供配电系统的设备选择课件

1、项目 供配电系统的设备选择任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算. . 导线和电缆形式的选择（） 及以下的架空线路， 一般采用铝绞线。 及以上的线路采用钢芯铝绞线。（） 沿海地区及有腐蚀性介质的场所, 宜采用铜绞线或绝缘导线。（） 城市繁华街区、高层建筑群区 及以下的架空线路， 以及架空线路与建筑物间的距离不能满足安全要求的地段及建筑施工现场， 宜采用绝缘导线。（） 一般环境和场所， 可采用铝芯电缆。（） 在重要场所及有剧烈振动、强烈腐蚀和有爆炸危险场所， 宜采用铜芯电缆。下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的

2、选择计算（） 在低压 系统中， 应采用三相四芯或五芯电缆。（） 埋地敷设的电缆， 应采用有外护层的铠装电缆。（） 敷设在电缆沟、桥架和水泥排管中的电缆， 优先选用交联电缆。（） 住宅内的绝缘线路， 一般采用铜芯塑料线。. . 导线和电缆截面选择为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行， 选择导线和电缆截面时必须满足下列条件：（） 发热条件。上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算导线通过正常计算电流（ ） 时， 其发热所产生的温升， 不应超过正常运行时的最高允许温度， 以防止因过热引起导线绝缘损坏或加速老化。（） 电压损失。导线在通过正常计算电流时产生的电压损失， 应小于正常

3、运行时的允许电压损失， 以保证供电质量。（） 经济电流密度。对高电压、长距离输电线路和大电流低压线路， 其导线的截面宜按经济电流密度选择， 以使线路的年综合运行费用最小， 节约电能和有色金属。（） 机械强度。上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算正常工作时， 导线应有足够的机械强度， 以防断线。通常要求所选截面应不小于该种导线在相应敷设方式下的最小允许截面， 附表 给出了不同类型的导线在不同敷设方式下的最小允许截面。由于电缆具有高强度内外护套， 机械强度很高， 因此不必校验其机械强度， 但需校验其短路热稳定度。上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算在工程设计中，

4、 应根据技术经济的综合要求选择导线： 一般 及以下高压配电线路及低压动力线路， 电流较大， 线路较短， 可先按发热条件选择截面， 再校验其电压损失和机械强度； 由于低压照明线路对电压水平要求较高， 故通常先按允许电压损失进行选择，再校验其发热条件和机械强度； 对 及以上的高压输电线路和 的长距离大电流线路， 则可先按经济电流密度确定经济截面， 再校验发热条件、电压损失和机械强度。. 按发热条件选择导线和电缆的截面积电流通过导线（或电缆、母线， 下同） 时， 要产生能耗， 使导线发热。上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算裸导线的温度过高时， 会使接头处的氧化加剧， 增大接触电阻

5、， 使之进一步氧化， 如此恶性循环， 最后可发展到断线。而绝缘导线和电缆的温度过高时， 可使绝缘加速老化甚至烧毁， 或引起火灾。因此， 导线的正常发热温度不得超过附表 所列的额定负荷时的最高允许温度。） 三相系统相线截面的选择按发热条件选择三相系统中的相线截面时， 应使其允许载流量 不小于通过相线的计算电流， 即上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算） 中性线和保护线截面的选择（） 中性线（ 线） 截面的选择。在三相四线制系统中， 正常情况下中性线通过的电流仅为三相不平衡电流、零序电流及三次谐波电流， 通常都很小， 因此中性线的截面， 可按以下条件选择。一般三相四线制线路的中性

6、线截面， 应不小于相线截面的， 即上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算由三相四线制线路分支的两相三线线路和单相双线线路， 由于其中性线电流与相线电流相等， 因此它们的中性线截面 应与相线截面相同， 即（） 保护线（ 线） 截面的选择。正常情况下， 保护线不通过负荷电流， 但当三相系统发生单相接地时， 短路故障电流要通过保护线， 因此保护线的截面可按以下条件选择：当 时上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算当 时当 时（） 保护中性线（ 线） 截面的选择。保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能， 其截面选择应同时满足上述二者的要求，并取其中较大的截面作为保护中性

