第三章供配電系統(tǒng)(設(shè)備選擇)

1、現(xiàn)現(xiàn) 代代 建建 筑筑 電電 氣氣 -2008年度建筑電氣教案年度建筑電氣教案電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 第三章第三章供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng)設(shè)備及線纜的選擇設(shè)備及線纜的選擇 第一節(jié)第一節(jié) 短路電流的力效應(yīng)和熱效應(yīng)短路電流的力效應(yīng)和熱效應(yīng) 一、短路電流的力效應(yīng)一、短路電流的力效應(yīng)n n在交流供配電系統(tǒng)中，電流通過導(dǎo)體會在其周圍產(chǎn)生交變在交流供配電系統(tǒng)中，電流通過導(dǎo)體會在其周圍產(chǎn)生交變的磁場，磁場中的其它載流導(dǎo)體受到該磁場的作用，便會的磁場，磁場中的其它載流導(dǎo)體受到該磁場的作用，便會產(chǎn)生電動力。這個電動力與分別通過兩導(dǎo)體的電流和他們產(chǎn)生電動力。這個電動力與分別通過兩導(dǎo)

2、體的電流和他們之間的間距大小有關(guān)。之間的間距大小有關(guān)。n n供配電系統(tǒng)中的任何設(shè)備或線路的載流導(dǎo)體之間都會有電供配電系統(tǒng)中的任何設(shè)備或線路的載流導(dǎo)體之間都會有電動力存在。當(dāng)兩平行導(dǎo)體中分別流過短路電流時，沿導(dǎo)體動力存在。當(dāng)兩平行導(dǎo)體中分別流過短路電流時，沿導(dǎo)體長度將均勻地產(chǎn)生以相互作用的電動力，足以使電器設(shè)備長度將均勻地產(chǎn)生以相互作用的電動力，足以使電器設(shè)備損壞，這就是短路電流的電動效應(yīng)。損壞，這就是短路電流的電動效應(yīng)。n n在三相系統(tǒng)中，三相母線處在同一平面時，中間相所受的在三相系統(tǒng)中，三相母線處在同一平面時，中間相所受的作用力最大，破壞最為嚴(yán)重。電器設(shè)備承受短路時所產(chǎn)生作用力最大，破壞最為

3、嚴(yán)重。電器設(shè)備承受短路時所產(chǎn)生的電動力而不受到損壞的能力，稱為電氣設(shè)備的動穩(wěn)定。的電動力而不受到損壞的能力，稱為電氣設(shè)備的動穩(wěn)定。 （一）短路電流通過兩平行導(dǎo)體產(chǎn)生的電動力效應(yīng)（一）短路電流通過兩平行導(dǎo)體產(chǎn)生的電動力效應(yīng) n n當(dāng)兩個平行敷設(shè)的導(dǎo)體分別通過當(dāng)兩個平行敷設(shè)的導(dǎo)體分別通過 和和 電流時，它們之電流時，它們之間的電作用力為：間的電作用力為： 1i2i第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) DlikiF210199. 0 ， 導(dǎo)體中流過的瞬時電流，導(dǎo)體中流過的瞬時電流，kAkA；1i2i平行導(dǎo)體的長度，平行導(dǎo)體的長度，m m； l導(dǎo)體中心軸間的距離，導(dǎo)體中心軸間的距離，m m； Dk平行導(dǎo)

4、體間的相互作用平行導(dǎo)體間的相互作用 力，力，N N。 0F 與導(dǎo)體截面形狀及其相與導(dǎo)體截面形狀及其相對位置有關(guān)的系數(shù)。當(dāng)導(dǎo)體對位置有關(guān)的系數(shù)。當(dāng)導(dǎo)體截面是圓形時，截面是圓形時， 取取1 1；當(dāng)導(dǎo)；當(dāng)導(dǎo)體截面是矩形性截面時，體截面是矩形性截面時， 可可根據(jù)與導(dǎo)體厚度根據(jù)與導(dǎo)體厚度 、寬度、寬度 和導(dǎo)體中心間距和導(dǎo)體中心間距 有關(guān)的關(guān)有關(guān)的關(guān)系系 和和 。kbhDbhbDhbk第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) （二）短路電流流過三相平行導(dǎo)體產(chǎn)生的電動力效應(yīng)（二）短路電流流過三相平行導(dǎo)體產(chǎn)生的電動力效應(yīng) 當(dāng)配電系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，處于同一平面上三相導(dǎo)體，當(dāng)配電系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，處于同一平面上三相

