2/4/20231河北科技大學電氣信息學院第5章變電所的一次系統5.1電氣設備概述5.2高低壓開關電器5.3高低壓保護電器和限流電器5.4電力變壓器5.5互感器5.6高低壓成套配電裝置5.7電氣主接線5.8電氣設備的選擇5.9變電所的總體布置2/4/20232河北科技大學電氣信息學院5.1電氣設備概述一次系統（一次回路）：二次系統（二次回路）：擔負電能的輸送和分配任務的系統。對一次系統進行監視、控制、測量和保護作用的系統。一次系統中的所有電氣設備，稱為一次設備。二次系統中的所有電氣設備，稱為二次設備。2/4/20233河北科技大學電氣信息學院一次設備按其功能可分為以下幾類：變換設備：如電力變壓器、電流互感器、電壓互感器等。開關設備：如斷路器、隔離開關、負荷開關等。保護設備：如熔路器、避雷器、電抗器等。無功補償設備：如電力電容器、靜止補償器等。成套配電裝置：如高壓開關柜、低壓配電屏等。2/4/20234河北科技大學電氣信息學院

一、開關電器的滅弧原理1．電弧的產生：是觸頭間中性質點被游離的結果。高電場發射熱電發射碰撞游離熱游離產生電弧的游離方式有：5.2

高低壓開關電器2．電弧的熄滅

電弧熄滅的條件：使觸頭間電弧中的去游離率大于游離率，即使離子消失的速度大于離子產生的速度。2/4/20235河北科技大學電氣信息學院去游離的主要方式有：復合：指正、負帶電質點重新結合為中性質點。擴散：指電弧中的帶電質點向周圍介質擴散開去。3．交流電弧的特性與熄滅交流電弧的特性圖5-1

交流電弧的伏安特性及電弧電流、電壓波形a）伏安特性b）電流、電壓波形圖2/4/20236河北科技大學電氣信息學院如果暫態恢復電壓高于弧隙介質強度，將發生弧隙擊穿，電弧將會重燃；稱為電擊穿，如果暫態恢復電壓低于弧隙介質強度，電弧就不會重燃，電路開斷成功。交流電弧過零后，弧隙中同時存在著兩個對立的過程：交流電弧的熄滅弧隙介質強度的恢復過程：弧隙的絕緣能力由熄弧后的較低值逐漸向正常值恢復的過程，取決于滅弧介質和滅弧裝置的結構；弧隙電壓的恢復過程：弧隙電壓從熄弧電壓經電磁振蕩逐漸恢復到電源電壓的過程，取決于電路參數和負荷性質。2/4/20237河北科技大學電氣信息學院4．開關電器中常用的滅弧方法速拉滅弧法；冷卻滅弧法；吹弧滅弧法（圖5-2）；圖5-2吹弧方式a）橫吹b）縱吹1—電弧2—觸頭2/4/20238河北科技大學電氣信息學院長弧切短滅弧法（圖5-3）；粗弧分細滅弧法；狹縫滅弧法（圖5-4）；采用多斷口滅弧；采用新型介質（SF6、真空）滅弧。圖5-3長弧切短滅弧原理圖5-4狹縫滅弧原理2/4/20239河北科技大學電氣信息學院

二、高壓斷路器1.高壓斷路器的用途和基本結構2.對高壓斷路器的基本要求絕緣應安全可靠；有足夠的動穩定性和熱穩定性；有足夠的開斷能力；動作速度快，熄弧時間短。用途：不僅能通斷正常負荷電流，而且能通斷一定的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。結構：開斷元件、支撐元件、傳動元件、基座及操動機構結構特點：具有相當完善的滅弧結構。2/4/202310河北科技大學電氣信息學院3.高壓斷路器的類型油斷路器圖5-5SN10—10型高壓少油斷路器圖5-5是SN10-10型少油斷路器的外形結構圖。少油斷路器優點：用油量少、體積小、重量輕、節約油和鋼材、占地面積小。用于6～35kV配電裝置中。多油斷路器：油既作為滅弧介質，又作絕緣介質少油斷路器：油只作為滅弧介質2/4/202311河北科技大學電氣信息學院六氟化硫（SF6）斷路器：

按滅弧室結構分：雙壓式和單壓式按對地絕緣方式分：落地罐式和瓷柱式圖5-6為LW36-126型SF6斷路器的外形結構。其它型號的外形結構圖5-6LW36-126型SF6斷路器優點：斷流能力強、滅弧速度快、電絕緣性能好、檢修周期長、沒有燃燒爆炸危險等。缺點：要求加工精度高，密封性能好，價格較昂貴。雙壓式：結構復雜，輔助設備多，性能較差單壓式：結構簡單，可靠性高，便于維護2/4/202312河北科技大學電氣信息學院真空斷路器：利用真空作為滅弧介質和絕緣介質的，其觸頭裝在真空滅弧室內。圖5-7為真空斷路器滅弧室的結構。圖5-7

真空斷路器的滅弧室結構1—靜觸頭2—動觸頭3—屏蔽罩

4—波紋管5—導電桿6—外殼目前，國際上真空斷路器的設計、制造單位主要是德國西門子公司和ABB公司兩大派別。西門子公司的代表產品有3AF、3AG及3AH等；ABB公司的代表產品有VD4。2/4/202313河北科技大學電氣信息學院引進技術并國產化的產品，如ZN12-12、ZN18-12、ZN21-12、ZN67-12分別是引進西門子3AF、日本東芝公司VK、比利時EIB公司產品和日本三菱電機VPR型真空斷路器等。在借鑒國外同類產品的基礎上開發的產品，如ZN63-12和ZN65-12分別效仿ABB的VD4和西門子的3AH。自行設計的產品，如ZN15-12、ZN28-12、ZN30-12等。國內生產的真空斷路器歸納起來大致可分為三類：

圖5-8和圖5-9分別為ZN28A-12型戶內式和ZW32-12型戶外式真空斷路器的外形結構。其它型號的外形結構2/4/202314河北科技大學電氣信息學院圖5-11ZN28A-12型真空斷路器圖5-12ZW32-12型戶外高壓真空斷路優點：體積小、重量輕、動作快、壽命長、操作噪聲小、安全可靠、便于維護。缺點：價格較貴。2/4/202315河北科技大學電氣信息學院高壓斷路器的型號：2/4/202316河北科技大學電氣信息學院4.斷路器的操作機構說明：斷路器合閘時，操作機構必須克服斷路器開斷彈簧的阻力和可動部分的重量及摩擦阻力等，所以合閘操作需做的功很大；斷路器跳閘時，只要將維持機構的脫扣器釋放打開，在跳閘彈簧的作用下可迅速跳閘，所以跳閘操作所需做的功很小。手動式（CS型）直流電磁式（CD型）彈簧儲能式（CT型）操作機構是指用以進行斷路器合閘、保持合閘位置和跳閘的設備，每種操作機構均包括合閘機構、跳閘機構和維持機構三部分。能手動跳、合閘和遠距離跳閘，不能遠距離合閘，操作電源為交流。能手動和遠距離跳合閘，便于實現自動化，結構簡單，零件數量少，工作可靠，制造成本低，但需直流操作電源，且合閘功率大。能手動和遠距離跳合閘，結構復雜，零件數量多，且要求加工精度高，制造工藝復雜，成本高，但可用交流操作電源，還可實現一次重合閘。2/4/202317河北科技大學電氣信息學院5.高壓斷路器的基本參數額定電壓UN：指斷路器長期正常工作所能承受的電壓。額定電流IN：指斷路器允許長期通過的最大工作電流。額定開斷電流IN.oc：指斷路器在額定電壓下能夠正常開斷的最大短路電流，它表征斷路器的開斷能力。額定開斷容量SN.oc：指斷路器額定電壓和額定開斷電流的乘積，即說明：如果斷路器的實際運行電壓U低于額定電壓UN而額定開斷電流不變，此時的開斷容量應修正為：2/4/202318河北科技大學電氣信息學院熱穩定電流

