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1、高压电气设备选择高压电气设备选择本讲稿第一页，共一百零一页本章教学要求本章教学要求掌握高压电气设备选择的一般条件掌握高压电气设备选择的一般条件 掌握高压断路器、隔离开关、熔断器的选择方法掌握高压断路器、隔离开关、熔断器的选择方法 掌握互感器、绝缘子的方法选择掌握互感器、绝缘子的方法选择掌握母线和电缆的选择掌握母线和电缆的选择本章难点：硬母线的共振校验本章难点：硬母线的共振校验本讲稿第二页，共一百零一页本章学习重点本章学习重点本章学习难点本章学习难点p导体的选择校验导体的选择校验 p掌握高压断路器、隔离开关、熔断器的选择方法掌握高压断路器、隔离开关、熔断器的选择方法 p掌握互感器的选择方法掌握互
2、感器的选择方法 p掌握母线和电缆的选择掌握母线和电缆的选择本讲稿第三页，共一百零一页第一节第一节 高压电气设备选择的一般条件和原则高压电气设备选择的一般条件和原则 一般条件：一般条件：多数电气设备共有的选择校验项目。多数电气设备共有的选择校验项目。一、按正常工作条件选择额定电压和额定电流一、按正常工作条件选择额定电压和额定电流 1.额定电压选择额定电压选择 特殊条件：特殊条件：个别电气设备具有的选择校验项目。个别电气设备具有的选择校验项目。选择条件有选择条件有1)正常电压正常电压要求是：要求是：电气设备所在回路的最高运行电压不得高于电气设电气设备所在回路的最高运行电压不得高于电气设备的允许最高
3、工作电压。备的允许最高工作电压。2)由于电气设备的由于电气设备的允许最高工作电压允许最高工作电压为其额定电压的为其额定电压的UN的的1.11.15倍，倍，而电网电压正常波动引起的最高运行电压不超过电网额定电压而电网电压正常波动引起的最高运行电压不超过电网额定电压UNs的的1.1倍。倍。3)一般可以按电气设备的额定电压一般可以按电气设备的额定电压UN不得低于其所在电网的额定不得低于其所在电网的额定电压电压UNs的条件来选择电气设备，即的条件来选择电气设备，即 UN UNs 本讲稿第四页，共一百零一页注意：注意：1)海拔海拔影响电气设备的绝缘性能，随装设地点海拔的增加，空气密影响电气设备的绝缘性能
4、，随装设地点海拔的增加，空气密度和湿度相应减小，使得电气设备外部空气间隙和固体绝缘外表面的度和湿度相应减小，使得电气设备外部空气间隙和固体绝缘外表面的放电特性降低，电气设备允许的最高工作电压减小。放电特性降低，电气设备允许的最高工作电压减小。对海拔超过对海拔超过1000m的地区，一般应选用高原型产品或外绝缘提高一的地区，一般应选用高原型产品或外绝缘提高一级的产品。级的产品。对于现有对于现有110kV及以下大多数电器的外绝缘有一定裕度，可在海拔及以下大多数电器的外绝缘有一定裕度，可在海拔2000m以下地区使用。以下地区使用。2)在在空气污秽空气污秽(腐蚀减低绝缘强度腐蚀减低绝缘强度)或有或有冰雪
5、冰雪的地区，某些电气设备应的地区，某些电气设备应选用绝缘加强型或高一级电压的产品。选用绝缘加强型或高一级电压的产品。2.额定电流选择额定电流选择 1)电气设备的电气设备的额定电流额定电流IN（或载流量（或载流量Ial）：在额定环境温度）：在额定环境温度0下，长期下，长期允许通过的电流。允许通过的电流。2)为了满足长期发热条件，应按额定电流为了满足长期发热条件，应按额定电流IN（或载流量（或载流量Ial）不得小）不得小于所在回路最大持续工作电流于所在回路最大持续工作电流Imax的条件进行选择，即的条件进行选择，即 本讲稿第五页，共一百零一页 IN（或（或Ial）Imax 3)当实际环境温度当实际
6、环境温度不同于导体的额定环境温度不同于导体的额定环境温度0时，其长期允许电流时，其长期允许电流应该用下式进行修正。应该用下式进行修正。不计日照时，裸导体和电缆的综合修正系数不计日照时，裸导体和电缆的综合修正系数K为为 al导体的长期发热允许最高温度，裸导体一般为导体的长期发热允许最高温度，裸导体一般为70；0导体的额定环境温度，裸导体一般为导体的额定环境温度，裸导体一般为25。我国生产的电气设备的额定环境温度我国生产的电气设备的额定环境温度0=40。在。在4060范围内，范围内，当实际环境温度高于当实际环境温度高于+40时，环境温度每增高时，环境温度每增高1，按减少额定电流，按减少额定电流1.
