第6章电气设备选择分析课件

第六章第六章 电气设备选择电气设备选择 高压开关设备选择高压开关设备选择电气设备选择原则电气设备选择原则 低压开关设备选择低压开关设备选择1第六章 电气设备选择 高压开关设备选择电气设备选择原则 低压第一节第一节 电气设备选择原则电气设备选择原则 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）电气设备的额定电压）电气设备的额定电压UNe应符合电器装设点的电网额定电应符合电器装设点的电网额定电压，并应大于或等于正常时最大工作电压压，并应大于或等于正常时最大工作电压Uwm（2）电气设备的额定电流）电气设备的额定电流INe应大于或等于正常时最大工作电流应大于或等于正常时最大工作电流Iwm二、按短路情况来校验电气设备的动稳定和热稳定二、按短路情况来校验电气设备的动稳定和热稳定UNeUwmINeIwm动稳定动稳定或或热稳定热稳定或或2第一节 电气设备选择原则 一、按正常工作条件选择额定电压和额三、按装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流三、按装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力（遮断容量）能力（遮断容量）或或四、按装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选四、按装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电气设备的适当型式择电气设备的适当型式3三、按装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力（遮断容第二节第二节 高压开关设备选择高压开关设备选择 一、高压断路器一、高压断路器 （一）任务（一）任务 在正常运行时用它接通或切断负荷电流；在发生短路故障或在正常运行时用它接通或切断负荷电流；在发生短路故障或严重过负荷时，借助继电保护装置用它自动、迅速地切断故严重过负荷时，借助继电保护装置用它自动、迅速地切断故障电流，以防止扩大事故范围。障电流，以防止扩大事故范围。（二）类型（二）类型 高压断路器种类繁多，但其主要结构是相近的，它包括导电高压断路器种类繁多，但其主要结构是相近的，它包括导电回路、灭弧室、外壳、绝绦支体、操作和传动机构等部分。回路、灭弧室、外壳、绝绦支体、操作和传动机构等部分。1、油断路器、油断路器多油断路器和少油断路器多油断路器和少油断路器2、空气断路器、空气断路器采用压缩空气力灭弧介质采用压缩空气力灭弧介质4第二节 高压开关设备选择 一、高压断路器（一）任务 在正常553、六氟化硫断路器六氟化硫断路器采用具有良好灭弧和绝缘性能的气体采用具有良好灭弧和绝缘性能的气体SF6作为灭弧介质作为灭弧介质4、真空断路器真空断路器利用利用“真空真空”（气压为（气压为10-210-6Pa）灭弧的一种断路器，其触头）灭弧的一种断路器，其触头装在真空灭弧室内。装在真空灭弧室内。上接线端子上接线端子真空灭弧室真空灭弧室下接线端子下接线端子操作机构箱操作机构箱63、六氟化硫断路器采用具有良好灭弧和绝缘性能的气体SF6作为（三）（三）高压断路器铭牌所列的技术数据高压断路器铭牌所列的技术数据1.额定电压额定电压UNQF 2.额定电流额定电流INQF 3.额定开断电流额定开断电流INoff INoffIK（3）4.额定断流容量额定断流容量SNQF INQFSK（3）5.热稳定电流热稳定电流Its 6.动稳定电流动稳定电流ies 4.额定断流容量额定断流容量SNQF 7（三）高压断路器铭牌所列的技术数据1.额定电压UNQF 2.（四）断路器的选择（四）断路器的选择（1）首先考虑工作条件确定断路器的额定值（电压、电流、）首先考虑工作条件确定断路器的额定值（电压、电流、频率、机械负荷）。