電氣電抗器與熔斷器

電氣電抗器與熔斷器第一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一§6.5§6.6限流電抗器的選擇高壓熔斷器的選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇第二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一6.4限流電抗器的選擇6.4.1額定電壓和額定電流的選擇1.普通電抗器電抗百分比值的選擇P198～201（1）按將短路電流限制到要求值來選擇電抗百分比值的選擇（2）電壓損失校驗(yàn)（3）短路時(shí)母線殘壓校驗(yàn)6.4.2電抗百分比值的選擇6.4.3熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)第三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一

制造廠家是以電抗的百分?jǐn)?shù)XL(%)給出電抗器的參數(shù)，其定義為所以（2-57）式中，XL為電抗器的電抗（Ω），XL（%）為電抗器電抗的百分?jǐn)?shù)，UN為電抗器的額定電壓（kV），IN為電抗器的額定電流（kA）。

由于電抗器的電阻一般可忽略不計(jì)，所以電抗器的等值電路為純電抗電路。第四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一6.4限流電抗器的選擇6.4.1額定電壓和額定電流的選擇P198～201電力系統(tǒng)中使用的電抗器，分為普通電抗器和分裂電抗器兩種。一般按下列項(xiàng)目選擇和校驗(yàn)：

1)額定電壓；2)額定電流；3)電抗百分?jǐn)?shù)；4)動(dòng)穩(wěn)定；5)熱穩(wěn)定。1、按額定電壓選擇電抗器的額定電壓UN

應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓USN，即

UN≥USN

2、按額定電流選擇電抗器的額定電流IN

應(yīng)大于或等于通過它的最大持續(xù)工作電流IMAX

，即IN≥IMAX

6.4.2電抗百分比值的選擇1、普通電抗器電抗百分?jǐn)?shù)的選擇

（1）按將短路電流限制到要求值選擇設(shè)要求將短路電流限制到I“，所需電抗器的電抗百分值為式中X，*∑——電源至電抗器前的系統(tǒng)電抗標(biāo)么值；

X*∑———電源至電抗器后的短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)么值X*∑=Id/I”

。

Id:基準(zhǔn)電流Ud:基準(zhǔn)電壓I“——次暫態(tài)短路電流周期分量有效值（kA）第五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一P198～2016.4.2電抗百分比值的選擇1、普通電抗器電抗百分?jǐn)?shù)的選擇

（1）按將短路電流限制到要求值選擇設(shè)要求將短路電流限制到I“，所需電抗器的電抗百分值為式中X，*∑——電源至電抗器前的系統(tǒng)電抗標(biāo)么值；

X*∑———電源至電抗器后的短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)么值X*∑=Id/I”

。

Id:基準(zhǔn)電流Ud:基準(zhǔn)電壓I“——次暫態(tài)短路電流周期分量有效值（kA）(2)按電壓損失校驗(yàn)選擇電抗百分?jǐn)?shù)

普通電抗器在正常工作時(shí)，其電壓損失不得大于母線額定電壓的5％。對(duì)于出線電抗器尚應(yīng)計(jì)及出線上的電壓損失，即

其中φ——負(fù)荷功率因數(shù)角，為方便計(jì)算，一般cosφ取0.8。(3)按母線殘余電壓校驗(yàn)選擇電抗百分?jǐn)?shù)

當(dāng)出線電抗器未設(shè)置無時(shí)限繼電保護(hù)時(shí)，應(yīng)按在電抗器后發(fā)生短路，母線殘余電壓不低于額定值的60％～70％校驗(yàn)。即第六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一1、電抗器的熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足下式：I2tt

≥Qk

2、電抗器的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足下式：

ies≥ish

6.4.3熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)(6-43)第七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一初選在工程計(jì)算中對(duì)于高壓架空電力線路一般近似取x1=0.4Ω/km。第八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一0.393第九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一6.4限流電抗器的選擇6.4.1額定電壓和額定電流的選擇2.分裂電抗器電抗百分比值的選擇P198～2016.4.2電抗百分比值的選擇（1）按將短路電流限制到要求值來選擇電抗百分比值的選擇第十頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一6.4限流電抗器的選擇P198～2011、普通電抗器電抗百分?jǐn)?shù)的選擇6.4.2電抗百分比值的選擇2、分裂電抗器電抗百分?jǐn)?shù)的選擇（1）按將短路電流限制到要求值來選擇分裂分裂電抗器的電抗百分?jǐn)?shù)XL