7、8%进行修正；当实际环境温度低于进行修正；当实际环境温度低于+40时，环境温度每降低时，环境温度每降低1，按增加额定电流，按增加额定电流0.5%进行修正，但其最大过负荷不得超过额定电进行修正，但其最大过负荷不得超过额定电流的流的20%，实际选择时一般不修正。，实际选择时一般不修正。Ial=KIal Imax 本讲稿第六页，共一百零一页4)回路最大持续工作电流回路最大持续工作电流Imax 的计算的计算:回路名称回路名称最大持续工作电流最大持续工作电流 说明说明发电机、调相机回路发电机、调相机回路1.051.05倍发电机、调相机额定电流倍发电机、调相机额定电流发电机和变压器在电压降低到发电机和变压
8、器在电压降低到0.95额额定电压运行时，出力可以保持不变，定电压运行时，出力可以保持不变，故电流可以增大故电流可以增大5%变压器回路变压器回路1.051.05倍变压器额定电流倍变压器额定电流1.31.32.02.0倍变压器额定电流倍变压器额定电流若要求承担另一台变压器事故或检修若要求承担另一台变压器事故或检修时转移的负荷时转移的负荷出线回路出线回路1.051.05倍倍线路最大负荷电流线路最大负荷电流考虑考虑5%的线损，还应考虑事故时转的线损，还应考虑事故时转移过来的负荷移过来的负荷母联回路母联回路母线上最大一台发电机或变压母线上最大一台发电机或变压器的最大持续工作电流器的最大持续工作电流分段回
9、路分段回路母线上最大一台发电机额定电流母线上最大一台发电机额定电流的的50%80%变电所应满足用户的一级负荷和变电所应满足用户的一级负荷和大部分二级负荷大部分二级负荷 汇流母线汇流母线按实际潮流分布确定按实际潮流分布确定电容器回路电容器回路1.351.35倍电容器组额定电流倍电容器组额定电流考虑过电压和谐波的共同作用考虑过电压和谐波的共同作用本讲稿第七页，共一百零一页二、按短路条件校验热稳定和动稳定二、按短路条件校验热稳定和动稳定 1.短路热稳定校验短路热稳定校验 热稳定：热稳定：指电气设备承受短路电流热效应而不损坏的能力。指电气设备承受短路电流热效应而不损坏的能力。热稳定校验的实质：热稳定校
10、验的实质：使电气设备承受短路电流热效应时的短时发热使电气设备承受短路电流热效应时的短时发热最高温度不超过短时最高允许温度。最高温度不超过短时最高允许温度。导体通常按最小截面法校验热稳定。导体通常按最小截面法校验热稳定。电器的热稳定是由热稳定电流及其通过时间来决定的，满足热稳电器的热稳定是由热稳定电流及其通过时间来决定的，满足热稳定的条件为定的条件为 Qk短路电流热效应；短路电流热效应；It所选用电器所选用电器t（单位为（单位为s）内允许通过的热稳定电流。）内允许通过的热稳定电流。2.短路动稳定校验短路动稳定校验 动稳定：动稳定：指电气设备承受短路电流产生的电动力效应而不损坏的指电气设备承受短路
11、电流产生的电动力效应而不损坏的能力。能力。本讲稿第八页，共一百零一页部分电气设备动稳定按应力和电动力校验。部分电气设备动稳定按应力和电动力校验。电器满足动稳定的条件为电器满足动稳定的条件为 iesishish短路冲击电流的幅值，短路冲击电流的幅值，ish为：为：I”为为0s钟短路电流周期分量有效值；钟短路电流周期分量有效值；Kes为冲击系数，发电机机端取为冲击系数，发电机机端取1.9，发电厂高压母线及发电机电压电抗器后取，发电厂高压母线及发电机电压电抗器后取1.85，远离发电机时取，远离发电机时取1.8。ies电器允许通过的动稳定电流幅值，生产厂家用此电流表示电器的动电器允许通过的动稳定电流幅
12、值，生产厂家用此电流表示电器的动稳定特性，在此电流作用下电器能继续正常工作而不发生机械损坏。稳定特性，在此电流作用下电器能继续正常工作而不发生机械损坏。本讲稿第九页，共一百零一页3短路计算时间短路计算时间 计算短路电流热效应时所用的短路切除时间计算短路电流热效应时所用的短路切除时间tk等于继电保护动作时间等于继电保护动作时间tpr与相应断路器的全开断时间与相应断路器的全开断时间tab之和，即之和，即 断路器的全开断时间断路器的全开断时间tab等于断路器的固有分闸时间等于断路器的固有分闸时间tin与燃弧时间与燃弧时间ta之和，之和，即即 验算裸导体的短路热稳定时，验算裸导体的短路热稳定时，tpr
