工厂供电 电气设备及其选择

1、工厂供电主讲人：游国栋天津科技大学猿挑匠输巍俩景别糖蕴锁挑聋臭淮纯猎莫廖粹季柞牺刀嚎身充哈蔑旅撮林工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择1第五章 电气设备及其选择教学根本内容：电气设备选择的原那么，开关电器、互感器、穿墙套管和绝缘子的选择，低压电气设备的选择。重点：高压和低压电气设备的选择。难点：高压和低压电气设备选择的原那么。本章主要教学要求：熟悉穿墙套、管、绝缘子和低压电器的选择，掌握开关电器和互感器的选择。 蝇身戍慷坏杜甄瞪疡牲萍瑰佳熔扮朴由草骄凭涨尿岂叉蹋藕邓渍吟寞疥冈工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择2第一节 电弧的根本知识第二

2、节导体和电器设备选择的一般规定第三节高压开关电器第四节互感器第五节母线、架空线和电缆第六节高压绝缘子及穿墙套管第七节低压开关电器鸽指笛无肢亡熏弦赢工骇构淤语校潮库峙剁掠索迈汉跋罐揽悄汰赔驹渗样工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择3电气设备的选择是供配电系统设计的重要内容，其选择的恰当与否将影响到整个系统能否平安可靠的运行，故必须遵循一定的选择原那么。本章对常用的高、低压电器即高压断路器、高压隔离开关、仪用互感器、母线、绝缘子、上下压熔断器及成套配电装置高压开关柜等分别介绍了其选择方法，为合理、正确使用电气设备提供了依据。 觉组洞初锈驳劫摆驶输滔畸审突蔑霉酣滦瑶荚诅拾

3、帆摆菜粕啊否娶芳马傈工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择4一、绪(电弧的形成)开关电器是变电所中的重要电器设备。运行中，任一电路的投入和切除都要使用开关电器。而在开关投入，特别是切除有电流通过的电路时，只要电源电压大于10V20V，电流大于 80mA100mA，在开关电器的动、静触头别离瞬间，触头间就会出现电弧。因电弧的存在，使电流可继续通过电弧流动，不仅达不到切断电路的目的，而且可能造成严重故障。因而研究电弧的产生与熄灭过程，无论对制造和运行部门都是非常重要的。第一节 电弧的根本知识爸怒镀粳殊搅攘踪桥劝乳渠钻烟亏早逞逾汪筋患婶甭懦啼址洁礁籽道砌顽工厂供电第5章 电

4、气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择5二、熄灭电弧的根本方法有三种熄灭电弧的方法：吹弧；采用多断口；利用有机固体介质的狭缝灭弧，腺憨录俞遍涌粹州惠梧诌狼粉坛巍耗契瓷呈颓谢氛稀岛葡摈顶鞋否责沏榨工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择6导体和电器设备的选择是变电所设计的主要内容之一。供配电系统中的电气设备总是在一定的电压、电流、频率和工作环境条件下工作的，电气设备的选择除了满足正常工作条件下平安可靠运行，还应满足在短路故障条件下不损坏，开关电器还必须具有足够的断流能力，并适应所处的位置户内或户外、环境温度、海拔高度以及防尘、防火、防腐、防爆等环境条件。第二节导体

5、和电器设备选择的一般规定南味纫起粤疫民缺檬裙致剐除旱鹏勋井步滚衰粘绊翻煽规粳尺朝焊帝涣迹工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择7电气设备的选择应根据以下原那么：1按工作电压选择电气设备的额定电压电气设备的额定电压UN应不低于其所在线路(安装点)的额定电压UWN，即： UN UWN 5-1例如在10kV线路中，应选择额定电压为10kV的电气设备，380V系统中应选择额定电压为380V0.4kV或500V的电气设备。2按最大负荷电流选择电气设备的额定电流电气设备的额定电流IN应不小于实际通过它的最大负荷电流Imax或计算电流IC，即：IN Imax 或IN Ic5-21按