5、導(dǎo)體，任一相電流與另兩相電流矢量和的方向相反，可以證明其中任一相電流與另兩相電流矢量和的方向相反，可以證明其中間相所受力最大，其最大作用力的計算式為間相所受力最大，其最大作用力的計算式為: :DlkiFshk2)3()3(173. 0三相短路的沖擊電流，三相短路的沖擊電流，kAkA； )3(shi三相平行導(dǎo)體短路時所受最大電動力，三相平行導(dǎo)體短路時所受最大電動力，N N。 )3(kF二、短路電流的熱效應(yīng)二、短路電流的熱效應(yīng) 1.未通電時未通電時 導(dǎo)體的溫度：導(dǎo)體的溫度： 0導(dǎo)體溫度；導(dǎo)體溫度； 周圍環(huán)境溫度。周圍環(huán)境溫度。 0第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 2.正常工作時正常工作時 電氣設(shè)

6、備正常工作，導(dǎo)體中通過電氣設(shè)備正常工作，導(dǎo)體中通過電流，此時：電流，此時： 且要求：且要求： N導(dǎo)體正常時工作時的溫度；導(dǎo)體正常時工作時的溫度； N導(dǎo)體長期最高允許工作溫度。導(dǎo)體長期最高允許工作溫度。 3. 短路發(fā)生后短路發(fā)生后 發(fā)生短路時，短路電流將超過正常電流發(fā)生短路時，短路電流將超過正常電流的許多倍，雖然流過電氣設(shè)備的時間很短，仍然會使電氣的許多倍，雖然流過電氣設(shè)備的時間很短，仍然會使電氣設(shè)備的溫度上升，甚至將電氣設(shè)備燒毀，這就是短路電流設(shè)備的溫度上升，甚至將電氣設(shè)備燒毀，這就是短路電流的熱效應(yīng)。電氣設(shè)備承受短路電流引起急劇發(fā)熱而不燒壞的熱效應(yīng)。電氣設(shè)備承受短路電流引起急劇發(fā)熱而不燒壞的

7、能力稱為熱穩(wěn)定。的能力稱為熱穩(wěn)定。 過電流保護動作切斷短路過電流保護動作切斷短路電流時，導(dǎo)體溫度達到最高值電流時，導(dǎo)體溫度達到最高值，且滿足：且滿足： 導(dǎo)體最高允許導(dǎo)體最高允許溫度。溫度。 maxNmaxNmaxNmaxN第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 三、短路時導(dǎo)體最高溫度三、短路時導(dǎo)體最高溫度 的確定的確定 k 1.計算特點計算特點（1）短路持續(xù)時間很短，散熱較少，可認(rèn)為導(dǎo)體沒有向周）短路持續(xù)時間很短，散熱較少，可認(rèn)為導(dǎo)體沒有向周圍環(huán)境中釋放熱量。圍環(huán)境中釋放熱量。（2）由于導(dǎo)體溫度上升速率快，幅度大，因此導(dǎo)體電阻、）由于導(dǎo)體溫度上升速率快，幅度大，

8、因此導(dǎo)體電阻、比熱等都不是常數(shù)。比熱等都不是常數(shù)。（3）短路電流變化很復(fù)雜，其過程難以準(zhǔn)確計算。）短路電流變化很復(fù)雜，其過程難以準(zhǔn)確計算。2.熱力過程分析熱力過程分析 短路時間內(nèi)導(dǎo)體沒有向周圍環(huán)境中釋放短路時間內(nèi)導(dǎo)體沒有向周圍環(huán)境中釋放熱量，可認(rèn)為全部用來使溫度上升，即：熱量，可認(rèn)為全部用來使溫度上升，即： mdCdtRIt2 短路電流全電流有效值，為時間的函數(shù)，短路電流全電流有效值，為時間的函數(shù)，A； 溫度為溫度為 時導(dǎo)體電阻，時導(dǎo)體電阻， ； tISlR)1 (0C0)1 (0 CC溫度為溫度為 時導(dǎo)體比熱，時導(dǎo)體比熱， ； C0CkgJ0/第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 導(dǎo)體質(zhì)量，導(dǎo)

9、體質(zhì)量， 。 Slmmkg其中：其中： 時導(dǎo)體電阻率，時導(dǎo)體電阻率， ； 0C00mmm /2電阻率的溫度系數(shù)；電阻率的溫度系數(shù)； 時導(dǎo)體比熱，時導(dǎo)體比熱， ；0CC00CkgJ0/比熱的溫度系數(shù)；比熱的溫度系數(shù)； 導(dǎo)體的長度，導(dǎo)體的長度， ； lm導(dǎo)體的截面，導(dǎo)體的截面， ； S2mm材料的比重，材料的比重， mmmmkg2/將將 、 和和 代入代入 后，得：后，得： RCmmdCdtRIt2dCdtISmt1110022在短路時間在短路時間 內(nèi)對上式兩邊積分，得：內(nèi)對上式兩邊積分，得： kt0第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) dCdtISkNkmtt11100022短路持續(xù)時間；短路持續(xù)