Its：表征斷路器承受短路電流熱效應的能力。動穩定電流

imax：表征斷路器承受短路電流力效應的能力。分閘時間：指斷路器從得到分閘命令起，到三相電弧完全熄滅為止的一段時間，它包括斷路器的固有分閘時間和燃弧時間兩部分。合閘時間：指斷路器從接到合閘命令起，到三相觸頭剛接觸為止的一段時間。

固有分閘時間：指斷路器從得到分閘命令起，到主觸頭剛分離的一段時間；燃弧時間：指從主觸頭分離到三相電弧完全熄滅的一段時間。2/4/202319河北科技大學電氣信息學院

三、高壓隔離開關（俗稱刀閘）1.隔離開關的用途結構特點：沒有滅弧裝置。

隔離電壓：隔離開關斷開后在電路中可以造成一明顯可見的斷開點，建立可靠的絕緣間隙，保證檢修人員的安全。倒閘操作：合閘時，先合上隔離開關，后合上斷路器；跳閘時，先斷開斷路器，后斷開隔離開關。分、合小電流：可以接通或斷開電流較小的回路（如電壓互感器、避雷器、空載母線、勵磁電流不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路等）。2/4/202320河北科技大學電氣信息學院2.高壓隔離開關的類型按安裝地點分：戶內式和戶外式；按絕緣支柱的數目分：單柱式、雙柱式和三柱式；按刀閘的運行方式分：水平旋轉式、垂直旋轉式、擺動式和插入式；按有無接地刀閘分：單接地刀閘、雙接地刀閘和無接地刀閘。2/4/202321河北科技大學電氣信息學院戶內式隔離開關圖5-10為GN8-10型戶內隔離開關的外形結構。圖5-10GN8-10型隔離開關1—上接線端子2—靜觸頭3—閘刀

4—套管絕緣子5—下接線端子6—框架7—轉軸8—拐臂

9—升降絕緣子10—支持絕緣子2/4/202322河北科技大學電氣信息學院戶外式隔離開關圖5-11為GW4-110型雙柱式戶外隔離開關的外形結構。圖5-11GW4-110型雙柱式隔離開關1—接線座2—主觸頭

3—接地刀閘觸頭4—支柱絕緣子

5—主閘刀傳動軸6—接地刀閘傳動軸

7—軸承座8—接地刀閘9—交叉連桿2/4/202323河北科技大學電氣信息學院圖5-12為GW5-110D型V形戶外隔離開關的外形結構。圖5-12GW5-110D型V形雙柱式隔離開關1—主閘刀底座2—接地靜觸頭3—出線座

4—導電帶5—絕緣子6—軸承座7—傘齒輪8—接地刀閘2/4/202324河北科技大學電氣信息學院隔離開關的操作機構：手動式、電動式和氣動式隔離開關的型號：2/4/202325河北科技大學電氣信息學院

四、高壓負荷開關結構特點：有簡單的滅弧裝置。

功能：可以接通或斷開正常的負荷電流，但不能切斷短路電流；多與高壓熔斷器配合使用。有明顯的斷開點，具有隔離開關的作用。負荷開關的分類：按安裝地點分：戶內式和戶外式；

按滅弧介質不同分：壓氣式、產氣式、真空式、SF6負荷開關；2/4/202326河北科技大學電氣信息學院負荷開關的型號：2/4/202327河北科技大學電氣信息學院圖5-13和圖5-14分別為ZFN-10型戶內高壓真空負荷開關和ZFN-10R型高壓真空負荷開關-熔斷器組合電器的外形結構。圖5-13ZFN-10型高壓真空負荷開關圖5-14ZFN-10R型高壓真空負荷開關其它真空負荷開關的外形結構如圖所示。2/4/202328河北科技大學電氣信息學院

五、低壓開關1．低壓刀開關按極數分：有單極、雙極和三極三種;按用途分：有單投和雙投兩種；按操作方式分：直接手柄操作和連桿操作兩種；按滅弧結構分，有不帶滅弧罩和帶滅弧罩兩種。低壓刀開關的分類說明：不帶滅弧罩的刀開關只能在無負荷下操作，可作低壓隔離開關使用；帶滅弧罩的刀開關能通斷一定的負荷電流。2/4/202329河北科技大學電氣信息學院

圖5-15為HD13型刀開關的外形結構。低壓刀開關的型號2/4/202330河北科技大學電氣信息學院圖5-15HD13型刀開關1—上接線端子2—鋼柵片滅弧罩3—閘刀4—底座

5—下接線端子6—主軸7—靜觸頭8—連桿9—操作手柄2/4/202331河北科技大學電氣信息學院2．低壓刀熔開關

HR系列刀熔開關是將HD型刀開關的閘刀換以具有刀形觸頭的RT型熔斷器的熔管，具有刀開關和熔斷器雙重功能。刀熔開關的型號:2/4/202332河北科技大學電氣信息學院3．低壓負荷開關由低壓刀開關與低壓熔斷器串聯組合而成，具有帶滅弧罩的刀開關和熔斷器的雙重功能，既可以帶負荷操作，又能進行短路保護。常用的低壓負荷開關有HH和HK兩種系列:HH系列：為封閉式負荷開關，外裝鐵殼，俗稱鐵殼開關；HK系列：為開啟式負荷開關，外裝膠蓋，俗稱膠殼開關。2/4/202333河北科技大學電氣信息學院

六、低壓斷路器（低壓自動開關或空氣開關）功能：既能帶負荷通斷電路，又能在線路發生短路、過負荷、低電壓（或失壓）等故障時自動跳閘。1.低壓斷路器的工作原理過流脫扣器：用于短路或過負荷保護；失壓（欠壓）脫扣器：用于失電壓或欠電壓保護；圖5-16

低壓斷路器的動作原理圖1—主觸頭2—跳鉤3—鎖扣4—分勵脫扣器5—失壓脫扣器6—過流脫扣器7—熱脫扣器8—加熱電阻9、10—脫扣按鈕2/4/202334河北科技大學電氣信息學院2．低壓斷路器的分類按滅弧介質分：有空氣斷路器和真空斷路器等；按操作方式分：有手動操作、電磁鐵操作和電動機儲能操作；按用途分：有、電動機保護用、照明用和漏電保護用等。熱脫扣器：用于線路或設備長時間過負荷保護；分勵脫扣器：用于遠距離跳閘。配電用按保護性能分按結構型式分：塑料外殼式和萬能式非選擇型：瞬時動作，作短路保護選擇型：兩段式和三段式保護特性智能型：脫扣器為微處理器2/4/202335河北科技大學電氣信息學院兩段式：瞬時和長延時；三段式：瞬時、短延時和長延時。圖5-17