％可按普通電抗器的電抗百分?jǐn)?shù)計(jì)算方法選擇，但由于分裂電抗器的技術(shù)數(shù)據(jù)中只給出了單臂自感電抗XL1％，所以還應(yīng)進(jìn)行換算。XL1％和XL％之間的關(guān)系與電源連接方式及短路點(diǎn)的選擇有關(guān)。(1)當(dāng)3側(cè)有電源，l側(cè)和2側(cè)無電源，而在1或2側(cè)短路時(shí)，有

XL1％=XL％(6-46)(2)當(dāng)1側(cè)和2側(cè)有電源，在3側(cè)短路，或者三側(cè)均有電源，而3側(cè)短路時(shí)，

XL1％=[2/(1-f)]XL％(6-47)f——分裂電抗器的互感系數(shù):一般f=0.5第十一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一6.4限流電抗器的選擇6.4.2電抗百分比值的選擇2、分裂電抗器電抗百分?jǐn)?shù)的選擇要求正常工作時(shí)兩臂母線電壓波動(dòng)不大于母線額定電壓的5％。I段母線電壓百分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式為Ⅱ段母線電壓百分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式為

（2）電壓波動(dòng)校驗(yàn)（6-50）（6-51）

式中U1、U2——I、Ⅱ段母線上電壓；U——電源側(cè)電壓；I1、I2——I、Ⅱ段母線上負(fù)荷電流，無資料時(shí)，可取一臂為70％Ie，另一臂為30％Ie；φ1、φ2——I、Ⅱ段母線上的負(fù)荷功率因數(shù)角，一般可取cosφ=0.8；f——分裂電抗器的互感系數(shù)。第十二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一6.4限流電抗器的選擇6.4.1額定電壓和額定電流的選擇P198～2016.4.2電抗百分比值的選擇（2）電壓波動(dòng)校驗(yàn)（3）短路時(shí)殘壓及電壓偏移校驗(yàn)2.分裂電抗器電抗百分比值的選擇（1）按將短路電流限制到要求值來選擇電抗百分比值的選擇6.4.3熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)第十三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一6.5高壓熔斷器的選擇P201～2036.5.1熔斷器的用途6.5.2熔斷器的工作原理

主要用于線路及電力變壓器等電氣設(shè)備的短路及過載保護(hù)。當(dāng)電力系統(tǒng)由于過載引起電流超過某一數(shù)值、電氣設(shè)備或線路發(fā)生短路事故時(shí)，熔斷器能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)迅速動(dòng)作，切斷電源以起到保護(hù)設(shè)備、保證正常部分免遭短路事故的破壞。特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、價(jià)格低廉、維護(hù)方便、使用靈活等。

熔斷器的工作過程可分為四個(gè)階段：（1）熔體因過載或短路而加熱到熔化溫度；（2）熔體的熔化和氣化；（3）觸點(diǎn)之間的間隙擊穿和產(chǎn)生電?。唬?）電弧熄滅、電路被斷開。熔斷器的開斷能力決定于熄滅電弧能力的大小。熔體熔化時(shí)間的長短，取決于通過的電流的大小和熔體熔點(diǎn)的高低。6.5.3熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)第十四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一（1）額定電壓（2）額定電流（3）熔體的額定電流（4）極限斷路電流——長期能夠承受的正常工作電壓，即安裝處電網(wǎng)額定電壓?！?dú)んw部分和載流部分允許通過的長期最大工作電流?！垠w允許長期通過而不會(huì)熔斷的最大電流?！蹟嗥魉軘嚅_的最大短路電流。