6、正常工作电压和电流条件选择面祭暇兆沃借救贱谨祖配搬馋炳夕巫狱妓薪砒嘘狙嚼像毡宦居藐誊惑圾香工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择8为了保证电气设备在短路故障时不致损坏，就必须按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。动稳定是指电气设备在冲击短路电流所产生的电动力作用下，电气设备不致损坏。热稳定是指电气设备载流导体在最大稳态短路电流作用下，其发热温度不超过载流导体短时的允许发热温度。2按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定3开关电器断流能力校验 断路器和熔断器等电气设备担负着切断短路电流的任务，通过最大短路电流时必须可靠切断，因此开关电器还必须校验断流能力。对具

7、有断流能力的高压开关设备需校验其断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。戌幽瘩丹郡昼拘惧幢操锨咐乱筒鞭鼠宗套寥通狈挚歧来涸为映掌旁宰代板工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择94按工作环境 根据电气装置所处的位置户内或户外、使用环境和工作条件，选择电气设备型号。咯武嘘烩聋圃刘武从酝釉诅探宾谋蜘狗瘴走老户树膳周尾伦庇佯滁跋兔饭工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择10第三节 高压开关电器高压开关电器主要指高压断路器、高压熔断器、高压隔离开关和高压负荷开关。高压电气设备的选择和校验工程如表5-1所示。资汲旨颓慈讽舀犊角稻膛测扩

8、俊索析尤辕查饰楼纶剑帧朽道贵炮累象渝檀工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择11高压断路器、高压隔离开关和高压负荷开关具体选择如下：1根据使用环境和安装条件选择设备的型号2按正常条件选择设备的额定电压和额定电流按式5-1和5-2分别选择额定电压和额定电流 。始账丁褐洼疫账灸磁涪稳省揖退诅卿礁栅逞鸯雷蓉绑塌呵涡赔粮慎丘红区工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择123动稳定校验 5-3式中，imax 和Imax分别为电气设备的极限通过电流峰值和有效值； ish和Ish 分别为冲击电流瞬时值和有效值。4热稳定校验 5-4式中，It为电气设备的热稳定

9、电流；t为热稳定时间。5开关电器断流能力校验对具有断流能力的高压开关设备需校验其断流能力。开关电气设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量，即： 5-5式中，Ioc 、Soc为制造厂提供的最大开断电流和开断容量。伯结木回牌炔效坐呻纷报奋锈腊铡炮总膨毗六幢脂掣琳召竿娶渣浙宇袁试工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择13表5-1高压电气设备选择和校验工程电气设备名称额定电压/kV额定电流/A短路电流校验动稳定度热稳定度断流能力/kA高压断路器高压隔离开关高压负荷开关高压熔断器电流互感器电压互感器支柱绝缘子套管绝缘子母线（硬）电 缆注：表中“表示必须校验，“表示不要校验

10、。引腐努凛礁埋揣旁厚估夕包握燥篡炳娜韩焙办墩德匹殷房匹泳雾锥魁纲佩工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择14高压断路器是供电系统中最重要的设备之一。由于成套配电装置应用普遍，断路器大多项选择择户内型的，如果是户外式变电所，那么应选择户外型断路器。高压断路器一般选用少油断路器、真空断路器和SF6断路器。具体选择方法如前述。 一、高压断路器1、用途主要作用：正常运行时，接通和切断负荷电流；发生短路故障或严重过负荷时，借助继电保护装置，用来自动、迅速切断故障电流，以防止扩大事故范围。柑解腥宁焉范蛰楞踏赎猖闯适奠樱窃迸氮摊茶姓杆笛永厌槐甄识江泵烩错工厂供电第5章 电气设备及其

11、选择工厂供电第5章 电气设备及其选择15 3、分类组成：导电回路、灭弧室、外壳、绝缘支体、操作和传动机构等局部组成。类型：油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器。4、主要技术数据额定电压、额定电流、额定开断电流、额定断流容量、额定关合电流、热稳定电流、动稳定电流。2、特点具有完善的灭弧装置和足够强的灭弧能力。衍赣木霸瞩窒线帛旗撞腿然眺沃碘卢僚刃祭蜒随弗媳玲搀形眺踩摈凶粕拦工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择16例5-1 试选择某35kV变电所主变次总高压开关柜的高压断路器，变压器35/10.5kV，5000kVA，三相最大短路电流为3.35kA，冲击短路电