低壓斷路器的保護特性a）兩段式保護特性b）三段式保護特性2/4/202336河北科技大學電氣信息學院低壓斷路器的型號：又稱裝置式自動開關，其全部機構和導電部分均裝設在一個塑料外殼內，僅在殼蓋中央露出操作手柄，供手動操作之用，如圖5-18所示。塑料外殼式低壓斷路器（DZ系列）2/4/202337河北科技大學電氣信息學院圖5-18

裝置式低壓斷路器操作手柄有三個位置：合閘位置：手柄扳向上方，跳鉤被鎖扣扣住，自由脫扣位置：手柄位于中間位置，主觸頭斷開，跳鉤被釋放（脫扣）分閘和再扣位置：手柄扳向下方，主觸頭斷開，跳鉤又被鎖扣扣住——“再扣”操作特點：采用鋼滅弧柵，脫扣器的脫扣速度快，整個斷路時間不超過一個周期（0.02s），且斷流能力也較大。2/4/202338河北科技大學電氣信息學院又稱框架式自動開關。它無外殼，其全部機構和導電部分敞開地裝設在塑料的或金屬的框架上。由于它的保護方案和操作方式較多，裝設地點也很靈活，故稱“萬能式”或“框架式”。

圖5-19和圖5-20分別為DW15和CW1系列低壓斷路器的外形結構圖。萬能式低壓斷路器特點：合閘操作方式較多，可手柄操作、杠桿操作、電磁鐵操作和電動機操作；采用鋼滅弧柵，滅弧斷流能力較強，但由于操作機構的影響，動作稍慢，斷路時間在一個周期（0.02s）以上。2/4/202339河北科技大學電氣信息學院圖5-19DW15型低壓斷路器1—操作手柄2—自由脫扣機構3—失壓脫扣器4—過流脫扣器電流調節螺母5—過流脫扣器6—輔助觸點（聯鎖觸點）7—鋼柵片滅弧罩2/4/202340河北科技大學電氣信息學院圖5-20CW1系列智能型萬能式低壓斷路器2/4/202341河北科技大學電氣信息學院5.3高低壓保護電器和限流電器

一、熔斷器功能：對電路及其設備進行短路或過負荷保護.高壓熔斷器的型號（一）高壓熔斷器2/4/202342河北科技大學電氣信息學院1．戶內式熔斷器戶內式熔斷器常用型號有RN1和RN2兩種，兩者的外形結構如圖5-21所示。其熔管的內部結構如圖5-22所示。圖5-21RN1、RN2型高壓熔斷器1—瓷熔管2—金屬管帽3—彈性觸座4—熔斷器指示5—接線端子6—瓷絕緣子7—底座圖5-22RN1、RN2型熔斷器熔管內部結構圖1—金屬管帽2—瓷管3—工作熔體4—指示熔體5—錫球6—石英砂填料

7—熔斷器指示器用于保護電力線路和電力變壓器，熔體為一根或幾根并聯，額定電流較大。用于保護電壓互感器，熔體為單根，額定電流較小（0.5A）。2/4/202343河北科技大學電氣信息學院特點：滅弧能力很強，滅弧速度很快，能在短路電流未達到沖擊值以前完全熄滅電弧，屬于“限流”式熔斷器。2．戶外式熔斷器戶外跌落式熔斷器常用型號有RW4和RW10兩種，圖5-23為RW4型的外形結構。特點：滅弧能力不強，滅弧速度不高，不能在短路電流達到沖擊值以前熄滅電弧，屬于“非限流”式熔斷器。2/4/202344河北科技大學電氣信息學院圖5-23RW4型高壓跌落式熔斷器1—上接線端子2—上靜觸頭3—上動觸頭4—管帽

5—操作環6—熔管7—銅熔絲8—下動觸頭9—下靜觸頭

10—下接線端子11—絕緣瓷瓶12—固定安裝板2/4/202345河北科技大學電氣信息學院

（二）低壓熔斷器低壓熔斷器有瓷插式（RC型）、螺旋式（RL型）、無填料密閉管式（RM型）、有填料密閉管式（RT型）等。低壓熔斷器的型號2/4/202346河北科技大學電氣信息學院1．RM10型密閉管式熔斷器圖5-24為RM10型熔斷器的結構圖。熔體采用變截面的鋅熔片以改善熔斷器的保護性能。特點：結構簡單、更換熔體方便、運行安全可靠，但滅弧能力較差，不能在短路電流達到沖擊值以前熄滅電弧，屬于“非限流”式熔斷器。圖5-24RM10型低壓熔斷器1—銅帽2—管夾3—纖維熔管4—觸刀5—變截面鋅熔片2/4/202347河北科技大學電氣信息學院2．RT0型有填料管式熔斷器它的柵狀銅熔體具有引燃柵，熔體具有變截面小孔和“錫橋”，熔管內有石英砂填料，因此滅弧能力很強，有“限流”作用。特點：保護性能好，斷流能力大，但熔體為不可拆式，熔斷后整個熔斷器報廢，不夠經濟。圖5-25為RT0型熔斷器的結構圖。3．RZ1型自復式熔斷器

RZ1型自復式熔斷器的結構如圖5-26所示。它采用金屬鈉作熔體。

2/4/202348河北科技大學電氣信息學院圖5-25RT0型低壓熔斷器a）熔體b）熔管c）熔斷器d）操作手柄1—柵狀銅熔體2—觸刀3—瓷熔管4—熔斷器指示5—端面蓋板6—彈性觸座7—瓷底座8—接線端子9—扣眼10—絕緣拉手手柄2/4/202349河北科技大學電氣信息學院

特點：既能切斷短路電流，又能自動恢復供電，縮短了停電時間。

二、避雷器避雷器是一種用來限制雷電過電壓的保護電器，它可防止雷電過電壓沿線路侵入變配電所或其它建筑物內，危害電氣設備絕緣。圖5-26RZ1型自復式熔斷器1—接線端子2—云母玻璃3—氧化瓷管4—不銹鋼外殼5—鈉熔體6—氬氣7—接線端子避雷器應與被保護物并聯，裝在被保護物的電源側，如圖5-27所示。2/4/202350河北科技大學電氣信息學院1.保護間隙（角型避雷器）由兩個圓鋼型電極組成，其中一個電極接線路，另一個電極接地。主要用于室外且負荷不重要的線路上。2.管型避雷器（排氣式避雷器）由外部間隙s1

、內部間隙s2和產氣管組成，其結構原理如圖5-28所示。圖5-27

避雷器保護原理圖圖5-28

管型避雷器的結構原理圖1—產氣管2—棒形電極3—環形電極4—螺母s1—外部間隙s2—內部間隙2/4/202351河北科技大學電氣信息學院管型避雷器的型號3.閥型避雷器閥型避雷器由火花間隙和閥片組成，如圖5-29所示。用金剛砂（SiC）顆粒和結合劑在一定溫度下燒結而成的非線性電阻元件，它的阻值隨通過電流的大小而變化，當通過電流較大時，電阻值很小；當通過電流較小時，電阻值很大。閥型避雷器象一個閥門：對雷電流，閥門打開使其泄入大地；對工頻續流，閥門關閉，迅速切斷電路。2/4/202352河北科技大學電氣信息學院圖5-29