13、宜采用主保护动作时间，如主保护有死宜采用主保护动作时间，如主保护有死区时，则采用能对该死区起保护作用的后备保护动作时间；区时，则采用能对该死区起保护作用的后备保护动作时间；验算电器的短路热稳定时，验算电器的短路热稳定时，tpr宜采用后备保护动作时间。宜采用后备保护动作时间。SF6断路器的燃弧时间断路器的燃弧时间ta为为0.020.04s。本讲稿第十页，共一百零一页4短路电流计算条件短路电流计算条件（1）短路计算容量和接线：应按本工程的设计规划容量）短路计算容量和接线：应按本工程的设计规划容量及可能发生及可能发生最大短路电流的正常接线方式计算最大短路电流的正常接线方式计算，并考虑电力系统的远景发
14、展规，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后划（一般为本期工程建成后510年）。年）。（2）短路种类：）短路种类：电气设备的热稳定和动稳定电气设备的热稳定和动稳定以及电器的开断电流，一般按以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统、自耦三相短路验算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况验算。况验算。（3）短路计算点：在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的）短路计算点：在正常接线方式时，通过
15、电气设备的短路电流为最大的短路点，称为短路计算点。短路点，称为短路计算点。1）对两侧均有电源的电气设备，应比较电气设备前、后短路时的短）对两侧均有电源的电气设备，应比较电气设备前、后短路时的短路电流，选通过电气设备短路电流较大的地点作为短路计算点。例如，路电流，选通过电气设备短路电流较大的地点作为短路计算点。例如，校验图校验图61中的发电机出口断路器中的发电机出口断路器QF1时，应比较时，应比较k1和和k2短路时流过短路时流过QF1的电流，选较大的点作为短路计算点。的电流，选较大的点作为短路计算点。本讲稿第十一页，共一百零一页2）短路计算点选在并联支路时，应断开一条支路。因为断开一条支路时的）
16、短路计算点选在并联支路时，应断开一条支路。因为断开一条支路时的短路电流大于并联短路时流过任一支路的短路电流。例如，校验图短路电流大于并联短路时流过任一支路的短路电流。例如，校验图61中分中分段回路的断路器段回路的断路器QF5或主变低压侧断路器或主变低压侧断路器QF2时，应选时，应选k2和和k3点为短路计点为短路计算点，并断开变压器算点，并断开变压器T2。本讲稿第十二页，共一百零一页3）在同一电压等级中，汇流母线或无电源支路短路时，短路电流最大。）在同一电压等级中，汇流母线或无电源支路短路时，短路电流最大。校验汇流母线、厂用电分支电器（无电源支路）和母联回路的电器时，校验汇流母线、厂用电分支电器
17、（无电源支路）和母联回路的电器时，短路计算点应选在母线上。例如，校验图短路计算点应选在母线上。例如，校验图61中中10kV母线时，选母线时，选k2点。点。4）带限流电抗器的出线回路，）带限流电抗器的出线回路，由于干式电抗器工作可靠，故校验回由于干式电抗器工作可靠，故校验回路中各电气设备时的短路计算点一般选在电抗器后。例如，校验图路中各电气设备时的短路计算点一般选在电抗器后。例如，校验图61中出线回路的断路器中出线回路的断路器QF3时，短路计算点选在出线电抗器后的时，短路计算点选在出线电抗器后的k5点。点。5）110kV及以上电压等级，因其电气及以上电压等级，因其电气设备的裕度较大，短路计算点可
18、设备的裕度较大，短路计算点可以只选一个，选在母线上。例如，校验图以只选一个，选在母线上。例如，校验图61中中110kV的电气设备时，的电气设备时，短路计算点可选在短路计算点可选在110kV母线上，即母线上，即k6点。点。（4）短路电流的实用计算方法：在进行电气设备的热稳定验算时，）短路电流的实用计算方法：在进行电气设备的热稳定验算时，需要用短路后不同时刻的短路电流，即计及暂态过程，通常采用短路需要用短路后不同时刻的短路电流，即计及暂态过程，通常采用短路电流实用计算方法，即运算曲线法。该内容可在今后的有关毕业设计电流实用计算方法，即运算曲线法。该内容可在今后的有关毕业设计中学习。中学习。本讲稿第
19、十三页，共一百零一页第二节第二节 高压断路器、隔离开关、重合器和分段器的选择高压断路器、隔离开关、重合器和分段器的选择 一、高压断路器的选择一、高压断路器的选择 1种类和型式的选择种类和型式的选择 种类：种类：610kV电网一般选择真空和六氟化硫断路器。电网一般选择真空和六氟化硫断路器。35kV电网一般选择真空和六氟化硫断路器，某些电网一般选择真空和六氟化硫断路器，某些35kV屋外配电装置也屋外配电装置也可用多油断路器。可用多油断路器。110330kV电网一般选择六氟化硫断路器。电网一般选择六氟化硫断路器。500kV电网一般选择六氟化硫断路器。电网一般选择六氟化硫断路器。2额定电压选择：额定电