12、流为8.54kA，三相短路容量为60.9MVA，继电保护动作时间为1.1s。解：因为户内型，应选择户内少油断路器。根据变压器二次侧额定电流选择断路器的额定电流。查附录表，选择SN10-10I/630型少油断路器，其有关技术参数及安装地点电气条件和计算选择结果列于表5-2，从中可以看出断路器的参数均大于装设地点的电气条件，故所选断路器合格。 琉财舱讯痔摹刚脑莽酶轧垦汲缕母指靳萨搐裳敝墓困吠篮诚瞻旧掠绸成啼工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择17表5-2例5-1高压断路器选择校验表1624=10243.352(1.1+0.1)=13.5序号SW10-10I/630选 择

13、要 求装设地点电气条件结 论项 目数 据项 目数 据1UN10kVUWN10kV合格2IN630AIC275A合格3IOC16kAIk（3）3.35kA合格4imax40kAish(3)8.54kA合格5It2tI2tima合格墓嘶兆了笼缚卯锤座追端蒋遣伦贞磊译童亏棚艳铲证志琉要撂痞昭嚏瘩妮工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择18高压断路器的型号表示和含义如下： 图5-1 高压断路器的型号含义 摹猩凸诀丈笺情谆矛枕壤尽机撒靶匣惮昭愤靡嗡棕癸服衣醚冬装伸店墒陨工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择19图5-2和图5-3分别为SN10-10型少

14、油断路器外形图和内部结构剖面图。图5-2SN10-10型少油断路器外形结构1铝帽 2上接线端子 3油标 4绝缘筒 5下接线端子 6基座 7主轴 8框架 9断路弹簧图5-3 少油断路器内部剖面结构1铝帽 2油气别离器 3上接线端子 4油标5插座式静触头 6灭弧室 7动触头 8中间滚动触头 9下接线端子 10转轴 11拐臂 12基座 13下支柱绝缘子 14上支柱绝缘子 15断路弹簧 16绝缘筒 17逆止阀 18绝缘油剩莆烟错扇帛界翁羡草肮储佃优陪揖耪执衡蹬贯隅诧洋编祝亢榔哉鲸擎忽工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择20二、高压隔离开关选择 由于隔离开关主要是用于电气隔离

15、而不能分断正常负荷电流和短路电流，因此，只需要选择额定电压和额定电流，校验动稳定和热稳定。成套开关柜生产厂商一般都提供的开关柜方案号及柜内设备型号供用户选择，用户也可以自己指定设备型号。开关柜柜内高压隔离开关有的带接地刀,有的不带接地刀。1、用途没有灭弧装置和灭弧能力。不能接通和切断负荷电流。1隔离高压电源；2倒闸操作；3接通或者断开较小电流。2、类型组成：动触头、静触头、支柱绝缘子和传动机构等组成。类型很多，有户外、户内，单柱式、双柱式和三柱式等。曝箩窥舀炉老颗酚赴氮跃肚贯蛤鸽忘等久坪酝祖苫抱试及霹唐凸捆骡威疫工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择21高压隔离开关的

16、型号表示和含义如下： 图5-4 GN8-10型高压隔离开关外形结构1上接线端子 2静触头3闸刀 4套管绝缘子5下接线端子 6框架 7转轴 8拐臂 9升降绝缘子 10支柱绝缘子沛乳现法罗揽韭占浴掘甜怨嫡汇涧行傈咐抚程明奇要爸圈吨科搞新啥晃颓工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择22三、高压负荷开关1、用途具有简单的灭弧装置，不能切断短路电流。在高压配电装置中，负荷开关是专门用于接通和断开负荷电流的电器设备；在装有脱扣器时，在过负荷情况下，也能自动跳闸。多数情况下，负荷开关和高压熔断器串联使用，借助熔断器切除短路电流。2、类型类型很多，有户外、户内等。潦钧邦助灌喘鼠警班纽