閥型避雷器的結構原理圖閥型避雷器的型號4.金屬氧化物避雷器（壓敏避雷器）它沒有火花間隙，只有壓敏電阻片（以氧化鋅為主要材料），具有良好的非線性特性。優點：通斷容量大、殘壓低、動作迅速、可靠性高、維護簡單，對大氣過電壓和雷電過電壓都能起到很好的保護作用。2/4/202353河北科技大學電氣信息學院金屬氧化物避雷器的型號

三、限流電抗器作用：限制短路電流。2/4/202354河北科技大學電氣信息學院電抗器的基本參數：額定電抗百分數，它等于在電抗器中流過額定電流時的感抗壓降占其額定電壓的百分數，即電抗器的布置方式：三相垂直布置、品字型布置和三相水平布置，如圖5-30所示。Why?圖5-30

電抗器的布置方式a）垂直布置b）品字型布置c）水平布置注意：電抗器垂直布置時，B相應放在A、C相中間；品字型布置時，不應將A、C相重迭在一起。2/4/202355河北科技大學電氣信息學院5.4電力變壓器

一、電力變壓器的常用類型及聯結組別1．電力變壓器的常用類型按用途分：有升壓和降壓變壓器；按相數分：有單相和三相變壓器；按繞組材料分：有銅繞組和鋁繞組變壓器；按繞組型式分：有雙繞組、三繞組和自耦變壓器；按調壓方式分：有無載調壓和有載調壓變壓器；按繞組絕緣和冷卻方式分：有油浸式、干式（環氧樹脂澆注絕緣）和充氣式（SF6氣體）變壓器;按容量系列分：有R8系列和R10系列。2/4/202356河北科技大學電氣信息學院電力變壓器的型號

圖5-31和圖5-32分別為三相油浸式電力變壓器和的三相干式變壓器外形結構。2/4/202357河北科技大學電氣信息學院圖5-32

三相干式變壓器圖5-31

油浸式電力變壓器1—信號溫度計2—銘牌3—吸濕器4—油枕（儲油柜）

5—油位指示器（油標）6—防爆管7—瓦斯繼電器

8—高壓套管9—低壓套管10—分接開關11—油箱12—鐵芯13—繞組及絕緣14—放油閥15—小車16—接地端子2/4/202358河北科技大學電氣信息學院2．電力變壓器的聯結組別雙繞組電力變壓器采用以下三種聯結組別：YN,d11接線：用于高壓側為110kV及以上的大電流接地系統中的變壓器。Y,d11接線：用于高壓側為35～60kV，低壓側為6～10kV的輸配電系統。其低壓側采用三角形接法可以改善電網的電壓波形，從而使三次諧波電流只能在三角形繞組內形成環流，不致于傳輸到用戶和供電線路中去。Y,yn0接線：用于高壓側為6～10kV，低壓側為380/220V的配電變壓器，其低壓側引出中性線，構成三相四線制供電。2/4/202359河北科技大學電氣信息學院近年來，D,yn11接線的配電變壓器已在被逐步推廣和應用，它有以下優點：規程規定：Y,yn0接線的變壓器中性線電流不得超過二次繞組額定電流的25%，而D,yn11接線變壓器中性線電流不得超過二次繞組額定電流的75%。D,yn11接線變壓器能有效地抑制3的整數倍高次諧波電流的影響。D,yn11接線變壓器較Y,yn0接線變壓器更有利于低壓側單相接地短路故障的切除。Dyn11接線變壓器承受單相不平衡負荷的能力遠比Y,yn0接線的變壓器大。2/4/202360河北科技大學電氣信息學院

二、電力變壓器的過負荷能力1.變壓器的額定容量和實際容量變壓器的額定容量：是指在規定的環境溫度下，在規定的使用年限（一般為20年）內，室外安裝時，所能連續輸出的最大視在功率。最高氣溫+40℃，最高日平均氣溫+30℃，最高年平均氣溫+20℃。如果變壓器安裝地點的年平均氣溫20℃，則每升高1℃，變壓器的容量就要減少1%，則變壓器的實際容量為室外變壓器：室內變壓器：2/4/202361河北科技大學電氣信息學院2.變壓器的正常過負荷油浸式變壓器的允許過負荷包括以下兩部分：由于晝夜負荷不均勻而考慮的變壓器過負荷：可由變壓器的日負荷系數和最大負荷持續時間t在圖5-33所示曲線上確定允許過負荷倍數；由于夏季（6、7、8三個月）欠負荷而在冬季（12、1、2三個月）考慮的變壓器過負荷：圖5-33

油浸式變壓器允許過負荷曲線圖2/4/202362河北科技大學電氣信息學院當夏季平均日負荷曲線中的最大負荷Sm

低于變壓器的實際容量ST時，則每低1%，可在冬季過負荷1%，但最高不得超過15%，即其允許過負荷倍數為≤1.15則變壓器總的過負荷倍數為：

對室內變壓器，≤1.2；對室外變壓器，≤1.3。因此，變壓器在冬季的正常過負荷能力為≤（1.2～1.3）ST2/4/202363河北科技大學電氣信息學院3.變壓器的事故過負荷是指并聯運行的變壓器組中一臺變壓器退出運行，另一臺變壓器所承受的過負荷。變壓器事故過負荷的運行時間不得超過表5-1所規定的時間。表5-1

電力變壓器事故過負荷運行的允許時間油浸自冷式變壓器過負荷值（%）30456075100200允許時間∕min120804520101.5干式變壓器過負荷值（%）102030405060允許時間∕min75604532165運行規程規定：變壓器在事故下一臺運行時，如果油浸式變壓器的日負荷率β≤0.75，變壓器可以連續6h過負荷40%，但過負荷的天數不能超過5天。2/4/202364河北科技大學電氣信息學院

三、變電所主變壓器臺數和容量的選擇1.變壓器臺數的選擇原則總降壓變電所主變壓器臺數的選擇：為保證供電可靠性，一般應裝兩臺主變壓器;若只有一條電源進線，或變電所可由低壓側電網取得備用電源時，可裝一臺主變壓器;若絕大部分負荷為三級負荷，其少量的二級負荷可由鄰近低壓電力網取得備用電源時，可裝一臺主變壓器。2/4/202365河北科技大學電氣信息學院車間變電所變壓器臺數的選擇：對有大量一、二級負荷的變電所，應滿足電力負荷對供電可靠性的要求，應采用兩臺變壓器；對只有二級負荷而無一級負荷的變電所，且能從鄰近車間變電所取得低壓備用電源時，可采用一臺變壓器；對季節性負荷或晝夜負荷變化較大時，應使變壓器在經濟狀態下運行，可用兩臺變壓器供電;除上述情況外，車間變電所可采用一臺變壓器。2/4/202366河北科技大學電氣信息學院2.變壓器容量的選擇原則裝有一臺變壓器的變電所：主變壓器的容量應滿足全部用電設備總計負荷的需要，即ST≥S30

裝有兩臺變壓器的變電所：每臺變壓器的容量應同時滿足以下兩個條件：車間變電所變壓器容量的上限值：一般不宜大于1250kVA。

任一臺變壓器單獨運行，應滿足總計負荷S30大約70%的需要，即ST≈0.7S30任一臺變壓器單獨運行，應滿足全部一、二級負荷的需要，即ST≥2/4/202367河北科技大學電氣信息學院5.5互感器