20、压选择：UN UNs 安装地点：屋内和屋外。安装地点：屋内和屋外。3额定电流选择：额定电流选择：IN Imax 4额定开断电流选择额定开断电流选择 断路器的额定开断电流断路器的额定开断电流INbr应不小于其触头刚刚分开时的短路电流应不小于其触头刚刚分开时的短路电流有效值有效值Ik，即，即 本讲稿第十四页，共一百零一页INbr Ik开断计算时间开断计算时间tbr：从发生短路到断路器的触头刚刚分开所经历的时间。：从发生短路到断路器的触头刚刚分开所经历的时间。为保证断路器能开断最严重情况下的短路电流，开断计算时间等于主保护为保证断路器能开断最严重情况下的短路电流，开断计算时间等于主保护动作时间动作时
21、间tpr1与断路器固有分闸时间与断路器固有分闸时间tin之和，即之和，即 tbr=tpr1+tin 1)对于非快速动作断路器（其对于非快速动作断路器（其tbr0.1s），可略去短路电流非周期分量的影），可略去短路电流非周期分量的影响，简化用短路电流周期分量响，简化用短路电流周期分量0s有效值有效值I”校验断路器的开断能力，即校验断路器的开断能力，即 INbrI”2)对于快速动作断路器（其对于快速动作断路器（其tbr0.1s），开断短路电流中非周期分量可能超），开断短路电流中非周期分量可能超过周期分量的过周期分量的20%，需要用，需要用tbr时刻的短路全电流有效值校验断路器的开断时刻的短路全电流
22、有效值校验断路器的开断能力，即能力，即 本讲稿第十五页，共一百零一页Ipt为触头刚刚分开为触头刚刚分开tbr时的短路电流周期分量有效值，在此可取时的短路电流周期分量有效值，在此可取Ipt=I”；为短路电流非周期分量衰减时间常数，其中，为短路电流非周期分量衰减时间常数，其中，X、R分别为电源至短路点的等效电抗和等效电阻。分别为电源至短路点的等效电抗和等效电阻。5额定关合电流选择额定关合电流选择 如果在断路器关合前已存在短路故障，则断路器合闸时也会产生电弧，如果在断路器关合前已存在短路故障，则断路器合闸时也会产生电弧，为了保证断路器关合时不发生触头熔焊及合闸后能在继电保护控制下为了保证断路器关合时
23、不发生触头熔焊及合闸后能在继电保护控制下自动分闸切除故障，断路器额定关合电流自动分闸切除故障，断路器额定关合电流iNcl不应小于短路电流最大不应小于短路电流最大冲击值，即冲击值，即 iNclish 本讲稿第十六页，共一百零一页6热稳定校验热稳定校验 Qk为短路电流热效应为短路电流热效应(kA)2s；It为制造厂家给出的为制造厂家给出的t秒内允许通过的热稳定电流（秒内允许通过的热稳定电流（kA）。）。7动稳定校验动稳定校验 iesish 二、隔离开关的选择二、隔离开关的选择 1.隔离开关的型号应根据其安装地点，配电装置的布置特点等选择。隔离开关的型号应根据其安装地点，配电装置的布置特点等选择。2
24、.由于隔离开关没有灭弧装置，故没有开断电流和关合电流的校验，隔离由于隔离开关没有灭弧装置，故没有开断电流和关合电流的校验，隔离开关的额定电压、额定电流选择和热稳定、动稳定校验项目与断路器相同。开关的额定电压、额定电流选择和热稳定、动稳定校验项目与断路器相同。本讲稿第十七页，共一百零一页【例【例64】选择例】选择例61中变压器低压侧的高压断路器和隔离开关。中变压器低压侧的高压断路器和隔离开关。解解 根据安装地点在屋内和例根据安装地点在屋内和例61、例、例63的有关计算结果，高压断路器和的有关计算结果，高压断路器和隔离开关的型号和参数及与计算数据的比较见表隔离开关的型号和参数及与计算数据的比较见表
25、64。表表64 断路器和隔离开关选择比较结果断路器和隔离开关选择比较结果选校项目选校项目 计算数据计算数据ZN1010III/2000型型 GN2210/2000型型额定电压额定电压/kV 10 1010额定电流额定电流/A 1818.6520002000额定开断电流额定开断电流/kA 25.340额定关合电流额定关合电流/kA 64.5130热稳定校验热稳定校验/(kA)2s 637.840244022动稳定校验动稳定校验/kA 64.5130100由选择比较结果可知，所选高压断路器和隔离开关满足要求。由选择比较结果可知，所选高压断路器和隔离开关满足要求。本讲稿第十八页，共一百零一页SF6S