10、時間； kt導(dǎo)體正常運行溫度；導(dǎo)體正常運行溫度； N短路結(jié)束時的溫度，為未知數(shù)；短路結(jié)束時的溫度，為未知數(shù)； k分析分析 ，設(shè)原函數(shù)為，設(shè)原函數(shù)為 ，且，且 ， ，則：，則： )(AkkAA)(NNAA)(kttdtIS0221NkttAAdtISk0221)1ln()(200mCA繪出繪出 與與 的關(guān)系曲線，應(yīng)用該曲線先根據(jù)的關(guān)系曲線，應(yīng)用該曲線先根據(jù) 查出查出 ，代入解出代入解出 ，在由曲線查出，在由曲線查出 ，然后與，然后與 比較，判比較，判斷導(dǎo)體的熱穩(wěn)定。斷導(dǎo)體的熱穩(wěn)定。 )(ANNAkAkmaxk第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 變化很復(fù)雜很難求出變化很復(fù)雜很難求出 ，用數(shù)學(xué)的方法

11、求原函，用數(shù)學(xué)的方法求原函數(shù)數(shù) 可行，但實際很難做到。以下講述工程做法?？尚校珜嶋H很難做到。以下講述工程做法。tIkttdtI02kA第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 四、短路熱脈沖與假想時間四、短路熱脈沖與假想時間 針對針對 的計算展開；圖發(fā)電機近端、無限大容的計算展開；圖發(fā)電機近端、無限大容量系統(tǒng)遠端短路時量系統(tǒng)遠端短路時 變化隨時間變化的典型曲線，變化隨時間變化的典型曲線， 都是圖中陰影部分的面積。都是圖中陰影部分的面積。kttdtI022tIkttdtI02第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 1.1.短路熱脈沖短路熱脈沖 定義定義 為短路發(fā)生后的短路為短路發(fā)生后的短路熱脈沖。短路熱

12、脈沖僅是等效為短路電流在恒定的單熱脈沖。短路熱脈沖僅是等效為短路電流在恒定的單位電阻上產(chǎn)生的熱量，而實際電阻是隨溫度變化的。位電阻上產(chǎn)生的熱量，而實際電阻是隨溫度變化的。 kttdtI022.假想時間假想時間 假設(shè)短路全電流有效值假設(shè)短路全電流有效值 一直等于穩(wěn)態(tài)短一直等于穩(wěn)態(tài)短路電流路電流 ，則，則 要產(chǎn)生與實際短路電流要產(chǎn)生與實際短路電流 產(chǎn)生的熱脈沖產(chǎn)生的熱脈沖相等所需要的時間相等所需要的時間 ，圖。由定義：，圖。由定義： ，A。圖圖ABCO與與DEOF所圍面積相等，所圍面積相等，E點所對應(yīng)的時間就是點所對應(yīng)的時間就是 。imttIIItIimtimtttIdtIk202)3(kIIim

13、t第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 3. 3.假想時間假想時間 計算計算imt由于無限大容量電源供電的網(wǎng)路短路電流的周期分量保持由于無限大容量電源供電的網(wǎng)路短路電流的周期分量保持不變。短路電流持續(xù)時間不變。短路電流持續(xù)時間 ，就是短路電流在導(dǎo)體上的作，就是短路電流在導(dǎo)體上的作用的時間，也就是保護裝置動作時間用的時間，也就是保護裝置動作時間 和斷路器跳閘切和斷路器跳閘切斷電路的實際動作時間斷電路的實際動作時間 之和。即：之和。即：ktoptQFtQFopkttt對于快速及中速動作的斷路器對于快速及中速動作的斷路器 ，對于慢速動，對于慢速動作的斷路器作的斷路器 。stQF15. 0stQF2 .