频率、机械负荷）。（2）结合环境条件（环境温度、相对湿度、海拔高度、最大风）结合环境条件（环境温度、相对湿度、海拔高度、最大风速等）选用断路器的型号和规格。速等）选用断路器的型号和规格。（3）根据短路电流进行断流容量，动、稳定性校验。）根据短路电流进行断流容量，动、稳定性校验。手力式（手动）操作机构（手力式（手动）操作机构（CS2）电磁式（电动）操作机构（电磁式（电动）操作机构（CD10）弹簧储能操作机构（弹簧储能操作机构（CT6）用于就地操作合闸，就地或距离操作分闸。用于就地操作合闸，就地或距离操作分闸。用于远距离控制操作断路器。用于远距离控制操作断路器。用于进行一次自动重合闸。用于进行一次自动重合闸。压缩空气操作机构（压缩空气操作机构（CY3）用于控制操作用于控制操作KW型高压空气断路器。型高压空气断路器。8（四）断路器的选择（1）首先考虑工作条件确定断路器的额定值（二、高压隔离开关二、高压隔离开关 1、隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。、隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。断开后有明显可见的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及相间绝断开后有明显可见的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的，能充分保障人身和设备的安全。缘都是足够可靠的，能充分保障人身和设备的安全。隔离开关没有灭弧装置，因而不能接通和切断负荷电流。隔离开关没有灭弧装置，因而不能接通和切断负荷电流。3、接通或断开较小电流，、接通或断开较小电流，如激磁电流不超过如激磁电流不超过2A的空的空载变压器、电容电流不超过载变压器、电容电流不超过5A的的空载线路及电压互感空载线路及电压互感器和避雷器等回路。器和避雷器等回路。（一）用途（一）用途2、倒闸操作、倒闸操作在双母线接线的配电装置中，在双母线接线的配电装置中，可利用隔离开关将设备或供可利用隔离开关将设备或供电线路从一组母线切换到另电线路从一组母线切换到另一组母线。一组母线。9二、高压隔离开关 1、隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安（二）类型（二）类型隔离开关分户内型及户外型（隔离开关分户内型及户外型（60kV及以上电压无户内型）及以上电压无户内型）按极数分：有单极和三极按极数分：有单极和三极按构造可分：双柱式、三柱式和按构造可分：双柱式、三柱式和V型等。型等。（三）隔离开关的选择（三）隔离开关的选择选用隔离开关时，首先应根据安装地点选择户内型（选用隔离开关时，首先应根据安装地点选择户内型（GN）或户）或户外型（外型（GW），然后根据），然后根据工作电压或工作电流选摔额定值，校工作电压或工作电流选摔额定值，校验其动、热稳定值。验其动、热稳定值。三、高压负荷开关三、高压负荷开关（一）用途（一）用途在高压配电装置中，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；的电器设备；在装有脱扣器时，在过负荷情况下也能自动跳间。在装有脱扣器时，在过负荷情况下也能自动跳间。10（二）类型隔离开关分户内型及户外型（60kV及以上电压无户内仅具有简单的灭弧装置，所以不能切断短路电流。仅具有简单的灭弧装置，所以不能切断短路电流。在大多数情况下，负荷开关与高压熔断器（一般为在大多数情况下，负荷开关与高压熔断器（一般为RN型）串型）串联，借助熔断器切除短路电流。联，借助熔断器切除短路电流。（二）类型（二）类型高压负荷开关有户内型及户外型，配用手动操作机构工作。