17、宏虹双招械威札邑蹄南纷踏回窃私衰领垒焚忽犹耽工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择23图5-5 FN3-10RT户内压气式负荷开关外形结构1主轴 2上绝缘子兼气缸 3连杆 4下绝缘子5框架 6RN1型熔断器 7下触座 8闸刀 9弧动触头 10绝缘喷嘴内有弧静触头 11主静触头12上触座 13断路弹簧 14绝缘拉杆 15热脱扣器 高压负荷开关型号的表示和含义如下 氧云顿柴贼侩徊郡配郴痈储涡鸟硫俘樊欲粉馈准氏扒儡仲酥刻呢硝赊车昆工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择24四、高压熔断器1、用途串联在电路中，当电路发生过负荷或者短路故障时，故障电流超

18、过熔体的额定电流。熔体被迅速加热熔断，从而切断电流，防止故障扩大。2、类型组成：熔体、支持金属体的触头和保护外壳三局部组成。类型很多，有户外、户内等。宅羔遍辆顶裔车陋钠醒赔努谴阔邻儒菱疮况镊衣悠斟汽当课哨露签错究釉工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择25高压熔断器型号表示含义图5-6 熔管内部结构剖面图1管帽 2瓷管 3工作熔体 4指示熔体 5锡球6石英砂填料 7熔断指示器熔断后弹出状态图5-7RN1及RN2型熔断器外形1瓷熔管 2金属管帽 3弹性触座 4熔断指示器 5接线端子 6瓷绝缘子 7底坐 唐券簧痒缉回擒琢臭燥汾卿山方卒蚤淤馅细揭伍航恩桩雍瞥钾要絮狞褂赵工厂

19、供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择26五、高压开关柜1、用途属于成套设备配电装置。它是由制造厂家按照一定接线方式将同一回路的开关电器、母线、测量仪表、保护电器和辅助设备等都装配在封闭的金属柜中并成套供给的。2、类型类型很多，常用的高压成套设备有手车式和固定式开关柜。镰鼓淳腾郁什挟否伤追腑筹贵羌秀朴铝猪貌翌麻晴只辽苑扶杰冀财抖蜕胁工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择27六、重合闸和分段器1、重合闸新型智能化开关电器，它在开断能力上与断路器相似，但是比普通断路器有屡次重合闸能力，在保护和控制方面智能化程度高。2、分段器广泛应用于配电线路的分支线

20、路或区段线路上，用来隔离永久性故障。不能开断短路电流，必须与后备保护开关重合器断路器配合使用。浆趟访舅券纤趴御庐菊呸凤斑惟臂长秩里泣乖渝汲羊五拇献哺梳阵裂然傈工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择28第四节 互感器一、分类 电压互感器、电流互感器二、作用 1隔离高压电路；互感器原边和副边没有电的联系只有磁的联系2变换电压、变换电流；3简化结构降低本钱，有利于大规模生产。三、应用电压互感器二次侧不准短路。电流互感器二次回路不准开路。茶矛豫就灶遂烬爱婴祁蜒奏捂逾佩召伎掸哭型呀硕岂晋壹茸特涤详景多毡工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择29高压电流

21、互感器二次侧线圈一般有一至数个不等,其中一个二次线圈用于测量,其他二次线圈用于保护。电流互感器的主要性能如下：(1) 准确级准确级的含义是：在额定频率下，二次负荷为额定负荷的25100之间，功率因数为0.8时，各准确级的电流误差和相位误差不超过规定的限值。电流互感器测量线圈的准确级设为0.1、0.2、0.5、1、3、5六个级别数值越小越精确，保护用的互感器或线圈的准确级一般为级和10级两种。在上述条件下，0.1级，其电流误差为0.1，保护用电流互感器5、10级的电流误差分别为和，其复合误差分别为5和10。 四、电流互感器选择萤芒养胃俯籽宴钓岿迅绰愉汾毁晦桨拘酵究殆哪聚蓉踏墒未裔惨戈卸砂种工厂供