一、概述互感器在供配電系統中的作用是：使測量儀表、繼電器等二次設備與主電路隔離；使測量儀表、繼電器等標準化，有利于大批量生產；使測量儀表、繼電器等二次設備的使用范圍擴大。

二、電流互感器1.電流互感器的工作原理一次繞組：匝數很少，導線很粗，串聯一次回路中；二次繞組：匝數很多，導線很細，與測量儀表、繼電器等的電流線圈串聯。2/4/202368河北科技大學電氣信息學院電流互感器的一次電流I1與二次電流I2之間的關系為式中，Ki為電流互感器的變流比，。2．電流互感器的誤差電流互感器的簡化等值電路和相量圖如圖5-35所示。圖5-34

電流互感器原理接線圖2/4/202369河北科技大學電氣信息學院根據磁勢平衡原理可知:∴由相量圖可知，與不僅在數值上不相等，而且相位也不相同，即出現了電流誤差和相位誤差。圖5-35

電流互感器的等值電路和相量圖a）等效電路b）相量圖2/4/202370河北科技大學電氣信息學院電流誤差fi（又稱比值差）：是二次電流乘以額定變流比Ki與一次電流數值差的百分數，即相位誤差（又稱角差）：是與的相角差，并規定若超前于，為正值，反之為負值。由于很小，由圖5-35可得：2/4/202371河北科技大學電氣信息學院復合誤差：在穩態情況下，電流互感器二次電流瞬時值乘以額定變比后與一次電流瞬時值之差的有效值占一次電流有效值的百分數，即電流互感器的誤差與下列因素有關：與勵磁安匝大小有關：勵磁安匝加大時，誤差加大。一次電流大小有關：在額定值范圍內，一次電流增大時，誤差減小，當一次電流在額定值附近時，誤差最小。與二次負荷阻抗大小有關：二次負荷阻抗加大時，誤差加大。2/4/202372河北科技大學電氣信息學院3.電流互感器的準確度等級和額定容量與二次負荷的功率因數有關：功率因數減小時，電流誤差將加大，而相位誤差相對減小。電流互感器的準確度等級：根據測量誤差的大小，電流互感器可分為0.2、0.5、1、3、5P、10P等級。（表5-2~5-3）電流互感器的額定容量：指電流互感器在額定二次電流和額定二次阻抗下運行時，二次繞組輸出的容量，即注意：同一臺電流互感器使用在不同的準確度等級時，其額定容量也不同。2/4/202373河北科技大學電氣信息學院電流互感器的10%誤差曲線：電流互感器的10%誤差曲線，是指電流互感器的誤差為10%時，一次電流倍數與二次負荷阻抗最大允許值的關系曲線，如圖5-36所示。保護用電流互感器要求其復合誤差限值為10%，因此應按10%誤差曲線進行校驗。圖5-36

電流互感器的10%誤差曲線2/4/202374河北科技大學電氣信息學院按一次電壓分：有高壓和低壓兩大類；按一次線圈匝數分：有單匝式和多匝式；按安裝地點分：有戶內式和戶外式；按用途分：有測量用和保護用兩大類；按準確度等級分：有0.2、0.5、1、3、5P、10P等級；按絕緣介質分：有油浸式和干式（含環氧樹脂澆注式）；按安裝型式分：有穿墻式、母線式、套管式、支持式等。4.

電流互感器的類型2/4/202375河北科技大學電氣信息學院電流互感器的型號2/4/202376河北科技大學電氣信息學院圖5-37LQJ-10型電流互感器1—一次接線端子2—一次繞組3—二次接線端子4—鐵心5—二次繞組6—警告牌LQJ-10型電流互感器：其外形結構如圖5-37所示，有兩個鐵心和兩個二次線圈，0.5級用于測量，3級用于繼電保護。2/4/202377河北科技大學電氣信息學院圖5-40LMZJ1-0.5型電流互感器1—銘牌2—一次母線穿孔3—鐵心4—安裝板5—二次接線端子LMZJ1-0.5型電流互感器：其外形結構如圖5-38所示，屬于單匝式電流互感器，互感器鐵心為環形（5～800A）或矩形卷鐵心（1000～3000A）。2/4/202378河北科技大學電氣信息學院LCWD1—35型電流互感器：其外形結構如圖5-39所示，為鏈式、瓷絕緣、戶外用電流互感器，主要用于35kV的電力系統中，供電流、電能測量和繼電保護用。圖5-39LCWD1—35型電流互感器5.

電流互感器的極性與接線方式電流互感器的極性：采用“減極性”原則。減極性：在一次繞組和二次繞組的同極性端（同名端）同時加入某一同相位電流時，兩個繞組產生的磁通在鐵心中同方向。通常，一次繞組的出線端子標為L1和L2，二次繞組的出線端子標為K1和K2，其中L1和K1為同名端，L2和K2為同名端。如果一次電流從極性端流入時，則二次電流應從同極性端流出。2/4/202379河北科技大學電氣信息學院電流互感器的接線方式圖5-40

電流互感器的接線方式a）一相式接線b）兩相不完全星形接線c）兩相電流差接線d）三相完全星形接線一相式接線：用于負荷平衡的三相電路中。兩相不完全星形接線：用于中性點不接地的三相三線制系統中。兩相電流差接線：用于中性點不接地的三相三線制系統中。三相完全星形接線：用于三相四線制或三相三線制系統中。又叫兩相V形接線2/4/202380河北科技大學電氣信息學院

三、電壓互感器1.電壓互感器的工作原理一次繞組：匝數很多，并聯在供電系統的一次電路中；二次繞組：匝數很少，與電壓表、繼電器的電壓線圈等并聯。式中，Ku為電壓互感器的變壓比，。5.電流互感器的使用注意事項電流互感器在工作時二次側絕對不允許開路；電流互感器的二次側必須有一端接地。圖5-41電壓互感器的原理接線圖2/4/202381河北科技大學電氣信息學院2.電壓互感器的誤差電壓互感器的等效電路和相量圖如圖5-42所示。圖5-42

電壓互感器的等值電路和相量圖a）等效電路b）相量圖2/4/202382河北科技大學電氣信息學院由相量圖可知，與不僅在數值上不相等，而且相位也不相同，即出現了電壓誤差和相位誤差。電壓誤差fu（又稱比值差）：是二次電壓乘以額定變壓比Ku與一次電壓數值差的百分數，即相位誤差（又稱角差）：是與的相角差，并規定若超前于，為正值，反之為負值。2/4/202383河北科技大學電氣信息學院電壓互感器的誤差包括以下兩部分：空載誤差：由引起的誤差，其數值大小主要取決于鐵心材料和制造工藝的優劣；負載誤差：由引起的誤差，其數值大小與二次側負荷大小和功率因數有關。3.電壓互感器的準確度等級和額定容量電流互感器的準確度等級：指在規定的一次電壓和二次負荷變化范圍內，負荷功率因數為額定值時，電壓誤差的最大值，0.2、0.5、1、3、3P、6P等級。（表5-4）電流互感器的額定容量：指對應于最高準確度等級的容量。2/4/202384河北科技大學電氣信息學院4.