7、线截面。按 规定： 当采用单芯导线作 线时， 铜芯截面积应不小于 ； 铝芯截面积应不小于 ； 当采用多芯电缆的芯线作 线干线时， 其截面积应不小于 。上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算. 按经济电流密度选择导线和电缆的截面积导线（或电缆） 的截面越大， 其单位长度的电阻就越小， 在传输相同的功率时， 线路上产生的电能损耗就越小， 但是线路的一次性投资、维修管理费用和金属消耗量却要增加。因此对长距离、超高压输电线路应从满足技术经济要求出发， 选择综合效益最佳的“经济截面”。图. 所示为年费用 与导线截面 的关系曲线。上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算其中曲

8、线 表示线路的年折旧费（即线路投资除以折旧年限之值） 和线路的年维修管理费之和与导线截面的关系曲线； 曲线 表示线路的年电能损耗费与导线截面的关系曲线； 曲线 为曲线 与曲线 的叠加， 表示线路的年运行费用（包括线路的年折旧费、维修费、管理费和电能损耗费） 与导线截面的关系曲线。在曲线 中， 与年运行费最小值 相对应的导线截面称为“经济截面” 。对应于经济截面的电流密度称之为经济电流密度， 用表示， 其值见表. 。按经济电流密度计算经济截面的公式为上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算. 按允许电压损失选择导线截面） 电压损失的计算（） 一个集中负荷线路电压损失的计算。设有功功

9、率为， 无功功率为， 电流为， 功率因数为 ， 线路的电阻为， 电抗为， 线路额定电压为， 则电压损失百分值为（） 多个集中负荷线路电压损失的计算。一条线路带有多个集中负荷， 如图. 所示。上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算已知每段线路的负荷及阻抗， 则总的电压损失为各个负荷产生的电压损失之和为（） 分布负荷线路电压损失的计算。如图. 所示， 均匀分布负荷产生的电压损失， 相当于全部负荷集中线路中点时的电压损失， 可用下式计算） 按允许电压损失选择导线截面上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算由公式导出（） “无感” 线路导线截面计算。“无感” 线路即纯电阻

10、线路， 即由无功负荷及电抗引起的电压损失 为零。所以线路电压损失上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算（） “有感（有电阻又有电抗的线路）” 线路导线截面的计算。计算步骤：确定导线的平均单位电抗值。一般 架空线路 . . ； 电缆线路 . . 。计算由无功负荷及电抗引起的电压损失计算有功负荷及电阻引起的电压损失上一页下一页返回任务. 供配电线路导线和电缆的选择计算根据“无感” 公式 / 计算出导线的截面， 据此选出标准截面。再根据所选截面查附表 找出实际的 和， 代入下式再校验实际的电压损失、发热条件和机械强度， 如不满足要求， 可适当加大所选截面， 然后再查附表 或附表 找出

11、相应的 和， 再代入上式， 直到满足以上条件为止。上一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验. . 概述高低压一次设备的选择， 必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠， 运行维护方便， 投资经济合理。电气设备按正常条件下工作选择， 就是要考虑电气装置的环境条件和电气要求。环境条件是指电气装置所处的位置（室内或室外）、环境温度、海拔高度以及有无防尘、防腐、防火和防爆等要求。电气要求是指电气装置对设备的电压、电流、频率（一般为 ） 等方面的要求； 对一些断路电器如开关、熔断器等， 还应考虑其断流能力。下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验电

12、气设备按短路故障条件下工作选择， 就是要按最大可能的短路故障时的动稳定度和热稳定度进行校验。对熔断器和装有熔断器保护的电压互感器， 不必进行短路动稳定度和热稳定度的校验。对电力电缆， 由于其机械强度足够， 所以也不必进行短路动稳定度的校验。高低压一次设备的选择校验项目和条件见表. 。. . 高、低压电器选择和校验. 高压隔离开关、负荷开关和断路器的选择与校验） 按电压和电流选择上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验高压隔离开关、负荷开关和断路器的额定电压， 不得低于装设地点电路的额定电压或最高电压； 它们的额定电流不得小于通过它们的计算电流。） 断流能力的检验高压隔离开关不允