高压负荷开关有户内型及户外型，配用手动操作机构工作。它有明显的断路间隙，也可以起到普通高压隔离开关的作用。它有明显的断路间隙，也可以起到普通高压隔离开关的作用。1、FN型户内高压负荷开关型户内高压负荷开关2、FW型户外产气式负荷开关型户外产气式负荷开关四、高压熔断器四、高压熔断器（一）用途（一）用途对电路及电路设备进行对电路及电路设备进行短路保护短路保护；过负荷保护过负荷保护 11仅具有简单的灭弧装置，所以不能切断短路电流。在大多数情况下，（二）类型（二）类型按使用场所高压熔断器分户内型和户外型两类。按使用场所高压熔断器分户内型和户外型两类。户内型作成固定式，而户外型皆制成跌落式（熔丝熔断后熔体户内型作成固定式，而户外型皆制成跌落式（熔丝熔断后熔体管自动断开）。管自动断开）。1、RN系列户内高压熔断器系列户内高压熔断器结构结构：瓷质熔管内充石英砂填料的密闭管式熔断器。：瓷质熔管内充石英砂填料的密闭管式熔断器。RN1型及其改进的型及其改进的RN5型，通常用来保护供电线型，通常用来保护供电线路及电力设备。路及电力设备。RN2、RN4或前者的改进型或前者的改进型RN6一般作为电压互一般作为电压互感器的短路保护用（感器的短路保护用（RN2型用于线路保护）。型用于线路保护）。12（二）类型按使用场所高压熔断器分户内型和户外型两类。户内型作2、RW系列户外高压跌落式熔断器系列户外高压跌落式熔断器跌落式熔断器主要是由绝缘瓷件和熔管组成的跌落机构、锁紧跌落式熔断器主要是由绝缘瓷件和熔管组成的跌落机构、锁紧机构、上下固定触头、端部接线螺丝及安装用紧固板组成。机构、上下固定触头、端部接线螺丝及安装用紧固板组成。（三）选择（三）选择（1）熔断器的额定电压应符）熔断器的额定电压应符合线路或设备的额定电压；合线路或设备的额定电压；（2）熔断器的额定电流）熔断器的额定电流INFU，是指熔管的额定电流。熔体的是指熔管的额定电流。熔体的额定电流额定电流INFE应大于回路的正应大于回路的正常工作电流常工作电流IW，而小于或等于，而小于或等于熔管额定电流熔管额定电流INFU。INFE=（0.31.0）INFUINFE=（1.42.5）IW（1.42.5）IC132、RW系列户外高压跌落式熔断器跌落式熔断器主要是由绝缘瓷件保护特性校验：保护特性校验：（3）熔断器的最大开断电流（上限断流容量）应大于所要切断）熔断器的最大开断电流（上限断流容量）应大于所要切断的最大短路电流。其最小开断电流（下限断流容量）要小于短的最大短路电流。其最小开断电流（下限断流容量）要小于短路电流的最小值。路电流的最小值。对于采用熔断器保护的配电变压器，熔体的额定电流选择的公对于采用熔断器保护的配电变压器，熔体的额定电流选择的公式为：式为：INFE=（1.42）INT14保护特性校验：（3）熔断器的最大开断电流（上限断流容量）应跌落式熔断器跌落式熔断器跌落式熔断器跌落式熔断器限流式熔断器限流式熔断器限流式熔断器限流式熔断器15跌落式熔断器限流式熔断器15五、高压开关柜五、高压开关柜按一定的接线方式，将同一回路的开关电器、按一定的接线方式，将同一回路的开关电器、母线母线、测量仪表、测量仪表、保护电器和辅助设备等都装配在封闭的金属保护电器和辅助设备等都装配在封闭的金属柜柜中，成套供应用户中，成套供应用户。（二）类型（二）类型固定式和手车式固定式和手车式从结构上又分开启式、封闭式、半封闭式。从结构上又分开启式、封闭式、半封闭式。（一）用途（一）用途作电能接受、分配的通、断和监视保护之用。作电能接受、分配的通、断和监视保护之用。从使用环境上，又有户内、户外之分。从使用环境上，又有户内、户外之分。从操作方式上有电磁操作机构、弹簧操作机构和手动操作从操作方式上有电磁操作机构、弹簧操作机构和手动操作机构。机构。16五、高压开关柜按一定的接线方式，将同一回路的开关电器、母线、“五防五防”：防止误合、误分断路器；防止误合、误分断路器；防止误入带电间隔。