電壓互感器的類型按相數分：有單相和三相兩大類；按用途分：有測量用和保護用兩大類；按準確度等級分，有0.2、0.5、1、3、3P、6P等級；按安裝地點分：有戶內式和戶外式；按絕緣介質分：有油浸式和干式（含環氧樹脂澆注式）。電壓互感器的型號2/4/202385河北科技大學電氣信息學院圖5-43為JDJ-10型電壓互感器的外形結構。圖5-43JDJ-10型電壓互感器JDJ型單相雙繞組油浸式電壓互感器：用于6～35kV電力系統中，供電壓、電能、功率的測量和繼電保護用。JSJW型三相三線圈五芯柱油浸式電壓互感器：用于小電流接地系統中的電壓、電能測量和絕緣監視。該系列電壓互感器有兩個二次繞組，一個接成星形，供測量和繼電保護用，另一個接成開口三角形，用來監視線路的絕緣情況。JSJW型2/4/202386河北科技大學電氣信息學院圖5-44JDZJ-10型電壓互感器1—一次接線端子2—高壓絕緣套管

3—一、二次繞組4—鐵心5—二次接線端子JDZJ型單相三繞組環氧樹脂澆注絕緣絕緣電壓互感器：用于小電流接地系統中的電壓、電能測量和絕緣監視。額定電壓為，采用Y0/Y0/?（開口三角形）接線。圖5-44為JDZJ-10型電壓互感器的外形結構。2/4/202387河北科技大學電氣信息學院5.

電壓互感器的極性與接線方式電壓互感器的極性：采用“減極性”原則。通常，單相電壓互感器一次繞組的出線端子標為A和X，二次繞組的出線端子標為a和x，其中A和a為同名端，X和x為同名端。如果一次電壓的方向由A指向X，則二次電壓的方向由a指向x。電壓互感器的接線方式（見圖5-51）單相式接線（見圖5-51a）：可測量一個線電壓。V/V形接線（見圖5-51b）：可測量三個線電壓。2/4/202388河北科技大學電氣信息學院6.

電壓互感器的使用注意事項電壓互感器在工作時二次側絕對不允許短路；電壓互感器的二次側必須有一端接地。Y0/Y0形接線（見圖5-51c）：可測量電網的線電壓，并可供電給接相電壓的絕緣監視電壓表。Y0/Y0/?

（開口三角）形接線（見圖5-51d）：接成Y0的二次繞組，接絕緣監視電壓表；接成開口三角形的輔助二次繞組，構成零序電壓過濾器。2/4/202389河北科技大學電氣信息學院圖5-51電壓互感器的接線方式a）單相式接線b）V/V形接線c）Y0/Y0形接線d）Y0/Y0/（開口三角）形接線2/4/202390河北科技大學電氣信息學院5.6高低壓成套配電裝置

一、概述

成套配電裝置是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種成套設備的產品，供供配電系統作控制、監測和保護之用。成套配電裝置中安裝有開關電器、監測儀表、保護和自動裝置以及母線、絕緣子等。成套配電裝置分為高壓成套配電裝置（即高壓開關柜）、低壓成套配電裝置（含配電屏、盤、柜、箱）和全封閉組合電器等。2/4/202391河北科技大學電氣信息學院二、高壓開關柜高壓開關柜的分類按開關電器的安裝方式分，有固定式和手車式；按開關柜隔室的結構分，有金屬封閉鎧裝式、間隔式和箱式等；按斷路器手車安裝位置分，有落地式和中置式；按用途分，有饋線柜、電壓互感器柜、避雷器柜、電能計量柜、高壓電容器柜、高壓環網柜等。2/4/202392河北科技大學電氣信息學院高壓開關柜的型號2/4/202393河北科技大學電氣信息學院高壓開關柜的“五防”閉鎖功能（1）

固定式開關柜防止誤跳、誤合斷路器；防止帶負荷分、合隔離開關；防止帶電掛接地線；防止帶地線合閘；防止誤入帶電間隔。指柜體內高壓斷路器等主要電氣設備的安裝位置固定，其特點是價格低，內部空間大，運行維護方便。固定式開關柜主要產品有GG—1A（F）型、KGN型鎧裝式、XGN型箱式、HXGN型環網柜等。2/4/202394河北科技大學電氣信息學院圖5-46GG—1A（F）型高壓開關柜（2）

手車式開關柜指柜體內高壓斷路器等主要電氣設備安裝在可移動的手車上。其特點是靈活性好、檢修安全、供電可靠性高、安裝緊湊和占地面積小等優點，但價格較貴。手車式開關柜主要產品有JYN型間隔式和KYN型鎧裝式。

圖5-47為KYN28—12型金屬鎧裝移開式開關柜的外形結構。2/4/202395河北科技大學電氣信息學院圖5-47KYN28-12鎧裝移開式開關柜三、低壓成套配電裝置1.低壓配電屏低壓配電屏的分類按其結構型式分：有固定式和抽屜式兩種。固定式低壓配電屏有PGL型和GGD型；抽屜式低壓配電屏有GCS型和GCK型。多米諾組合式低壓開關柜2/4/202396河北科技大學電氣信息學院多米諾（DOMINO）開關柜的特點：柜內設有電纜通道，柜頂及柜底設有電纜進口，進出電纜安裝方便；各回路采用間隔式布置，有故障時可互不影響；門上設有機械聯鎖或電氣聯鎖，以保證安全；抽屜具有工作、試驗、分離和抽出四個位置，且相同規格的抽屜具有互換性；具有自動排氣的防爆功能；斷流能力大。2/4/202397河北科技大學電氣信息學院2.低壓配電箱種類：分為照明配電箱、動力配電箱；安裝方式：靠墻式、懸掛式和嵌入式。四、全封閉組合電器（GIS）

全封閉組合電器是將變電站中除變壓器以外的一次設備，包括斷路器、隔離開關、接地開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、出線套管和電纜終端等元件，按變電所主接線的要求，經優化設計有機地組合成一個整體，各元件的高壓帶電部位均封閉于接地的金屬殼內，并充以SF6氣體作為絕緣和滅弧介質，稱之為SF6氣體絕緣變電站，簡稱GIS。GIS的優點：結構緊湊、不受外界環境的影響、運行可靠性高、檢修周期長。2/4/202398河北科技大學電氣信息學院5.7電氣主接線一、概述電氣主接線，又叫一次接線，是由各種開關電器、變壓器、互感器、線路、電抗器、母線等按一定順序連接而成的接受和分配電能的總電路。對主接線的基本要求是：安全：保證在進行任何切換操作時人身和設備的安全。可靠：應滿足各級電力負荷對供電可靠性的要求。靈活：應能適應各種運行方式的操作和檢修、維護需要。經濟：在滿足以上要求的前提下，主接線應力求簡單，盡可能減少一次性投資和年運行費用。2/4/202399河北科技大學電氣信息學院二、電氣主接線的基本形式1.線路—變壓器單元接線圖5-48線路-變壓器單元接線高壓側僅設置負荷開關高壓側采用戶外跌落式熔斷器高壓側采用負荷開關與熔斷器串聯高壓側采用隔離開關與斷路器串聯優點：接線簡單，所用電氣設備少，配電裝置簡單，節約投資。缺點：供電可靠性都不高，只可供三級負荷。2/4/2023100河北科技大學電氣信息學院2.單母線接線優點：接線簡單、使用設備少、操作方便、投資少、便于擴建。缺點：當母線及母線隔離開關故障或檢修時，將造成整個配電裝置停電；當檢修一回路的斷路器時，該回路要停電。因此，單母線接線的供電可靠性和靈活性均較差，只適用于容量小和用戶對供電可靠性要求不高的場所。母線又稱匯流排，用于匯集和分配電能。圖5-49