13、许带负荷操作， 只作隔离电源用， 因此不校验断流能力。高压负荷开关能带负荷操作， 但不能切断短路电流， 因此断流能力应按切断最大可能的过负荷电流来校验， 满足条件为上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验高压断路器可分断短路电流， 其断流能力应满足条件为） 短路稳定度的校验高压隔离开关、负荷开关和断路器均需要进行短路动、热稳定度的校验。. 熔断器的选择与校验） 熔断器熔体电流的选择（） 保护电力线路的熔断器熔体电流， 应满足下列条件：熔体额定电流 . 应不小于线路的计算电流， 以使熔体在线路正常运行时不致熔断， 即上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验熔体额定

14、电流 . 应躲过线路的尖峰电流， 以使熔体在线路出现尖峰电流时也不致熔断， 即考虑到尖峰电流为短时大电流， 而熔体加热熔断需经一定时间， 因此式中的计算系数一般取小于 的值， 当熔断器用作单台电动机保护时， 的取值与熔断器特性及电动机启动情况有关。 的取值范围可参照表. 。熔断器保护还应与被保护线路相配合， 使之不致发生因线路过负荷或短路已导致绝缘导线或电缆过热甚至起燃而熔断器不熔断的事故， 因此还满足以下条件：上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验. 如果熔断器只做短路保护时， 对电缆和穿管绝缘导线， 可取 . ； 对明敷绝缘导线， 可取 . 。. 如果熔断器不仅做短路保护

15、， 而且要求同时做过负荷保护， 例如住宅建筑、重要仓库和公共建筑中的照明线路， 有可能长时间过负荷的动力线路以及在可燃建筑物构架上明敷的有延燃性外皮的绝缘导线线路， 应取 。. 如果按前两个条件选择的熔体电流不满足上式的配合要求， 则应改选熔断器的型号规格， 适当增大绝缘导线和电缆的芯线截面积。） 保护变压器的熔断器熔体电流的选择上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验保护变压器的熔断器熔体电流， 应满足下式条件：） 保护电压互感器的熔断器熔体电流的选择由于电压互感器二次侧的负荷很小， 因此保护电压互感器的 型熔断器的熔体额定电流一般为. 。） 熔断器规格的选择和校验熔断器规格

16、的选择和校验应满足下列条件：（） 熔断器的额定电压 . 应大于等于它安装处的额定电压， 即上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验（） 熔断器的额定电流 . 应大于等于它安装处熔体额定电流 . ， 即（） 熔断器断流能力的校验：限流熔断器（如、 等型）， 由于它能在短路电流达到冲击值之前灭弧， 因此应满足下列条件：非限流式熔断器（如、 等型）， 由于它不能在短路电流达到冲击值之前灭弧， 因此应满足下列条件：上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验对具有断流能力上下限的熔断器（如 等跌开式熔断器）， 其断流能力上限应满足大于（） 的条件， 而其断流能力下限应满足下

17、列条件：） 前后熔断器之间的选择性配合前后熔断器之间的选择性配合， 就是在线路发生短路故障时， 靠近故障点的熔断器最先熔断， 切除短路故障， 从而使系统的其他部分迅速恢复正常运行， 如图. 所示。如图. （） 所示， 根据选择性的要求， 当 点发生短路时 应先熔断， 但由于熔断器的特性误差较大， 当 为负误差（提前动作）， 为正误差（滞后动作） 时， 如图. （） 所示。上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验 可能比 先熔断， 从而失去选择性。为保证各级熔断器有选择性动作， 要求：一般前级熔断器的熔体电流应比后级大 倍。两种简便快捷的校验方法如下：（） 一般只有前一级熔断器的

18、熔体电流大于后一级熔断器的熔体电流 倍， 才有可能保证动作的选择性。（） 试验结果表明： 如果能保证前后两级熔断器之间熔体额定电流之比为. . ，就可以保证有选择性动作（熔断）。. 低压断路器的选择与校验上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验低压断路器与高压断路器不同， 高压断路器自动跳闸要靠继电保护或自动装置控制其操作机构完成， 选择高压断路器无须考虑保护整定计算等问题； 而低压断路器结构本身具有保护自动跳闸的功能， 因此， 低压断路器的选择不仅要满足选择电气设备的一般条件， 而且还要满足正确实现过电流、过负荷及失压等保护功能的要求。低压断路器各种保护功能也应同继电保护装置

