用于同期、測量儀表和保護裝置。(2)線路，35kV及其以上輸電線路當對端有電源時，為了監(jiān)視線路有無電壓，進行同期和設(shè)置重合閘，裝有一臺或三臺單相電壓互感器；10kV及其以下架空出線自動重合閘，可利用母線上的電壓互感器。(3)供電部門指定的計量點，一般裝有專用電壓互感器。(4)變壓器的高壓側(cè)有時為了保護的需要，設(shè)有一組電壓互感器。2.電流互感器的選擇

電流互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇。(1)按一次回路額定電壓和電流選擇。電流互感器的一次額定電壓和電流必須滿足≥(6-23)≥(6-24)式中UNs——電流互感器所在電網(wǎng)的額定電壓；UN、IN——電流互感器的一次額定電壓和電流；Imax——電流互感器一次回路最大工作電流。.612)電壓互感器的配置.20

(2)電流互感器種類和型式的選擇。在選擇互感器時，應(yīng)根據(jù)安裝地點(如屋內(nèi)、屋外)和安裝方式(如穿墻式、支持式、裝入式等)選擇其型式。(3)電流互感器的準確度和額定容量的選擇。為了保證測量儀表的準確度，互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級。當所供儀表要求不同準確度時，應(yīng)按最高級別來確定互感器的準確度。為了保證互感器的準確度，互感器二次側(cè)所接負荷S2應(yīng)不小于該準確度所規(guī)定的額定容量SN2，即(6-25)互感器二次負荷(忽略電抗)包括測量儀表電流線圈電阻r1、繼電器電阻r2、連接導(dǎo)線電阻r3、和接觸電阻r4，即(Ω)(6-26)式(6-26)中r1、r2可由回路中所接儀表和繼電器的參數(shù)求得，r4由于不能準確測量一般可取0.1，僅連接導(dǎo)線電阻r3為未知數(shù)，將式(6-26)代入式(6-25)中，整理后得(6-27)62(2)電流互感器種類和型式的選擇。21

由于導(dǎo)線截面則式中S、Lc——連接導(dǎo)線截面(m2)和計算長度(m)；——導(dǎo)線的電阻率，銅線=1.75×10-8Ω?m；ZN2——互感器的額定二次阻抗。式(6-29)表明在滿足電流互感器額定容量的條件下，選擇二次連接導(dǎo)線的最小允許截面。式中Lc與儀表到互感器的實際距離L及電流互感器的接線方式有關(guān)。星形接線時，Lc=L；不完全星形接線時，Lc=L；單相接線時，Lc=2L。發(fā)電廠和變電所應(yīng)采用銅心控制電纜。由式(6-29)求出的銅導(dǎo)線截面不應(yīng)小于1.5mm2，以滿足機械強度要求。(4)熱穩(wěn)定校驗。電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過一次額定電流IN1的倍數(shù)Kt(熱穩(wěn)定電流倍數(shù))來表示，故熱穩(wěn)定應(yīng)按式(6-30)校驗(6-30)(6-28)(6-29)63由于導(dǎo)線截面(6-28)(6-29)

(5)動穩(wěn)定校驗。電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值(IN1)的倍數(shù)Kes(動穩(wěn)定電流倍數(shù))，表示其內(nèi)部動穩(wěn)定能力，所以內(nèi)部動穩(wěn)定可用式(6-31)