單母線接線2/4/2023101河北科技大學電氣信息學院3.單母線分段接線用隔離開關分段：運行的可靠性和靈活性較差。圖5-50

單母線分段接線分段運行：正常情況下分段開關是打開的。并列運行：正常情況下分段開關是閉合的。單母線分段接線有兩種運行方式：用斷路器分段：運行的可靠性和靈活性都較大。優點：既保留了單母線接線的優點，又提高了供電的可靠性。缺點：某一回路斷路器檢修時，該回路要長時間停電。2/4/2023102河北科技大學電氣信息學院4.單母線帶旁路母線接線

圖5-51中，W2為旁路母線，QF2為旁路斷路器，QS3、QS4、QS7、QS10、QS13為旁路隔離開關。圖5-51

單母線帶旁路母線接線優點：供電可靠性高，檢修出線斷路器時，不需停電。缺點：需增加一組母線、專用的旁路斷路器和旁路隔離開關等設備，使配電裝置復雜，投資增大，且隔離開關要用來操作，增加了誤操作的可能性。2/4/2023103河北科技大學電氣信息學院5.雙母線接線雙母線接線有兩種運行方式：只有一組母線工作：正常運行時母聯打開（兩側的隔離開關閉合），全部回路接在工作母線上，相當于單母線運行。兩組母線同時工作，互為備用：正常運行時母聯閉合，相當于單母線分段接線。圖5-52

雙母線接線2/4/2023104河北科技大學電氣信息學院雙母線接線的優點：輪換檢修母線而不致中斷供電；檢修任一回路的母線隔離開關時僅使該回路停電；工作母線發生故障時，經倒閘操作這一段停電時間后可迅速恢復供電；檢修任一回路斷路器時，可用母聯斷路器來代替，不致于使該回路的供電長期中斷。雙母線接線的缺點：在倒閘操作中隔離開關作為操作電器使用，易誤操作；工作母線發生故障時會引起整個配電裝置短時停電；使用的隔離開關數目多，配電裝置結構復雜，占地面積較大，投資較高。2/4/2023105河北科技大學電氣信息學院6.橋形接線圖5-53

橋形接線a）內橋b）外橋內橋接線：橋斷路器在線路斷路器之內。外橋接線：橋斷路器在線路斷路器之外。內橋適用于電源進線線路較長而變壓器又不需要經常切換的場所。外橋適用于電源進線線路較短而變壓器需要經常切換的場所。2/4/2023106河北科技大學電氣信息學院橋形接線的優點：四個回路只有三個斷路器，投資小，接線簡單，供電的可靠性和靈活性較高，適用于向一、二類負荷供電。三、變電所主接線圖設計原則與示例（一）總降壓變電所主接線的設計原則通常采用一次側無母線、二次側采用單母線接線，如圖5-54所示。特點：接線簡單經濟、使用設備少、基建快、投資費用低，但供電可靠性不高，只能用于三類負荷。

1.裝有一臺主變壓器的總降壓變電所2/4/2023107河北科技大學電氣信息學院圖5-54裝有一臺主變壓器的總降壓變電所主接線圖一次側采用內橋或外橋接線、二次側采用單母線分段接線（見圖5-53）：適用于具有兩回電源進線和兩臺變壓器的總降壓變電所。2.裝有兩臺主變壓器的總降壓變電所特點：所用設備少，結構簡單，占地面積小，供電可靠性高，可用于一、二類負荷。一、二次側均采用單母線分段接線（圖5-55）：適用于具有兩回及以上電源進線或一、二次側進出線較多的總降壓變電所。2/4/2023108河北科技大學電氣信息學院圖5-55一、二次側均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖特點：供電可靠性高，運行靈活，但所用高壓開關設備較多，投資較大，可用于一、二類負荷。一、二次側均采用雙母線接線（圖5-56）：適用于負荷容量大，進、出線回路多的發電廠或區域變電所。特點：供電可靠性高，運行靈活，但設備投資大，配電裝置復雜，占地面積大。2/4/2023109河北科技大學電氣信息學院圖5-56一、二次側均采用雙母線的總降壓變電所主接線圖2/4/2023110河北科技大學電氣信息學院高壓側采用隔離開關與熔斷器或戶外跌落式熔斷器串聯高壓側采用負荷開關與熔斷器串聯高壓側采用隔離開關與斷路器串聯（二）車間變電所主接線的設計原則1．裝有一臺變壓器的小型變電所（圖5-57）特點：接線簡單經濟、使用設備少、投資費用低，但供電可靠性不高，只適用于供電給三類負荷的車間變電所和小型工廠配電所。2/4/2023111河北科技大學電氣信息學院圖5-57裝有一臺變壓器的小型變電所主接線圖a)高壓側采用隔離開關與熔斷器或戶外跌落式熔斷器b)高壓側采用負荷開關與熔斷器c)高壓側采用隔離開關與斷路器2/4/2023112河北科技大學電氣信息學院圖5-58高壓側無母線、低壓側單母線分段的兩臺變壓器變電所主接線圖特點：供電可靠性較高，可供一、二類負荷或用電量較大的車間變電所。高壓側無母線、低壓側采用單母線分段接線2．裝有兩臺變壓器的小型變電所2/4/2023113河北科技大學電氣信息學院高壓側單母線、低壓側采用單母線分段接線：適用于裝有兩臺及其以上配電變壓器或具有多回高壓出線的變電所。特點：供電可靠性也較高，可供二、三類負荷。當與其他變電所之間有聯絡線時，可供一、二類負荷。圖5-59高壓側單母線、低壓側單母線分段的兩臺變壓器變電所主接線圖2/4/2023114河北科技大學電氣信息學院高、低壓側均采用單母線分段接線：適用于裝有兩臺配電變壓器的變電所。特點：供電可靠性相當高，可供一、二類負荷。圖5-60高、低壓側均采用單母線分段的兩臺變壓器變電所主接線圖2/4/2023115河北科技大學電氣信息學院5.8電氣設備的選擇一、電氣設備選擇的一般原則1.按正常工作條件選擇使用環境條件：包括設備的安裝地點（戶內或戶外）、環境溫度、海拔高度、相對濕度等，還應考慮防塵、防腐、防爆、防火等要求。額定電壓：電氣設備的額定電壓應不小于設備安裝地點電網的最高工作電壓，即UN≥UW.max額定電流：電氣設備的額定電流應不小于設備正常工作時的最大負荷電流，即IN≥IW.max注意：我國生產的電氣設備是按環境溫度40℃設計的，如果安裝地點的實際環境溫度40℃，則額定電流應乘以溫度校正系數2/4/2023116河北科技大學電氣信息學院2.按短路情況進行校驗動穩定校驗：滿足動穩定的條件是≥≥

或

熱穩定校驗：滿足熱穩定的條件是≥式中，It為電氣設備在t為秒時間內的熱穩定電流；t為熱穩定試驗時間（s）；tima為假想時間（s）。式中，、分別為電器的極限通過電流峰值和有效值。