19、一样， 必须满足选择性、迅速性、灵敏性和可靠性四个基本要求。在变压器低压侧一般都装设低压断路器， 且大多配置电动跳、合闸操作机构； 在低压配电出线上多数都选择低压断路器， 一般不配置电动合闸操作机构； 对容量较大的单个用电设备， 往往也采用低压断路器控制。上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验） 低压断路器过电流脱扣器的选择与整定（） 低压断路器过电流脱扣器的选择。过电流脱扣器的额定电流 . 应不小于线路的计算电流， 即（） 低压断路器过电流脱扣器的整定。瞬时过电流脱扣器动作电流的整定。瞬时过电流脱扣器动作电流（） 应躲过线路的尖峰电流， 即上一页下一页返回任务. 变配电所主

20、要电气设备的选择与校验短延时过电流脱扣器的动作电流和动作时间的整定。短延时过电流脱扣器的动作电流（） 应躲过线路的尖峰电流， 即短延时过电流脱扣器的动作时间有. 、. 、. 等级， 应按前后保护装置保护选择性要求来确定。前一级保护的动作时间应比后一级保护的动作时间长一个时间差. 。长延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定。上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验长延时过电流脱扣器主要作过负荷保护， 因此其动作电流（） 应躲过线路最大负荷电流计算电流来整定， 即长延时过电流脱扣器的动作电流， 应躲过允许符合持续时间。其动作特性通常为反时限， 即过负荷越大， 动作时间越短， 一般

21、动作时间可达 。（） 过电流脱扣器与被保护线路的配合要求。为了不致发生因线路过负荷或短路已导致绝缘导线或电缆过热甚至起燃而断路器不熔断的事故， 低压断路器过电流脱扣器的动作电流还满足下列条件：上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验如果不满足以上的配合要求， 则应改选脱扣器的动作电流， 或者适当增大绝缘导线和电缆的芯线截面积。） 低压断路器热电流脱扣器的选择与整定（） 低压断路器热脱扣器的选择。热脱扣器的额定电流 . 应不小于线路的计算电流， 即（） 低压断路器热脱扣器的整定。热脱扣器的动作电流. 应不小于线路的计算电流， 以实现其对过负荷的保护， 即上一页下一页返回任务. 变

22、配电所主要电气设备的选择与校验） 低压断路器规格的选择与校验低压断路器规格的选择与校验应满足下列条件：（） 低压断路器的额定电压 . 应不低于所在线路 的额定电压， 即（） 低压断路器的额定电流 . 应不小于它所安装的脱扣器额定电流 . 或 . ， 即上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验（） 低压断路器的类型应符合安装条件和保护性能的要求， 并应确定操作方式， 即选择断路器的同时应选择其操作机构。（） 低压断路器还应满足安装处对断流能力的要求。） 低压断路器过电流保护灵敏度的校验为了保证低压断路器的瞬时或短时过电流脱扣器在系统最小运行方式下在起保护区内发生最轻微的短路故障时

23、能可靠地动作， 低压断路器保护灵敏度必须满足条件） 前后低压断路器之间及低压断路器与熔断器之间的选择性配合上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验（） 前后低压断路器之间的选择性配合。低压供电系统， 前后低压断路器之间应满足前后级保护选择性配合要求。是否符合选择性， 宜按其保护特性曲线进行检验。其有 （ ） 的允许偏差范围， 即在后级断路器出口发生三相短路时， 如果前级断路器保护动作时间在计入负偏差、后级断路器保护动作时间在计入正偏差情况下， 前一级的动作时间大于后一级的动作时间， 则符合时机选择性配合要求。一般为保证前后两级低压断路器之间能选择性动作， 前一级低压断路器宜采用

24、带短延时的过电流脱扣器， 后一级低压断路器则采用瞬时过电流脱扣器， 而且动作电流也是前一级大于后一级， 至少前一级的动作电流不小于后一级动作电流的. 倍。上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验对重要负荷， 保护电器可允许无选择性动作。（） 低压断路器与熔断器之间的选择性配合。低压供电系统， 遇有前后级为低压断路器与熔断器时， 同样应满足前后级保护选择性配合的要求。要检验低压断路器与熔断器之间是否符合选择性配合， 只有通过保护特性曲线。前一级是低压断路器， 可按的负偏差考虑； 后一级是熔断器， 可按的正偏差考虑。在考虑这种可能出现的情况下， 即等效将断路器保护特性曲线向下平移，