26、F6断路器断路器(单断口单断口)本讲稿第十九页，共一百零一页LW15363GCBP(双断口双断口)本讲稿第二十页，共一百零一页三、重合器的选择三、重合器的选择 根据安装地点的系统条件进行选择。根据安装地点的系统条件进行选择。具体要求见下表：具体要求见下表：考虑因素考虑因素选择条件选择条件额定电压额定电压安装地点的系统最高运行电压安装地点的系统最高运行电压额定电流额定电流安装地点的远景最大负荷电流，还需考虑触头载流、温安装地点的远景最大负荷电流，还需考虑触头载流、温升等因素，需留有较大裕度升等因素，需留有较大裕度安装地点最安装地点最大故障电流大故障电流重合器的额定短路开断电流安装地点最大远景故障
27、电流重合器的额定短路开断电流安装地点最大远景故障电流保护区域末保护区域末端最小短路端最小短路电流电流重合器的最小分闸电流保护区域末端最小短路电流，常重合器的最小分闸电流保护区域末端最小短路电流，常考虑考虑1.5倍倍与其他线路与其他线路保护之间的保护之间的配合配合为了保证在重合器后备保护动作或在其他线路元件发生损为了保证在重合器后备保护动作或在其他线路元件发生损坏之前，重合器能够及时分断坏之前，重合器能够及时分断本讲稿第二十一页，共一百零一页四、分段器的选择四、分段器的选择 具体要求见下表：具体要求见下表：考虑因素考虑因素选择条件选择条件起动电流起动电流为后备保护开关最小分闸电流的为后备保护开关
28、最小分闸电流的80%当液压分段器与液压重合器之间配合使用时，分段器与重当液压分段器与液压重合器之间配合使用时，分段器与重合器选择相同额定电流的串联线圈即可合器选择相同额定电流的串联线圈即可电子控制分段器的起动电流可根据其额定电流直接整定电子控制分段器的起动电流可根据其额定电流直接整定记录次数记录次数分段器的计数次数应比后备保护开关的重合次数少一次，分段器的计数次数应比后备保护开关的重合次数少一次，以免误动以免误动记忆时间记忆时间须保证分段器的记忆时间大于后备保护开关动作的总累计须保证分段器的记忆时间大于后备保护开关动作的总累计时间时间本讲稿第二十二页，共一百零一页第三节第三节 互感器的选择互感
29、器的选择 1 1种类和型式选择种类和型式选择 一、电流互感器的选择一、电流互感器的选择 根据安装地点可选择：根据安装地点可选择：屋内或屋外式。屋内或屋外式。根据安装方式可选择：根据安装方式可选择：支持式、装入式（装在变压器套管或多油断支持式、装入式（装在变压器套管或多油断路器套管中）和穿墙式（兼作穿墙套管）。路器套管中）和穿墙式（兼作穿墙套管）。根据一次绕组匝数可选择：根据一次绕组匝数可选择：单匝单匝LDLD（用于大电流）、多匝（用于大电流）、多匝LFLF（用于小（用于小电流）和母线式电流）和母线式LMLM（用于大电流）。（用于大电流）。620kV屋内配电装置的电流互感器有：屋内配电装置的电流
30、互感器有：瓷绝缘（如瓷绝缘（如LDC、LFC和和LMC系列）结构；系列）结构；树脂浇注绝缘（小电流回路采用树脂浇注绝缘（小电流回路采用LA和和LFZ系列，大电流回路采用系列，大电流回路采用LDZ、LMZ、LAJ和和LBJ系列）结构。系列）结构。一般多采用浇注绝缘型。一般多采用浇注绝缘型。35kV及以上配电装置的电流互感器采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流及以上配电装置的电流互感器采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器（如屋外的互感器（如屋外的LCW系列）。系列）。本讲稿第二十三页，共一百零一页LDZJ10 LA10 LMZB610 LFZ110 LAJ10 10kV树脂浇注绝缘电流互感器树脂
31、浇注绝缘电流互感器LRD235DW2 (装入式装入式)本讲稿第二十四页，共一百零一页选用母线式电流互感器时，应校核其窗口允许通过的母线尺寸。选用母线式电流互感器时，应校核其窗口允许通过的母线尺寸。2额定电压选择：额定电压选择：UN UNs 3额定电流的选择额定电流的选择：IN1Imax 1)为保证电流互感器的准确级，回路的最大持续工作电流为保证电流互感器的准确级，回路的最大持续工作电流 Imax应尽可能应尽可能接近一次额定电流接近一次额定电流 IN1。2)电流互感器的二次额定电流电流互感器的二次额定电流 IN2，可根据二次回路的要求选用，可根据二次回路的要求选用5A（强电（强电系统）或系统）或