熔斷器的技術(shù)參數(shù)應(yīng)區(qū)分為熔斷器（底座）的技術(shù)參數(shù)和熔體的技術(shù)參數(shù)。熔體的額定電流不得大于熔斷器的額定電流。額定電流的表示形式為：熔斷器底座的額定電流／熔體的額定電流。

其他技術(shù)參數(shù)還包括：額定開斷能力、電流種類、額定頻率、分?jǐn)喾秶⑹褂妙悇e和外殼防護(hù)等級(jí)等。6.5.3熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)第十五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一按照使用環(huán)境按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按工作特性

高壓熔斷器的型號(hào)——戶內(nèi)式和戶外式——支柱式和跌落式——限流型和非限流型例如：RW4－10/50型，即指額定電流50A、額定電壓10kV、戶外4型高壓熔斷器。設(shè)計(jì)系列序號(hào)

612345B6.5.4高壓熔斷器的種類及型號(hào)表示自爆式

代表產(chǎn)品名稱R—熔斷器代表安裝場(chǎng)所N—戶內(nèi)式；W—戶外式。額定電壓，kV

補(bǔ)充工作特性G－改進(jìn)型；Z－直流專用；GY－高原型

額定電流，A

第十六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一設(shè)計(jì)系列序號(hào)

612345B表示自爆式

代表產(chǎn)品名稱R—熔斷器代表安裝場(chǎng)所N—戶內(nèi)式；W—戶外式。額定電壓，kV

補(bǔ)充工作特性G－改進(jìn)型；Z－直流專用；GY－高原型

額定電流，A

第十七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一戶內(nèi)式高壓熔斷器

戶內(nèi)高壓熔斷器全部是限流型熔斷器.

以RN1型為典型代表的設(shè)計(jì)序號(hào)為奇數(shù)系列的熔斷器，用于3～35kV的電力線路和電氣設(shè)備的過載和短路保護(hù)；以RN2型為代表的設(shè)計(jì)序號(hào)為偶數(shù)系列的熔斷器，專門用于保護(hù)3～35kV的電壓互感器，用于對(duì)高壓電壓互感器的過載及短路保護(hù)。

戶內(nèi)高壓熔斷器主要部分為熔管和熔體，熔管內(nèi)配置有瓷柱，瓷柱上等間距繞有熔體，熔管的兩端配置有壓帽，其間填充有石英砂。1－熔管；2－靜觸頭座；3－支持絕緣子；4－底座；5－接線座；6－瓷質(zhì)熔管；7－黃銅端蓋；8－頂蓋；9－陶瓷芯；10－熔體；11－小錫球；12－石英砂；13－細(xì)鋼絲；14－熔斷指示器第十八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一戶外式高壓熔斷器

戶外跌落式高壓熔斷器

跌落式熔斷器主要由熔絲具、熔絲管和熔絲元件三部分構(gòu)成。

戶外跌落式熔斷器廣泛應(yīng)用于10kV架空配電線路的支線及用戶進(jìn)線處、35kVA以下容量的配電變壓器一次側(cè)以及電力電容器等設(shè)備作為過載或短路保護(hù)和進(jìn)行系統(tǒng)、設(shè)備投、切操作之用。1－上接線端；2－上靜觸點(diǎn)；3－上動(dòng)觸點(diǎn)；4－管帽；5－操作環(huán)；6－熔管；7－熔絲；8－下動(dòng)觸點(diǎn)；9－下靜觸點(diǎn)；10－下接線端；11－絕緣瓷瓶；12－固定安裝板第十九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期一1.型式選擇2.額定電壓與額定電流選擇3.熔斷器開斷電流校驗(yàn)4.熔斷器選擇性校驗(yàn)UN≥UNs

（2）熔管額定電流≥熔體額定電流IFTN≥IFSN35kV及以下電力變壓器的高壓熔斷器熔體IFSN=KImax

不計(jì)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)K=1.1～1.3考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)K=1.5～2.0

保護(hù)電力電容器高壓熔斷器熔體額定電流IFSN=KINC

一臺(tái)電力電容器時(shí)K=1.5～2.0一組電力電容器時(shí)K=1.3～1.8