14、 0 根據(jù)對前面對短路電流暫態(tài)過程的分析，短路電流為根據(jù)對前面對短路電流暫態(tài)過程的分析，短路電流為周期分量與非周期分量的疊加；又根據(jù)諧波分析理論，若周期分量與非周期分量的疊加；又根據(jù)諧波分析理論，若干次諧波總的有效值等于各次諧波有效值平方和的平方根，干次諧波總的有效值等于各次諧波有效值平方和的平方根， )()(222titIInppt短路電流非周期分量；短路電流非周期分量； )(tinp短路電流周期分量有效值，對于無限大容量短路電流周期分量有效值，對于無限大容量電源系統(tǒng)，電源系統(tǒng)， 。 )(tIp ItIp)(第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 在短路電流持續(xù)時間在短路電流持續(xù)時間 內(nèi)內(nèi) kt

15、kkktpttnptdttIdttidtI020022)()(令：令： pimtptIdttIk202)(npimtnptIdttik202)(則：則： pimnpimimttt短路電流周期分量作用的假想時間；短路電流周期分量作用的假想時間； pimt非周期分量作用的假想時間。非周期分量作用的假想時間。 npimt（1） 的計算的計算 對于供配電系統(tǒng)，對于供配電系統(tǒng)， 不隨時間變化，不隨時間變化，則：則： pimt.)(tIppimktptItIdttIk2202)(第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) （2） 的計算的計算 npimt非周期分量的假想時間非周期分量的假想時間 ，可計算如下：，可

16、計算如下：npimt.TtptLRpnpeIeItiKk22)(TtpnpeIti2222)(TeITeIdteIdttiTtTttpTtptnpkkkk222022202112)(于是：于是： TeItITtnpimk2221TetTtnpimk21第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 討論：討論： 當(dāng)當(dāng) 時，由于非周期分量衰減較快，導(dǎo)體發(fā)時，由于非周期分量衰減較快，導(dǎo)體發(fā)熱主要由周期分量決定，非周期分量相對周期分量所產(chǎn)生熱主要由周期分量決定，非周期分量相對周期分量所產(chǎn)生的熱量可以忽略，此時：的熱量可以忽略，此時： stk10npimt在在 0.1s 0.1s 時，時， 已經(jīng)過了已經(jīng)過了4 4

17、倍時間常數(shù)的衰減，可以認(rèn)為也等于零，倍時間常數(shù)的衰減，可以認(rèn)為也等于零， 而而 因斷路器固有分閘時間的關(guān)系，總是大于因斷路器固有分閘時間的關(guān)系，總是大于0.1s0.1s，所以：，所以： ktsT05. 0ktTtke2ktsTtnpim05. 0.由此可以得出短路假想時間：由此可以得出短路假想時間： stttttQFoppimnpimim)05. 0(.TetTtnpimk21由由 得得 QFopkttt第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 第二節(jié)第二節(jié) 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇 一、電氣設(shè)備選擇的一般要求一、電氣設(shè)備選擇的一般要求在工業(yè)和民用供配電系統(tǒng)中，盡管各種電氣設(shè)備的使用功在工業(yè)和民

18、用供配電系統(tǒng)中，盡管各種電氣設(shè)備的使用功能不同，但有其選擇的一般要求。在正常工作時，所選擇的能不同，但有其選擇的一般要求。在正常工作時，所選擇的電氣設(shè)備應(yīng)滿足正常運行，檢修以及短路和過電壓情況下的電氣設(shè)備應(yīng)滿足正常運行，檢修以及短路和過電壓情況下的工作要求；應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件進行校核；應(yīng)力求技術(shù)先進和工作要求；應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件進行校核；應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理；應(yīng)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致；應(yīng)適當(dāng)考慮經(jīng)濟合理；應(yīng)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致；應(yīng)適當(dāng)考慮發(fā)展，留有一定的余量。發(fā)展，留有一定的余量。(一一) ) 按正常工作條件選擇的要求按正常工作條件選擇的要求1滿足工作環(huán)境要求滿足工作環(huán)境要求 考

19、慮電氣設(shè)備滿足環(huán)境條件下的考慮電氣設(shè)備滿足環(huán)境條件下的防火、防爆、防水、防塵、防腐蝕等要求。在產(chǎn)品制造上分防火、防爆、防水、防塵、防腐蝕等要求。在產(chǎn)品制造上分戶內(nèi)和戶外型，選擇時要注意戶外配電裝置的工作條件比戶戶內(nèi)和戶外型，選擇時要注意戶外配電裝置的工作條件比戶內(nèi)型差，要求條件高。內(nèi)型差，要求條件高。2滿足工作電壓要求滿足工作電壓要求 產(chǎn)品銘牌上都標(biāo)有電氣設(shè)備的額產(chǎn)品銘牌上都標(biāo)有電氣設(shè)備的額定電壓，選擇時應(yīng)與裝設(shè)地點電網(wǎng)的標(biāo)稱電壓一致，使其不定電壓，選擇時應(yīng)與裝設(shè)地點電網(wǎng)的標(biāo)稱電壓一致，使其不小于該電壓，即小于該電壓，即 rEUrU電氣設(shè)備額定電壓；電氣設(shè)備額定電壓； rEU裝設(shè)點電網(wǎng)（系統(tǒng)）

