供配电系统电气设备的选择

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1、第4章供配电系统电气设备的选择本章重点介绍电弧产生的机理与灭弧方法；介绍断路器的基本原理及主要高低压电器的选择；各种断路器的优缺点；高低压开关设备中的断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器、限流电抗器、互感器、母线装置及成套设备的选择等。4.1高压电气设备的选择4.1.1开关电弧产生的机理与熄灭方法1.电弧的产生断路器在开断电路时，其动、静触头逐渐分开，形成间隙；在电源电压作用下，触头间隙中的介质被击穿，形成弧光放电，产生电弧。2.电弧的熄灭在电弧中不但存在着中性质点的游离过程，同时还存在着带电质点不断地复合与扩散的过程，即弧隙

2、中带电质点减少的去游离过程。要促使电弧熄灭，就必须削弱电弧的游离作用，加强其去游离作用。去游离的主要形式是复合与扩散。(1)复合，就是异号带电质点彼此的中和。带电质点浓度越大，运动速度越慢，复合越有利。(2)扩散，是指带电质点逸出弧道的现象。弧区与周围介质温差越大，与周围介质粒子的浓度相差越大，扩散越快。4.1.2灭弧的基本方法1.利用气体吹动电弧2.利用油流吹动电弧3．电磁吹弧4．使电弧在固体介质的狭缝中运动5．将电弧分割成短弧6．采用多断口灭弧7．弧隙并联电阻4.1.3高压电器选择的基本原则高压电器的选择是根据环境条件和供

3、电要求确定其型式和参数，保证设备正常运行时安全可靠，故障时不致损坏，并在技术合理的情况下力求经济。1.按正常工作条件选择时根据以下几个方面（1）环境（2）电压选择设备时应使设备的额定电压大于或等于装设地点的电网额定电压U，即≥（3）电流≥电气设备的额定电流是指周围环境温度为时，电器长期允许通过的最大电流；设备或载流导体长期通过的最大工作电流。当周围环境温度高于时，长时允许电流按下式修正：选择设备时使修正后的长时允许电流大于或等于通过设备的长时最大工作电流，即分别为设备长期工作时允许的最高温度和实际环境温度。2.按故障情况进行校

4、验按正常情况选择的电器能否经得住短路电流的电动力和热效应的考验，还必须进行动稳定和热稳定的校验。常用高压电器的选择与校验项目如表4-1所示。表4-1高压电器选择与校验项目校验项目电压电流断流容量短路电流校验动稳定热稳定断路器负荷开关隔离开关熔断器电抗器母线支柱绝缘子套管绝缘子电流互感器电压互感器电缆++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++1.断路器的选择（1）按工作环境选型（2）按正常工作条件选择额定电压及额定电流要求：≥，≥或（3）按短路电流校验动、热稳定性①动稳定性校验≥或②热稳定性

5、校验≥4.1.4高压开关设备的选择≥分别为断路器的热稳定电流及该电流对应的热稳定时间；分别为短路稳态电流及短路电流的持续时间。（4）断流容量的校验要求断路器的额定断流容量应大于或等于它所控制线路的最大短路容量，即≥（或）如果断路器安装在较其额定电压低的线路中，其额定断流容量也应按下式相应的减少：2.隔离开关的选择隔离开关在供电系统中只用于接通和开断没有负荷电流流过的电路。其主要作用是隔离电源，保证电气设备与线路在检修时与电源有明显的断口。隔离开关无灭弧装置，其通、断应在断路器分断后进行，防止发生电弧损坏开关。隔离开关的选择按环

6、境条件、电网电压、长时最大工作电流选型，按短路电流校验其动、热稳定性。3.负荷开关的选择负荷开关有简单的灭弧装置，可用来分、合负荷电流。但不能切断短路电流，只有与熔断器配合使用。负荷开关应按工作条件选择额定电压及额定电流，按短路条件校验其动、热稳定性。当负荷开关配有熔断器时，应校验熔断器的断流容量，负荷开关的动、热稳定性可不校验。4.熔断器的选择高压熔断器除按工作环境条件、电网电压、负荷电流选择型号外，还必须校验熔断器的断流容量，即≥熔断器选择的主要指标是选择熔管和熔件的额定电流，熔断器额定电流按下式选取≥≥所选熔件应在长时最

7、大工作电流及启动电流的作用下不熔断，在短路电流的作用下可靠熔断。4.1.5成套开关柜的接线方案与选择成套高压配电柜是将控制设备、计量表计、保护装置及操动机构等组装在一个柜内，成为一套完整的配电装置。选择成套配电柜首先根据装设地点选型，并按系统电压及一次接线来选一次编号。在选择二次接线编号时，首先应确定是交流还是直流控制，然后再根据柜的用途及计量、保护、自动装置和操动机构的要求，选择二次接线方案编号。成套柜中的一次设备，还应按高压设备的要求来选择并校验。4.1.6母线与绝缘子的选择1、母线的选择（1）材料和形状的选择目前变电所的

8、母线除因大电流用铜以外，一般大都采用铝母线，而电流不大的支干线或低压系统的中性线则有时也用钢母线。母线的形状有圆形、矩形和楔形。（2）母线截面积的选择母线截面一般按长时最大工作电流选，应满足下式要求，即为母线的长时最大允许电流；为通过母线的长时最大工作电流。母线的长时最大允许