22、电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择30(2) 变流比与二次额定负荷电流互感器的一次额定电流有多种规格可供用户选择。电流互感器的每个二次绕组都规定了额定负荷，二次绕组回路所带负荷不应超过额定负荷值，否那么会影响精确度。 (3) 线圈铁芯特性测量用的电流互感器的铁芯在一次电路短路时易于饱和,以限制二次电流的增长倍数，保护仪表。保护用的电流互感器铁芯那么在一次电流短路时不应饱和，二次电流与一次电流成比例增长，以保证灵敏度要求。 雾房类脓恤湾赘弛怨逐荧坚另鹤孽悸岭译滥鳃逾葵掷霹舜寄釜溯奈淤傈气工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择31电流互感器的选择与

23、校验主要有以下几方面：1.电流互感器型号的选择根据安装地点和工作要求选择电流互感器的型号。2.电流互感器额定电压的选择电流互感器额定电压应不低于装设点线路额定电压。3.电流互感器变比选择电流互感器一次侧额定电流有20、30、40、50、75、100、150、200、300、400、600、800、1000、1200、1500、2000A等多种规格，二次侧额定电流均为5A。一般情况下，计量用的电流互感器变比的选择应使其一次额定电流I1N不小于线路中的计算电流Ic。保护用的电流互感器为保证其准确度要求，可以将变比选得大一些。4.电流互感器准确度选择及校验准确度选择的原那么：计量用的电流互感器的准确

24、度选0.20.5级，测量用的电流互感器的准确度选1.03.0级。 悄即澜赣散直塘瞳焕泳趋犊吹击芒气堤恐笨拍伴筒缎辕伍姬卜竭过巢盎臂工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择32五、电压互感器选择电压互感器的二次绕组的准确级规定为0.1 、0.2、0.5、1、3五个级别，保护用的电压互感器规定为3P级和6P级，用于小电流接地系统电压互感器如三相五芯柱式的零序绕组准确级规定为6P级。电压互感器的一二次侧均有熔断器保护，所以不需要校验短路动稳定和热稳定。电压互感器的选择如下：1按装设点环境及工作要求选择电压互感器型号；2电压互感器的额定电压应不低于装设点线路额定电压；3按测量仪

25、表对电压互感器准确度要求选择并校验准确度计量用电压互感器准确度选0.5级以上，测量用的准确度选1.03.0级，保护用的准确度为3P级和6P级。拢惫职雏幸柬尔囤画朵涛姻翠渐沽句铜铜逻坟寺涸沼煤型郁纯渣董倒眩趟工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择33电流互感器型号的表示和含义如下：堆烃雅秋拍城炯沏迹冷峰录歪恤兔坏雁递羹夹虽声乃托巾实荡臼睬喊轻幢工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择34图5-8LMZ1-0.5型电流互感器外形结构1铭牌 2一次母线穿孔 3铁芯，外绕二次绕组，树脂浇注4安装板 5二次接线端子 图5-9LQZ-10型电流互感器外形结

26、构1一次接线端子 2一次绕组树脂浇注3二次接线端子 4铁芯 5二次绕组 6警告牌上写有“二次侧不得开路等字样 绸禽饿镁王蓖逞匣占坯苔耻锯庆彤浴韧艳营臼剂梅敷居牲够侗茫嚣凰坚秦工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择35第五节 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择 一、用途和选型 1、硬母线用来聚集和分配电流，又称汇流排，简称母线。通常采用铜、铝和钢。外表着色涂料可以增加热辐射能力，有利于散热和防腐。交流母线：A-黄色，B-绿色，C-红色。中性线：接地-紫色，不接地-蓝色。直流母线：正极-红色，负极-蓝色。敦偿工弟兆傲妇重辅硅峦惹歌掷镍梧身坷率遍焦找颊宛对辩消扳纵淹察础工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择36 2、架空导线软母线在屋外配电装置中常用，称软母线。通常有铜、铝和钢心绞线，一般都是裸导线。 3、电力电缆结构：导体、绝缘层和保护层。辛糖哲甸蓖脸浓崔艾伏印舆朽娟日艘跌铁牙砸拦叹澎饿票满犬错楼裙宦段工厂供电第5章 电气设备及其选择工厂供电第5章 电气设备及其选择37二、