20、的標(biāo)稱電壓。裝設(shè)點電網(wǎng)（系統(tǒng)）的標(biāo)稱電壓。 rU第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 3 3滿足工作電流要求滿足工作電流要求 產(chǎn)品銘牌上所標(biāo)明的電氣設(shè)備額定電流，是指電氣設(shè)備產(chǎn)品銘牌上所標(biāo)明的電氣設(shè)備額定電流，是指電氣設(shè)備在一定的運行環(huán)境下（周圍空氣溫度在一定的運行環(huán)境下（周圍空氣溫度 ）長期允許通過）長期允許通過的電流。選擇的電氣設(shè)備或載流導(dǎo)體應(yīng)保證符合的電流。選擇的電氣設(shè)備或載流導(dǎo)體應(yīng)保證符合0 rIcI電氣設(shè)備額定電流；電氣設(shè)備額定電流； rI電氣設(shè)備裝設(shè)點的計算電流。電氣設(shè)備裝設(shè)點的計算電流。 cI( (二二) ) 按短路故障情況進行動、熱穩(wěn)定的校驗按短路故障情況進行動、熱穩(wěn)定的校驗 1

21、短路情況下的動穩(wěn)定短路情況下的動穩(wěn)定 前面已經(jīng)討論了平行導(dǎo)體短路情況下受到的電動力。但對前面已經(jīng)討論了平行導(dǎo)體短路情況下受到的電動力。但對于開關(guān)設(shè)備，無論用于電力系統(tǒng)任何地方，其結(jié)構(gòu)的形式是于開關(guān)設(shè)備，無論用于電力系統(tǒng)任何地方，其結(jié)構(gòu)的形式是固定的，不會改變。因此，通過開關(guān)設(shè)備短路電流的大小就固定的，不會改變。因此，通過開關(guān)設(shè)備短路電流的大小就決定了開關(guān)設(shè)備能否達到動穩(wěn)定要求，即以設(shè)備的最大試驗決定了開關(guān)設(shè)備能否達到動穩(wěn)定要求，即以設(shè)備的最大試驗電流峰值（設(shè)備制造廠家提供）與短路電流的沖擊電流進行電流峰值（設(shè)備制造廠家提供）與短路電流的沖擊電流進行比較，滿足比較，滿足 第三章第三章 供配電系統(tǒng)

22、供配電系統(tǒng) maxeishi或或 maxeIshI開關(guān)設(shè)備的極限通過電流峰值；開關(guān)設(shè)備的極限通過電流峰值； maxei開關(guān)設(shè)備安裝處的短路沖擊電流；開關(guān)設(shè)備安裝處的短路沖擊電流； shi開關(guān)設(shè)備的極限通過電流有效值；開關(guān)設(shè)備的極限通過電流有效值； maxeI開關(guān)設(shè)備安裝處的短路沖擊電流有效值。開關(guān)設(shè)備安裝處的短路沖擊電流有效值。 shI2 2短路情況下的熱穩(wěn)定短路情況下的熱穩(wěn)定 開關(guān)設(shè)備在開關(guān)設(shè)備在 秒內(nèi)通過的熱穩(wěn)定電流秒內(nèi)通過的熱穩(wěn)定電流 產(chǎn)生的熱量與產(chǎn)生的熱量與短路穩(wěn)態(tài)電流短路穩(wěn)態(tài)電流 在假想時間在假想時間 內(nèi)產(chǎn)生的熱量相比，滿足內(nèi)產(chǎn)生的熱量相比，滿足 ttIIimt tIt22Iimt開

23、關(guān)設(shè)備的熱穩(wěn)定電流有效值（設(shè)備制造廠家提供）；開關(guān)設(shè)備的熱穩(wěn)定電流有效值（設(shè)備制造廠家提供）； tI通過熱穩(wěn)定電流的時間（設(shè)備制造廠家提供）；通過熱穩(wěn)定電流的時間（設(shè)備制造廠家提供）； t開關(guān)設(shè)備安裝處的短路電流有效值；開關(guān)設(shè)備安裝處的短路電流有效值； I假想時間。假想時間。 imt第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 二、二、滿足開關(guān)設(shè)備分?jǐn)嗄芰Φ奶厥庖鬂M足開關(guān)設(shè)備分?jǐn)嗄芰Φ奶厥庖?選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，除了滿足以上的基本條件以選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，除了滿足以上的基本條件以外，由于其在供配電系統(tǒng)中有不同的功能，所以還要根外，由于其在供配電系統(tǒng)中有不同的功能，所以還要根據(jù)它們特殊工作條件