32、1A（弱电系统）。（弱电系统）。4准确级和额定容量的选择准确级和额定容量的选择 1)电流互感器的准确级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额电流互感器的准确级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差百分数。根据测量时电流互感器误差的大小和用途，定值时的最大电流误差百分数。根据测量时电流互感器误差的大小和用途，发电厂和变电所中电流互感器的准确级分为发电厂和变电所中电流互感器的准确级分为0.2、0.5、1、3级及级及P和和 TP级。级。本讲稿第二十五页，共一百零一页2)为保证测量仪表的准确度，电流互感器的准确级不得低于所供为保证测量仪表的准确度，电流互感器的准确级不得
33、低于所供测量仪表的准确级。测量仪表的准确级。a)用于电能计量的电流互感器，准确级不应低于用于电能计量的电流互感器，准确级不应低于0.5级，级，500kV宜采宜采用用0.2级；级；b)供运行监视仪表用的电流互感器，准确级不应低于供运行监视仪表用的电流互感器，准确级不应低于1级；级；c)供粗略测量仪表用的电流互感器，准确级可用供粗略测量仪表用的电流互感器，准确级可用3级；级；d)稳态保护用的电流互感器选用稳态保护用的电流互感器选用P级；暂态保护用的电流互感器选用级；暂态保护用的电流互感器选用TP级。级。3)电流互感器的额定容量电流互感器的额定容量SN2是指在额定二次电流是指在额定二次电流IN2和额
34、定二次阻抗和额定二次阻抗ZN2下运行时，二次绕组输出的容量，即下运行时，二次绕组输出的容量，即制造厂家一般提供电流互感器的制造厂家一般提供电流互感器的ZN2(单位为单位为)值。值。4)同一台电流互感器除最高准确级外，还有几个较低测量精度的准确同一台电流互感器除最高准确级外，还有几个较低测量精度的准确级，对应于不同的准确级，具有不同的额定容量（或额定二次阻抗）。级，对应于不同的准确级，具有不同的额定容量（或额定二次阻抗）。本讲稿第二十六页，共一百零一页5二次负荷的校验二次负荷的校验 为保证所选电流互感器的准确级，其最大相二次负荷为保证所选电流互感器的准确级，其最大相二次负荷S2应不大于所选准应不
35、大于所选准确级相应的额定容量，即确级相应的额定容量，即 S2SN2 由由 和和 得得 Z2LZN2 其中，二次负荷阻抗为其中，二次负荷阻抗为 Z2L为为ra、rre测量仪表和继电器的电流线圈电阻测量仪表和继电器的电流线圈电阻()，可由其线圈消耗的，可由其线圈消耗的功率求得。功率求得。rL仪表或继电器至电流互感器的连接导线电阻仪表或继电器至电流互感器的连接导线电阻()；rc接触电阻接触电阻()，一般取，一般取0.1。本讲稿第二十七页，共一百零一页可将二次负荷校验条件转化为求连接导线的最小截面。可将二次负荷校验条件转化为求连接导线的最小截面。连接导线的电阻应满足连接导线的电阻应满足 根据根据r=L
36、/S，可得满足准确级要求的连接导线最小截面，可得满足准确级要求的连接导线最小截面S 为为 连接导线的电阻率连接导线的电阻率 Lc连接导线的计算长度连接导线的计算长度(m)，与仪表和继电器至电流互感器安装地点，与仪表和继电器至电流互感器安装地点的实际距离及电流互感器的接线方式有关。的实际距离及电流互感器的接线方式有关。本讲稿第二十八页，共一百零一页a)当电流互感器采用当电流互感器采用单相接线单相接线时，如图时，如图69a所示，往返导线中的电流相所示，往返导线中的电流相等，电流互感器的二次电压为等，电流互感器的二次电压为 考虑到考虑到rL=L/S，故，故可取可取Lc=2L。b)当电流互感器采用当电
37、流互感器采用星形接线星形接线时，如图时，如图69b所示，如果一次侧负荷对所示，如果一次侧负荷对称，则中线（返回导线）电流很小可略去不计，电流互感器的二次称，则中线（返回导线）电流很小可略去不计，电流互感器的二次电压为电压为本讲稿第二十九页，共一百零一页故故可取可取Lc=L。c)当电流互感器采用当电流互感器采用不完全星形接线不完全星形接线时，如图时，如图69c所示，中线（返所示，中线（返回导线）电流等于回导线）电流等于 电流互感器的二次电压为电流互感器的二次电压为 如果只计阻抗的模，忽略相角的旋转，二次负载电阻近似为如果只计阻抗的模，忽略相角的旋转，二次负载电阻近似为 故近似故近似取取本讲稿第三
