第四章 高低压电气一次设备的选择
§4.1电气设备的选择对工厂企业的意义
电器是指能够根据外界施加的信号和要求，自动或手动地接通和断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电量对象的变换、检测、控制、保护、调节和传递信息用的电气器具。工厂供电系统的安全运行对工业企业来说至关重要，特别是对于大型企业，企业供电的可靠性、连续性和安全性要求很高。
§4.2 电气设备的选择及其效验理论
供电系统的电气设备主要有断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器、电抗器、互感器、母线装置及成套配电设备等。电气设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。
对于高压设备器件的校验项目见表5-1：
电器设备名电压/kV 称 电流/A 断流能力/kA 短流能力 √ √ √ √ 热稳定度 √ 短路电流校验 真空断路器 旋转式隔离√ 开关 高压熔断器 电流互感器 电压互感器 √ √ √ √ － √ √ √ √ － √ － － 设备的最大－ √ － － √ － 设备的额定选择校验的条件 电压应不小于装置地点的额定电压 设备的额定电流应不小于通过设备的计算电流 开断（或功按三相短路率）应不小于冲击电电流它可能开断和流校验 的最大电流（或功率） 按三相短路稳态短路发热假象时间校验
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表4-1 高压设备器件的校验项
电气设备按在正常条件下工作进行选择，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、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50Hz）等的要求；对一些断流电器如开关、熔断器等，应考虑其断流能力。
§4.3 10KV侧一次设备的选择校验
表5-2 10KV侧一次设备的选择校验
选择校验项目 装置地点条件 参数 数据 一次设电压互感器JDZJ-10 备 型号规格 避雷器FS4-10 户外高压隔离开关GW4-15G/200 10KV 15KV — 200A — — 电流互感器LQJ-10 10KV 100/5A — 31.8KA 81 — — — — 高压少油短路器SN-101/630 高压隔离开关GN-10/200 10KV 高压熔断器RN2-10 电压互感器JDJ-10 10KV 10/0.1KV 200A 0.5A — 16KA — 50KA 25.5KA — — 102电压 电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 其它 102.3A 6.38KA 16.27KA 7.3 10KV 额定参数 10KV 630A 16KA 40KA 162 2=512 5=500 — — §4.4 10K高压进线和引入电缆的选择
1、电线电缆选择的条件
（1）发热条件（2） 电压损失条件（3）经济电流密度条件（4） 机械强度条件 (5)短路热稳定条件用户的
对电力电缆不必校验机械强度。其具体校验条件如下：
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a 按发热条件选择导线和电缆截面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Ial大于通过相线的计算电流Ic，即 Ial ＞Ic 所谓导线和电缆的允许载流量，就是在规定的环境温度条件下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。
影响导线和电缆的允许载流量的主要因素：导线和电缆的导体材料与绝缘材料、导线和电缆的环境温度、导线和电缆的敷设方式、导线和电缆的并列根数。按发热条件选择导体截面后，再校验电压损失、机械强度、短路热稳定等条件。 b按电压损失条件选择导线和电缆截面 。当先按电压损失条件选择导线(或电缆，下同)截面时，由于截面未知，故有两个未知数，即导线的电阻和电抗。可先假定一个单位长度的电抗值x0 ,然后再进行选择计算。
n1?n?pL?xqL? ? 2 ? r 0 U al % ?ii0?ii?10UN?i?1i?1? n1??2r0?n10U?Ual%?x0?qiLiN ? i? 1 ? ??pL?iii?1A??r0
式中 是导线材料电阻率的计算值，铜取18.8 ，单位Ω·m×10－9。 c经济电流密度
35kV以上高压线路考虑经济截面，用户的10kV及以下线路通常不按此条件选择。
d校验机械强度
导线截面应不小于其最小允许截面 e短路热稳定
对绝缘导线电缆和母线应校验其短路热稳定性校验公式如下：
I??103 A ? t ima
C
（1） 10KV高压进线的选择校验 采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10KV公用干线。
1） 按发热条件选择。由
,T=102.3A及室外环境温度33℃,查表得，
初选LJ-25，其35℃时的Ia=135A>103A,满足发热条件。 2） 校验机械强度。查表得，最小允许截面
，因此VV LJ=25
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不满足机械强度要求，故选LJ-35。
由于此线路很短， 不需要校验电压损耗。
（2） 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验，采用LGJ型铝芯电缆直接埋地敷设。
1） 按发热条件选择。由
,T=102.3A及土壤温度25℃，查表得，初
选缆芯为35mm2的交联电缆,其Ia=110A>I30满足发热条件。
因此LGJ-3×35电缆满足要求。
§4.5 电力变压器保护配置
电力变压器继电保护配置的一般原则：
（1）装设过电流保护和电流速断保护保护装置用于保护相间短路；
（2）800KVA以上油浸式变压器和400KVA及以上车间内油浸式变压器应装设气体保护装置用于保护变压器的内部故障和油面降低；
（3）单台运行的变压器容量在10000KVA及以上和并列运行的变压器每台容量在6300KVA及以上或电流速断保护的灵敏度不满足要求时应装设差动保护装置用于保护内部故障和引出线相间短路；
本次为厂设计的变电所的主变压器设置如下的保护：电流速断保护，定时限过电流保护，气体保护，过负荷保护，温度保护。
§4.6 电力变压器继电保护原理图设计
继电保护配置的原理如下： 1．电流速断保护
由继电器KA1、KA2和信号继电器KS1等组成，保护动作后，由出口中间继电器KM瞬时断开QF1、QF1，并由连接片XB4~XB5确定要断开的断路器。 2．定时限过电流保护
由电流继电器KA3、KA4时间继电器KT1与信号继电器KS2等组成，保护范围内故障时，KA3、KA4启动KT1，经整定时限作用于跳闸。 3．气体保护
气体保护（瓦斯保护）由气体继电器（瓦斯继电器）KG、信号继电器KS3、XB、R2等组成。轻瓦斯触点KG1仅作用于信号，重瓦斯触点KG2则瞬时断开变压器两侧的断路器。变压器换油或试验时，为了防止气体保护误动作，可将切换片XB投至位置2，作用于信号。
气体继电器是靠油气流冲击而动作的，为了使重瓦斯保护可靠动作，保护出口回路选择具有自保持线圈的中间继电器KM。 4．过负荷保护
过负荷保护由电流继电器KA5与时间继电器KT2等组成，保护延时作用于信号。
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