24、提出附加的要求。據(jù)它們特殊工作條件提出附加的要求。 開關(guān)設(shè)備的額定極限分?jǐn)嗄芰κ侵赴l(fā)生短路故障時，開開關(guān)設(shè)備的額定極限分?jǐn)嗄芰κ侵赴l(fā)生短路故障時，開關(guān)設(shè)備能夠迅速斷開故障電流，并在斷開故障電流后還關(guān)設(shè)備能夠迅速斷開故障電流，并在斷開故障電流后還能繼續(xù)承載額定電流正常運行，并能反復(fù)分?jǐn)嘣摋l件的能繼續(xù)承載額定電流正常運行，并能反復(fù)分?jǐn)嘣摋l件的線路。線路。 不同功能的開關(guān)設(shè)備具有不同的分?jǐn)嗄芰Γ盗械拈_不同功能的開關(guān)設(shè)備具有不同的分?jǐn)嗄芰?，同系列的開關(guān)設(shè)備分?jǐn)嗄芰σ灿械姆謳准?。關(guān)設(shè)備分?jǐn)嗄芰σ灿械姆謳准墶? (一一) )斷路器斷路器 斷路器應(yīng)滿足分?jǐn)嗷芈返亩搪冯娏髂芰Φ囊?。斷路器?yīng)滿足分?jǐn)嗷芈返?/p>

25、短路電流能力的要求。 rbImaxkI或或 rbSmaxkS斷路器的額定極限分?jǐn)嚯娏鳎粩嗦菲鞯念~定極限分?jǐn)嚯娏鳎?rbI斷路器安裝處最大運行方式下短路電流有效值；斷路器安裝處最大運行方式下短路電流有效值； maxkI斷路器的額定極限分?jǐn)嗳萘浚粩嗦菲鞯念~定極限分?jǐn)嗳萘浚?rbS斷路器安裝處最大運行方式下短路容量。斷路器安裝處最大運行方式下短路容量。 maxkS第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) ( (二二) )負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān) 在工業(yè)和民用供配電系統(tǒng)中，負(fù)荷開關(guān)體積小、經(jīng)濟，在工業(yè)和民用供配電系統(tǒng)中，負(fù)荷開關(guān)體積小、經(jīng)濟，有時采用負(fù)荷開關(guān)，由于這種開關(guān)的滅弧裝置能力小，只有時采用負(fù)荷開關(guān)，由于這

26、種開關(guān)的滅弧裝置能力小，只適宜于切斷及合上負(fù)荷電流，但切斷短路電流，是依靠與適宜于切斷及合上負(fù)荷電流，但切斷短路電流，是依靠與之配套的高壓熔斷器來實現(xiàn)。因此，負(fù)荷開關(guān)應(yīng)滿足分?jǐn)嘀涮椎母邏喝蹟嗥鱽韺崿F(xiàn)。因此，負(fù)荷開關(guān)應(yīng)滿足分?jǐn)嘧畲筘?fù)荷電流的要求。最大負(fù)荷電流的要求。 rbImaxlI負(fù)荷開關(guān)的額定分?jǐn)嚯娏鳎回?fù)荷開關(guān)的額定分?jǐn)嚯娏鳎?rbI負(fù)荷開關(guān)安裝處的最大負(fù)荷電流。負(fù)荷開關(guān)安裝處的最大負(fù)荷電流。 maxlI三、電氣設(shè)備及其選擇三、電氣設(shè)備及其選擇(一一) )變配電所一次設(shè)備的選擇變配電所一次設(shè)備的選擇 一次設(shè)備選擇的項目及滿足的條件一次設(shè)備選擇的項目及滿足的條件 第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配

27、電系統(tǒng) 第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 一次設(shè)備短路穩(wěn)定度校驗公式一次設(shè)備短路穩(wěn)定度校驗公式 第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 熔斷器的選擇計算熔斷器的選擇計算 第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 斷路器的選擇計算斷路器的選擇計算 第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) （二（二） 電力變壓器電力變壓器1變壓器的種類、干式變壓器和全封閉變壓器的特點變壓器的種類、干式變壓器和全封閉變壓器的特點(1) 變壓器的種類變壓器的種類 變壓器是將一個電壓等級變換成另一電壓等級進行電功變壓器是將一個電壓等級變換成另一電壓等級進行電功率的傳輸，它是電力供電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。