防止误入带电间隔。防止带负荷分、合隔离开关；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂接地线；防止带电挂接地线；防止带接地线误合闸；防止带接地线误合闸；（三）选择（三）选择选用高压开关柜，要根据使用环境决定户内还是户外型，根据选用高压开关柜，要根据使用环境决定户内还是户外型，根据开关柜数量的多少和对可靠性要求来确定使用固定式还是手车开关柜数量的多少和对可靠性要求来确定使用固定式还是手车式开关柜。式开关柜。17“五防”：防止误合、误分断路器；防止误入带电间隔。防止1818191920202121第三节第三节 低压开关设备选择低压开关设备选择一、低压熔断器一、低压熔断器 从构造上分类，有封闭管式、瓷扦式、螺旋式，有从构造上分类，有封闭管式、瓷扦式、螺旋式，有填填料、料、无无填填料、熔料、熔断器开关等断器开关等1、RM10系列无填料封闭管式熔断器系列无填料封闭管式熔断器（一）熔断器的规格和特性（一）熔断器的规格和特性 从功能上分：有快速熔断器、自复熔断器、报警熔断器、限从功能上分：有快速熔断器、自复熔断器、报警熔断器、限流式熔断器、非限流熔断器等流式熔断器、非限流熔断器等结构结构：纤维熔管、变截面锌：纤维熔管、变截面锌熔片和触头底座等部分熔片和触头底座等部分非限流熔断器非限流熔断器结构简单、价廉及更换熔片结构简单、价廉及更换熔片方便方便22第三节 低压开关设备选择一、低压熔断器 从构造上分类，有封2、RTO系列有填料封闭管式熔断器系列有填料封闭管式熔断器限流式具有高分断能力的熔断器限流式具有高分断能力的熔断器广泛使用于供电线路或对断流能力要求较高的场所广泛使用于供电线路或对断流能力要求较高的场所3、RS3系列有填料封闭管式快速熔断器系列有填料封闭管式快速熔断器适用于交流适用于交流50Hz、1000V及以下、额定电流及以下、额定电流10700A电电路。路。主要用作硅整流元件及其成套装置的短路或过载保护。主要用作硅整流元件及其成套装置的短路或过载保护。（二）熔断器的选择（二）熔断器的选择选择低压熔断器除考虑额定电压外，主要是选出熔管额定电流选择低压熔断器除考虑额定电压外，主要是选出熔管额定电流INFU和熔体额定电流和熔体额定电流INFE1、对于保护配电线路、配电干线、分支线的熔断器，熔体电流、对于保护配电线路、配电干线、分支线的熔断器，熔体电流的确定。的确定。KsafIal IFE IC232、RTO系列有填料封闭管式熔断器限流式具有高分断能力的熔断2、对对保护用电设备的熔断器，熔体电流的确定保护用电设备的熔断器，熔体电流的确定IFE ICIFE KcIpk3、对保护电力变压器的熔断器，熔体电流的确定、对保护电力变压器的熔断器，熔体电流的确定IFE=（1.42）IC4、对保护照明线路的熔断器，熔体电流的确定、对保护照明线路的熔断器，熔体电流的确定 KsafIal IFE IC（三）熔断器保护灵敏度校验及分断能力（三）熔断器保护灵敏度校验及分断能力灵敏度系数灵敏度系数分断能力分断能力IoffFEIsh(3)（四）上下级熔断器的相互配合（四）上下级熔断器的相互配合t13t2242、对保护用电设备的熔断器，熔体电流的确定IFE ICIF二、二、低压刀开关和负荷开关低压刀开关和负荷开关按灭弧装置：带灭弧罩和不带灭弧罩按灭弧装置：带灭弧罩和不带灭弧罩按极数分：单极、双极和三极按极数分：单极、双极和三极负荷开关有开启式和封闭式两类，它由带灭弧罩的刀开关和负荷开关有开启式和封闭式两类，它由带灭弧罩的刀开关和熔断器构成，后者外装封闭的金属外壳。它能有效的合、断熔断器构成，后者外装封闭的金属外壳。它能有效的合、断负荷电流，且能进行短路保护，造价低廉，使用方便，在负负荷电流，且能进行短路保护，造价低廉，使用方便，在负荷不大的低压配电系统中得到广泛应用。