38、十页，共一百零一页为保证连接导线具有一定的机械强度，铜导线截面不应小于为保证连接导线具有一定的机械强度，铜导线截面不应小于1.5mm2，铝导线截面不应小于，铝导线截面不应小于2.5mm2。6热稳定校验热稳定校验 对带有一次绕组的电流互感器，热稳定校验条件为对带有一次绕组的电流互感器，热稳定校验条件为 It电流互感器电流互感器1s允许通过的热稳定电流；允许通过的热稳定电流；Kt电流互感器的电流互感器的1s热稳定倍数，热稳定倍数，Kt=It/IN1。或或7动稳定校验动稳定校验 内部动稳定校验条件为内部动稳定校验条件为 iesish 或或ies、Kes电流互感器的动稳定电流及动稳定电流倍数，电流互感
39、器的动稳定电流及动稳定电流倍数，本讲稿第三十一页，共一百零一页对采用硬导线连接的瓷绝缘电流互感器，相间电动力作用其瓷帽上。因此，对采用硬导线连接的瓷绝缘电流互感器，相间电动力作用其瓷帽上。因此，需要进行外部动稳定校验，校验条件为需要进行外部动稳定校验，校验条件为 L电流互感器瓷帽端部到最近一个支柱绝缘子间的距离电流互感器瓷帽端部到最近一个支柱绝缘子间的距离(m)，对母，对母线型电流互感器为线型电流互感器为:电流互感器瓷帽端部到最近一个支柱绝缘子间的距离电流互感器瓷帽端部到最近一个支柱绝缘子间的距离+电流互感器两端瓷帽间的距离；电流互感器两端瓷帽间的距离；a 相间距离相间距离(m)；ish短路冲
40、击电流幅值（短路冲击电流幅值（A）；）；Fal电流互感器瓷帽上的允许力（电流互感器瓷帽上的允许力（N）。）。本讲稿第三十二页，共一百零一页【例例66】选择例选择例65中中10kV出线上的电流互感器。电流互感器接线和测出线上的电流互感器。电流互感器接线和测量仪表配置如图量仪表配置如图610所示，电流互感器至测量仪表的实际距离为所示，电流互感器至测量仪表的实际距离为L=25m。解解 根据电流互感器安装在屋内，电网的额定电压为根据电流互感器安装在屋内，电网的额定电压为10kV10kV，回路的最，回路的最大持续工作电流为大持续工作电流为350A350A和供给电能表电流，选用和供给电能表电流，选用LFZ
41、110型屋内复匝浇型屋内复匝浇注绝缘式电流互感器，变比为注绝缘式电流互感器，变比为400/5400/5，准确级为，准确级为0.50.5级，额定二次阻抗级，额定二次阻抗ZN2=0.4，热稳定倍数，热稳定倍数Kt=80，动稳定倍数，动稳定倍数Kes=140。电流互感器的二次负荷统计见表电流互感器的二次负荷统计见表65，最大相负荷电阻为，最大相负荷电阻为 对采用不完全星形接线互感器，计算长度对采用不完全星形接线互感器，计算长度 满足准确级要求的连接导线最小截面为满足准确级要求的连接导线最小截面为 本讲稿第三十三页，共一百零一页常用的连接导线标准截面为常用的连接导线标准截面为0.75、1、1.5、2.
42、5、4、6和和10 mm2，故选用，故选用4 mm2的铜导线。的铜导线。热稳定校验为热稳定校验为 热稳定满足要求。热稳定满足要求。内部动稳定满足要求。内部动稳定满足要求。通过以上计算可以看出，所选电流互感器满足要求。通过以上计算可以看出，所选电流互感器满足要求。浇注绝缘的电流互感器，只校验内部动稳定，即浇注绝缘的电流互感器，只校验内部动稳定，即本讲稿第三十四页，共一百零一页二、电压互感器的选择二、电压互感器的选择 电压互感器的二次负荷阻抗很大，一次电流很小，不存在额定电流选电压互感器的二次负荷阻抗很大，一次电流很小，不存在额定电流选择问题。外部电网短路电流不通过电压互感器，故不进行短路稳定性校
43、验。择问题。外部电网短路电流不通过电压互感器，故不进行短路稳定性校验。1种类和型式选择种类和型式选择 应根据安装地点及使用条件来选择电压互感器的种类和型式。应根据安装地点及使用条件来选择电压互感器的种类和型式。620kV屋内：一般采用油浸绝缘或树脂浇注绝缘的电磁式电压互感器。屋内：一般采用油浸绝缘或树脂浇注绝缘的电磁式电压互感器。35110kV：一般采用油浸绝缘的电磁式电压互感器。：一般采用油浸绝缘的电磁式电压互感器。220kV及以上：当容量和准确度等级满足要求时，一般采用电容式电压及以上：当容量和准确度等级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。互感器。需要测量零序电压时，需要测量零序电压时，
44、620kV可以采用三相五柱式三绕组电压互可以采用三相五柱式三绕组电压互感器，或三台单相式三绕组电压互感器。感器，或三台单相式三绕组电压互感器。35kV及以上只有单相式电压互感器。及以上只有单相式电压互感器。本讲稿第三十五页，共一百零一页JDZ6,10或或JDZJ6,10 (单相浇注绝缘单相浇注绝缘)JDJ6,10(单相油浸绝缘单相油浸绝缘)本讲稿第三十六页，共一百零一页1)一次绕组接于线电压上时，一次绕组额定电压选一次绕组接于线电压上时，一次绕组额定电压选UNs，一次绕组接于相，一次绕组接于相电压上时，一次绕组额定电压选电压上时，一次绕组额定电压选 。2额定电压的选择额定电压的选择 电压互感器