28、率的傳輸，它是電力供電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。 電力變壓器的種類很多，有各種不同的分類方法；電力變壓器的種類很多，有各種不同的分類方法；在中、在中、低壓供配電系統(tǒng)中，低壓供配電系統(tǒng)中，常用的有下列幾種：常用的有下列幾種： 干式變壓器和全封閉變壓器的特點干式變壓器和全封閉變壓器的特點干式變壓器和全封閉變壓器在民用和工業(yè)建筑工程中已得干式變壓器和全封閉變壓器在民用和工業(yè)建筑工程中已得到廣泛的應(yīng)用。到廣泛的應(yīng)用。 1 1）干式變壓器）干式變壓器 干式變壓器是針對油浸變壓器的缺點研制的，其特點是干式變壓器是針對油浸變壓器的缺點研制的，其特點是沒有變壓器油，具有防火防爆和低噪聲的優(yōu)點，在民用建沒有變壓器油，具有

29、防火防爆和低噪聲的優(yōu)點，在民用建筑工程中已得到廣泛的應(yīng)用。干式變壓器有以下幾種：普筑工程中已得到廣泛的應(yīng)用。干式變壓器有以下幾種：普通干式、有載調(diào)壓干式、環(huán)氧樹脂干式變壓器。通干式、有載調(diào)壓干式、環(huán)氧樹脂干式變壓器。第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 2 2）全封閉變壓器）全封閉變壓器 全封閉式變壓器的外殼是完全封閉的，變壓器的油與全封閉式變壓器的外殼是完全封閉的，變壓器的油與外界隔絕，采用特殊的絕緣液來解決油的熱脹冷縮問題。外界隔絕，采用特殊的絕緣液來解決油的熱脹冷縮問題。它具有體積小，防塵、防腐蝕，可與爆炸性氣體隔離的特它具有體積小，防塵、防腐蝕，可與爆炸性氣體隔離的特點，還具有抗震功能，

30、適用于紡織、化工等粉塵較大，有點，還具有抗震功能，適用于紡織、化工等粉塵較大，有爆炸性氣體又需要抗震的場所。爆炸性氣體又需要抗震的場所。 全封閉式變壓器采用電纜進線，低壓出現(xiàn)采用母線或全封閉式變壓器采用電纜進線，低壓出現(xiàn)采用母線或單芯電纜。單芯電纜。（3 3）常用變壓器的容量系列常用變壓器的容量系列 我國目前變壓器容量等級是按：我國目前變壓器容量等級是按： 的倍數(shù)確定。的倍數(shù)確定。 10R10= 101.26 三相電力變壓器的額定容量等級（三相電力變壓器的額定容量等級（ 系列）為系列）為3030，5050，6363，8080，100100，125125，160160，200200，250250

31、，315315，400400，500500，630630，800800，10001000，12501250，16001600，20002000，25002500，31503150，40004000，50005000，63006300，80008000，10000 10000 。 9SkVA第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 2. 短路電壓的意義短路電壓的意義 以前已經(jīng)講過變壓器進行短路試驗時，所加的一次電壓剛以前已經(jīng)講過變壓器進行短路試驗時，所加的一次電壓剛好使其二次短路電流等于變壓器額定電流時的電壓，叫變壓好使其二次短路電流等于變壓器額定電流時的電壓，叫變壓器的短路電壓，以百分比表示，器的短

32、路電壓，以百分比表示， 大小的意義：大小的意義： %ku(1) 取得過小，短路時短路電流加大，對系統(tǒng)和變壓器取得過小，短路時短路電流加大，對系統(tǒng)和變壓器不利。不利。 %ku(2) 取得過大，短路時短路電流減小，當(dāng)電動機啟動取得過大，短路時短路電流減小，當(dāng)電動機啟動時，變壓器本身壓降增加，影響電動機和其它設(shè)備的工作。時，變壓器本身壓降增加，影響電動機和其它設(shè)備的工作。 %ku3變壓器容量和臺數(shù)的選擇、變壓器經(jīng)濟運行變壓器容量和臺數(shù)的選擇、變壓器經(jīng)濟運行 變壓器容量和臺數(shù)的選擇變壓器容量和臺數(shù)的選擇 1 1）應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小，負(fù)荷級別進行選擇，保證滿足全）應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小，負(fù)荷級別進行選擇，保證滿