2/4/2023117河北科技大學電氣信息學院二、常用一次設備的選擇方法1.高壓斷路器的選擇選擇斷路器時，除了滿足上述的一般原則外，還要求它的額定開斷容量或額定開斷電流必須大于其安裝處的最大短路容量或短路電流，即≥≥

或

式中，Ioc

、Soc

分別為斷路器在額定電壓下的最大開斷電流（kA）和開斷容量（MVA）；Ik

、Sk分別為安裝地點的最大三相最大短路電流（kA）和短路容量（MVA）。例5-1

（P155）高壓斷路器和高壓隔離開關選擇。2/4/2023118河北科技大學電氣信息學院序號安裝地點的電氣條件所選設備的技術數據項目數據項目SN10—10I/630型斷路器GN8—10T/400型隔離開關1UW.max/kV10UN/kV10102IW.max/A275IN/A6304003Ik/kA3.35Ioc/kA164Sk/MVA60.9Soc/MVA3005ish/kA8.54imax/kA40406

/（kA2.s）

/（kA2.s）解:查附錄表A-14和A-15，選擇SN10-10I/630型斷路器和GN8-10T/400型隔離開關2/4/2023119河北科技大學電氣信息學院2.電流互感器的選擇一次繞組額定電壓：應不低于安裝地點電網的額定電壓。一次繞組額定電流：取線路最大工作電流或變壓器額定電流的1.2～1.5倍。準確度等級與二次側負荷的選擇：電流互感器二次側的實際負荷應小于其準確度等級所規定的額定二次負荷，即≥因此，滿足準確度等級的連接導線電阻為≤2/4/2023120河北科技大學電氣信息學院則連接導線的截面為：式中，lc

為連接導線的計算長度（m），與電流互感器的接線方式有關。l為從電流互感器二次端子到儀表、繼電器接線端子的單向長度注意：選擇電流互感器二次側連接導線截面時，還應按機械強度進行校驗，一般要求銅線截面不得小于1.5mm2，鋁線截面不得小于2.5mm2

。一相式接線:

三相完全星形接線:兩相不完全星形接線和兩相電流差接線：2/4/2023121河北科技大學電氣信息學院≥

式中，Ｋes

為電流互感器的動穩定倍數，且。動穩定校驗：滿足動穩定的條件為熱穩定校驗：滿足熱穩定的條件為≥式中，Ｋt

為電流互感器的熱穩定倍數，且。3.電壓互感器的選擇電壓的選擇：電壓互感器一次繞組的額定電壓應與安裝地點電網的額定電壓相同，二次繞組的額定電壓通常為100V。例5-2（P157）2/4/2023122河北科技大學電氣信息學院準確度等級和二次側負荷的選擇：電壓互感器二次側的實際負荷必須小于其準確度等級所規定的額定二次負荷，即≥式中，Si

、分別為二次側所接儀表并聯線圈消耗的功率及其功率因數。注意：電壓互感器的三相負荷通常并不相等，為了滿足準確度要求，應按最大負荷相進行選擇。連接電壓互感器與測量儀表的銅線截面不得小于1.5mm2，鋁線截面不得小于2.5mm2

。2/4/2023123河北科技大學電氣信息學院4.熔斷器的選擇與校驗熔斷器熔體額定電流的選擇熔體的額定電流不小于線路的計算電流，即≥熔體的額定電流應躲過線路的尖峰電流，即≥熔體的額定電流應與被保護線路的允許電流相配合，即≤（1.5～2）INT

對于保護電力線路的熔斷器，其熔體額定電流應滿足：對于保護電力變壓器的熔斷器：2/4/2023124河北科技大學電氣信息學院熔斷器的選擇與校驗≥≥對限流式熔斷器（如RN1、RT0等）：對非限流式熔斷器（如RW4、RM10等）：≥≥對于保護電壓互感器的RN2型熔斷器，其熔體額定電流一般選用0.5A。熔斷器的額定電壓應不低于保護線路的額定電壓，即熔斷器的額定電流應不小于它所安裝熔體的額定電流，即熔斷器斷流能力的校驗：2/4/2023125河北科技大學電氣信息學院熔斷器保護靈敏度校驗≥4～7前后熔斷器之間的選擇性配合熔斷器的保護特性曲線：是指熔斷器熔體的熔斷時間和通過其電流的關系曲線。熔斷器的實際熔斷時間與從平均保護特性曲線上查出的時間可能有50%的誤差；熔體截面越大，額定電流越大，時限特性越高。

式中，為熔斷器保護線路末端的最小短路電流，對中性點不接地系統，取兩相短路電流；對中性點直接接地系統，取單相短路電流。

2/4/2023126河北科技大學電氣信息學院在圖5-61a中，當在k點發生三相短路時，設FU2的實際熔斷時間比從標準保護特性曲線上查得的時間大50%（為正偏差），即，而FU1的實際熔斷時間比從標準保護特性曲線上查得的時間小50%（為負偏差），即，由圖5-61b可知，為保證前后兩熔斷器FU1和FU2動作的選擇性，必須滿足的條件是，即＞＞＞前后熔斷器之間的選擇性配合：應按其保護特性曲線來進行校驗。2/4/2023127河北科技大學電氣信息學院一般而言，只要前一級熔斷器熔體額定電流比后一級熔斷器的熔體額定電流大2～3級，就能保證選擇性動作。圖5-61

熔斷器保護的選擇性配合a）熔斷器在線路中的選擇性配置b）熔斷器保護特性曲線進行選擇性校驗2/4/2023128河北科技大學電氣信息學院5.低壓斷路器的選擇與校驗低壓斷路器過流脫扣器的選擇過流脫扣器的額定電流應不小于線路的計算電流，即≥低壓斷路器過流脫扣器的整定≥式中，為可靠系數，對動作時間在0.02s以上的萬能式斷路器（DW型），取1.35；對動作時間在0.02s以下的塑料外殼式斷路器（DW型），取1.7~2。瞬時過流脫扣器的動作電流應躲過線路的尖峰電流，即2/4/2023129河北科技大學電氣信息學院≥（取1.2）≥≤（取1.1）低壓斷路器熱脫扣器的選擇與整定≥短延時過流脫扣器的動作電流也應躲過線路的尖峰電流，即長延時過流脫扣器的動作電流應躲過線路的計算電流，即過流脫扣器的動作電流應與被保護線路的允許電流相配合，即熱脫扣器的額定電流應不小于線路的計算電流，即2/4/2023130河北科技大學電氣信息學院≥（取1.1）低壓斷路器的選擇與校驗對動作時間在0.02s以上的DW型斷路器：對動作時間在0.02s以下的DZ型斷路器：≥≥低壓斷路器的額定電壓應不低于保護線路的額定電壓；低壓斷路器的額定電流應不小于它所安裝脫扣器的額定電流；低壓斷路器的類型應符合安裝條件、保護性能及操作方式的要求；斷流能力的校驗：熱脫扣器的動作電流應躲過線路的計算電流，即2/4/2023131河北科技大學電氣信息學院≥1.5式中，Iop為低壓斷路器瞬時或短延時過流脫扣器的動作電流；為低壓斷路器保護線路末端的最小短路電流，對中性點不接地系統，取兩相短路電流；