荷不大的低压配电系统中得到广泛应用。三、自动空气开关（低压断路器）三、自动空气开关（低压断路器）按灭弧介质分：油浸式、真空式和空气式按灭弧介质分：油浸式、真空式和空气式按动作速度分：普通型和快速型按动作速度分：普通型和快速型按操作方式分：电动操作、储能操作和手动操作按操作方式分：电动操作、储能操作和手动操作按极数分：单极、二极、三极和四极等按极数分：单极、二极、三极和四极等按安装方式分：固定式、插入式和抽屉式等按安装方式分：固定式、插入式和抽屉式等25二、低压刀开关和负荷开关按灭弧装置：带灭弧罩和不带灭弧罩按极按使用类别分：选择型和非选择型按使用类别分：选择型和非选择型瞬时动作式瞬时动作式两段保护式两段保护式长延时长延时短延时短延时瞬时瞬时三段保护式三段保护式长延时长延时短延时短延时瞬时瞬时按结构分：万能式断路器和塑壳式断路器按结构分：万能式断路器和塑壳式断路器26按使用类别分：选择型和非选择型瞬时动作式两段保护式长延时短延（一）低压断路器的主要部件（一）低压断路器的主要部件1.灭弧室灭弧室灭弧室常采用长短不同的钢灭弧室常采用长短不同的钢片交叉组成灭弧栅，装在由片交叉组成灭弧栅，装在由绝缘材料制成的灭弧室内。绝缘材料制成的灭弧室内。2.触头系统触头系统触头系统主要由触头、载流触头系统主要由触头、载流母线、软连接线及脱扣器环母线、软连接线及脱扣器环节等组成，它是断路器的重节等组成，它是断路器的重要核心部件。要核心部件。3.脱扣器系统脱扣器系统（1）欠压脱扣器）欠压脱扣器（2）过流脱扣器）过流脱扣器（3）热脱扣器）热脱扣器（4）分励脱扣器）分励脱扣器27（一）低压断路器的主要部件1.灭弧室灭弧室常采用长短不同的钢（二）自动空气开关的选择（二）自动空气开关的选择选择自动空气开关除注意额定电压、分断能力、使用条件之外，选择自动空气开关除注意额定电压、分断能力、使用条件之外，要注意开关主触头额定电流、电磁脱扣器（即瞬时或短延时脱要注意开关主触头额定电流、电磁脱扣器（即瞬时或短延时脱扣器）额定电流和热（长延时）脱扣器的额定电流之间要满足扣器）额定电流和热（长延时）脱扣器的额定电流之间要满足关系关系开关动作时间小于开关动作时间小于0.02s（如（如DZ型）时，其开关分断能力校型）时，其开关分断能力校验公式为：验公式为：开关动作时间小于开关动作时间小于0.02s（如（如DW型）时，其开关分断能力校型）时，其开关分断能力校验公式为：验公式为：IN INER INTR IC IoffQA Ish IoffQA Ik（三）自动空气开关脱扣器电流整定（三）自动空气开关脱扣器电流整定1.电动机用自动空气开关电动机用自动空气开关1.1INM IOPTR IM热脱扣器热脱扣器28（二）自动空气开关的选择选择自动空气开关除注意额定电压、分断瞬时（电磁）过电流脱扣器用作短路保护，正常工作或电动机瞬时（电磁）过电流脱扣器用作短路保护，正常工作或电动机起动时不应动作起动时不应动作2.配电线路用自动空气开关配电线路用自动空气开关瞬时（电磁）脱扣器的整定电流：瞬时（电磁）脱扣器的整定电流：热（或长延时）脱扣器整定电流：热（或长延时）脱扣器整定电流：IOPER KrelIpkIOPTR KrelIc（1）只有瞬时脱扣，而无短延时脱扣的情况：）只有瞬时脱扣，而无短延时脱扣的情况：IOPER 1.1（Ic+K”relKstINm）（2）既有瞬时脱相又有短延时脱扣的情况：）既有瞬时脱相又有短延时脱扣的情况：瞬时脱扣电流整定值：瞬时脱扣电流整定值：IOPER 1.1倍下级空气开关处的倍下级空气开关处的Ik短延时脱扣电流整定值：短延时脱扣电流整定值：IOPER 1.1（Ic+1.35KstINm）3.照明线路用自动空气开关照明线路用自动空气开关IOPTR IcIOPER 6Ic29瞬时（电磁）过电流脱扣器用作短路保护，正常工作或电动机起动时（四）灵敏度校验（四）灵敏度校验30（四）灵敏度校验30