45、一次侧的额定电压应满足电网电压要求，二次侧的额电压互感器一次侧的额定电压应满足电网电压要求，二次侧的额定电压按测量表计和保护要求，已标准化为定电压按测量表计和保护要求，已标准化为100V。电压互感器一。电压互感器一次绕组及二次绕组额定电压的具体数值与电压互感器的相数和接次绕组及二次绕组额定电压的具体数值与电压互感器的相数和接线方式有关。线方式有关。二次绕组额定电压选二次绕组额定电压选100V或或 V。2)单相式电压互感器用于测量线电压或用两台接成不完全星形接线时，一单相式电压互感器用于测量线电压或用两台接成不完全星形接线时，一次绕组额定电压选电网额定电压次绕组额定电压选电网额定电压UNs，二次
46、绕组额定电压选，二次绕组额定电压选100V；3)三台单相式电压互感器接成星形接线时，三台单相式电压互感器接成星形接线时，一次绕组电压额定选一次绕组电压额定选 二次绕组额定电压选二次绕组额定电压选 本讲稿第三十七页，共一百零一页4)用于中性点直接接地系统，辅助二次绕组额定电压选用于中性点直接接地系统，辅助二次绕组额定电压选100V，用于中性点，用于中性点不接地系统，辅助二次绕组额定电压选不接地系统，辅助二次绕组额定电压选100/3V。5)三相式电压互感器接于电网的线电压上，三相绕组为一整体，三相式电压互感器接于电网的线电压上，三相绕组为一整体，一次绕组额定电压一次绕组额定电压(线电压线电压)选选
47、UNs，二次绕组额定电压，二次绕组额定电压(线电压线电压)选选100V。3准确级的选择准确级的选择 1)电压互感器的准确级：指在规定的二次负荷和一次电压变化范围内，二电压互感器的准确级：指在规定的二次负荷和一次电压变化范围内，二次负荷功率因数为额定值时，最大电压误差的百分数。次负荷功率因数为额定值时，最大电压误差的百分数。2)发电厂和变电所中电压互感器的准确级分为发电厂和变电所中电压互感器的准确级分为0.2、0.5、1、3级级及及3P和和 6P级（保护级）。级（保护级）。3)为保证测量仪表的准确度，电压互感器的准确级不得低于所供测量仪表为保证测量仪表的准确度，电压互感器的准确级不得低于所供测量
48、仪表的准确级。的准确级。4二次负荷的校验二次负荷的校验 本讲稿第三十八页，共一百零一页为保证所选电压互感器的准确级，其最大相二次负荷为保证所选电压互感器的准确级，其最大相二次负荷S2应不大于应不大于所选准确级相应的一相额定容量所选准确级相应的一相额定容量SN2，否则准确级将相应降低，校，否则准确级将相应降低，校验条件为验条件为 S2SN2 1)根据负荷的接线方式和电压互感器的接线方式，尽量使各相负荷分配均根据负荷的接线方式和电压互感器的接线方式，尽量使各相负荷分配均匀。匀。2)计算每一仪表线圈消耗的有功功率和无功功率计算每一仪表线圈消耗的有功功率和无功功率。3)计算各相或相间二次负荷，即计算各
49、相或相间二次负荷，即 若电压互感器与负荷的接线方式相同，即可进行校验，即若电压互感器与负荷的接线方式相同，即可进行校验，即 式中式中 S0、分别为接在同一相或同一相间中的各仪表线圈消分别为接在同一相或同一相间中的各仪表线圈消耗的视在功率和功率因数角。耗的视在功率和功率因数角。S2SN2 本讲稿第三十九页，共一百零一页4)若电压互感器与负荷的接线方式不同若电压互感器与负荷的接线方式不同 a)互感器为星形、负荷为不完全星形接线，用表互感器为星形、负荷为不完全星形接线，用表66中相应公式计中相应公式计算出电压互感器算出电压互感器每相每相有功功率负荷和无功功率负荷有功功率负荷和无功功率负荷，并与互感器
50、接，并与互感器接线方式相同的负荷相加，可得二次负荷为线方式相同的负荷相加，可得二次负荷为 b)互感器为不完全星形、负荷为星形接线用表互感器为不完全星形、负荷为星形接线用表66中相应公式计算中相应公式计算出电压互感器出电压互感器相间相间有功功率负荷和无功功率负荷有功功率负荷和无功功率负荷，并与互感器接线，并与互感器接线方式相同的负荷相加，可得二次负荷为方式相同的负荷相加，可得二次负荷为 取最大相负荷进行比较。取最大相负荷进行比较。本讲稿第四十页，共一百零一页取最大的相间负荷进行比较。取最大的相间负荷进行比较。本讲稿第四十一页，共一百零一页【例【例67】选择某变电站屋内选择某变电站屋内10kV母线