25、 将熔断器保护特性曲线向上平移。若前一级的曲线总在后一级的曲线之上， 则前后两级可实现选择性的动作， 而且两条曲线之间留有的裕量越大， 动作的选择性越有保障。上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验. 电流互感器与电压互感器的选择与校验） 电流互感器的选择与校验（） 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。（） 电流互感器额定电压的选择。电流互感器的额定电压大于等于安装地点电网的额定电压。（） 电流互感器变比的选择。上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验电流互感器一次侧额定电流有 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、

26、 、 等多种规格， 二次额定电流均为。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不小于线路中的计算电流。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。（） 电流互感器准确度选择与校验。准确度选择的原则： 计量用的电流互感器的准确度选. . 级， 测量用的电流互感器准确度选. . 级。上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验为了保证准确度误差不超过规定值， 只有互感器二次侧符合 应不大于二次侧额定负荷， 所选准确度才能得到保证。准确度校验公式为二次回路的负荷 取决于二次回路的阻抗 的值， 即电流互感器动稳定校验条件为上一页下一页返回任务. 变配电

27、所主要电气设备的选择与校验热稳定校验条件为） 电压互感器的选择与校验电压互感器的二次绕组的准确级规定为. 、. 、. 、 五个级别。保护用的电压互感器的准确级规定为 级和 级两个级别； 用于小电流接地系统电压互感器的零序绕组准确级规定为 级。电压互感器一、二次侧均有熔断器保护， 所以不需要检验短路动稳定和热稳定。电压互感器的选择如下：上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验（） 根据安装地点和工作要求选择电压互感器的型号。（） 电压互感器的的额定一次电压大于等于安装地点电网的额定电压； 其额定二次电压一般为 。（） 按测量仪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

28、感器准确度选. 级以上， 测量用的准确度级选. . 级， 保护用的准确度级为 级和 级。为了保证准确度误差不超过规定值， 只有互感器二次侧符合 应不大于二次侧额定负荷， 所选准确度才能得到保证。. . 电力变压器的选择. 电力变压器台数的选择上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验在选择电力变压器时， 应选用低损耗节能型变压器， 如 系列或 系列。对于安装在室内的电力变压器， 通常选择干式变压器； 如果变压器安装在多尘或有腐蚀性气体严重影响的场所， 一般需选择密闭型变压器或防腐型变压器。其台数的选择应考虑以下原则：（） 对于无特殊供电要求的三级负荷， 应尽量装设一台变压器， 但

29、对于一些负荷较集中的变电所也可采用两台变压器， 以降低单台变压器的容量。（） 对于有大量一、二级负荷的变电所， 宜选用两台变压器， 以便当一台变压器故障或检修时， 另一台变压器能对一、二级负荷供电， 提高供电的可靠性。上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验（） 对于季节或昼夜负荷变动较大的变电所， 也可考虑采用两台变压器。负荷高峰时两台变压器并列运行， 而在低负荷时， 一台变压器运行， 实现变压器的经济运行。. 变压器容量的确定） 单台变压器容量的确定单台变压器的容量 . 应不小于全部用电设备总的计算负荷， 即上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验低压为.

30、的单台主变压器容量， 一般不宜大于 ， 一方面是受现在通用的低压断路器的断流能力及短路稳定度要求的限制； 另一方面也是考虑到可以使变压器更接近负荷中心， 以减少低压配电系统的电能损耗和电压损耗， 降低有色金属消耗量。但是， 如果负荷比较集中、容量较大而且运行合理， 则在采用断流能力更大、短路稳定度更高的新型低压断路器（如 型等） 的情况下， 也可选用单台容量较大（ ） 的配电变压器。工厂车间变电所， 单台变压器容量不宜超过 ， 对装设在二层楼以上的干式变压器， 其容量不宜大于 。上一页下一页返回任务. 变配电所主要电气设备的选择与校验） 两台主变压器容量的确定装有两台主变压器时， 每台主变压器的额定容量. 应同时满足以下两个条件：（） 当任一台变