33、足全部用電設(shè)備計算負(fù)荷的需要。部用電設(shè)備計算負(fù)荷的需要。 2 2）變電所具有兩臺以上變壓器時，應(yīng)考慮其中一臺發(fā)生）變電所具有兩臺以上變壓器時，應(yīng)考慮其中一臺發(fā)生故障時，其余變壓器應(yīng)能滿足一、二級負(fù)荷的全部需要。故障時，其余變壓器應(yīng)能滿足一、二級負(fù)荷的全部需要。 3）變壓器的容量等級應(yīng)盡量少，以減少備用臺數(shù)。）變壓器的容量等級應(yīng)盡量少，以減少備用臺數(shù)。 4）變壓器的經(jīng)常負(fù)荷控制在變壓器額定容量的）變壓器的經(jīng)常負(fù)荷控制在變壓器額定容量的70%70%為宜，為宜，這是綜合考慮變壓器的經(jīng)濟運行和變壓器一次投資得到的負(fù)這是綜合考慮變壓器的經(jīng)濟運行和變壓器一次投資得到的負(fù)荷率。荷率。第三章第三章 供配電系統(tǒng)

34、供配電系統(tǒng) 5) 具有一級負(fù)荷的場所，臨近又無備用電源聯(lián)具有一級負(fù)荷的場所，臨近又無備用電源聯(lián)絡(luò)線可接，或季節(jié)性負(fù)荷較大時，宜設(shè)兩臺變壓絡(luò)線可接，或季節(jié)性負(fù)荷較大時，宜設(shè)兩臺變壓器。器。6 6）當(dāng)電源進線電壓為）當(dāng)電源進線電壓為35-110 35-110 時，出線電壓同時具時，出線電壓同時具有有6 6和和10 10 時，可考慮采用三繞組變壓器。時，可考慮采用三繞組變壓器。kVkV7）變壓器的容量受低壓斷路器斷流容量的限制，只有）變壓器的容量受低壓斷路器斷流容量的限制，只有技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，才裝設(shè)大技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，才裝設(shè)大于于1600 1600 的變壓器。的變壓器。 kVA8）是否裝設(shè)變壓

35、器，應(yīng)視其負(fù)荷的大小和鄰近變電所）是否裝設(shè)變壓器，應(yīng)視其負(fù)荷的大小和鄰近變電所的距離而定。當(dāng)負(fù)荷超過的距離而定。當(dāng)負(fù)荷超過320 320 時，什么距離都應(yīng)裝時，什么距離都應(yīng)裝設(shè)變壓器。設(shè)變壓器。 kVA9）變壓器容量應(yīng)能保證電動機起動要求，直接起動的籠）變壓器容量應(yīng)能保證電動機起動要求，直接起動的籠型電動機最大容量不應(yīng)超過變壓器容量的型電動機最大容量不應(yīng)超過變壓器容量的30%30%，否則應(yīng)對，否則應(yīng)對電動機采取降壓起動或提高變壓器容量。電動機采取降壓起動或提高變壓器容量。 變壓器經(jīng)濟運行變壓器經(jīng)濟運行 1 1）變壓器的效率）變壓器的效率 變壓器的功率損耗包括鐵損變壓器的功率損耗包括鐵損 和和繞

36、組上的銅損繞組上的銅損 兩部分，等于輸入功率與支出功率兩部分，等于輸入功率與支出功率的差值即鐵損和銅損。的差值即鐵損和銅損。 FePCuP第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 變壓器的效率是指變壓器輸出功率與輸入功率的比變壓器的效率是指變壓器輸出功率與輸入功率的比 11122121PPPPPPPPPPPZZCuFe+ ZPFePCuP變壓器鐵損，變壓器鐵損， ； FePkW變壓器繞組上的銅損，變壓器繞組上的銅損， ； CuPkW變壓器的功率損耗，變壓器的功率損耗， ； ZPkW變壓器輸出功率，變壓器輸出功率， ； 2PkW變壓器輸入功率，變壓器輸入功率， ； 1PkW變壓器的效率，相對值。變壓器

37、的效率，相對值。 第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 2 2）變壓器綜合的功率經(jīng)濟負(fù)載系數(shù)）變壓器綜合的功率經(jīng)濟負(fù)載系數(shù)變壓器綜合功率損耗：變壓器綜合功率損耗： KZZZPPP20空載綜合功率損耗（鐵損），空載綜合功率損耗（鐵損）， ； ZP0kW額定負(fù)載綜合功率損耗（銅損），額定負(fù)載綜合功率損耗（銅損）， ； KZPkW變壓器負(fù)載系數(shù)，變壓器輸出視在功率與額變壓器負(fù)載系數(shù)，變壓器輸出視在功率與額定容量之比。定容量之比。 NSS、 可以從變壓器技術(shù)資料中查得?？梢詮淖儔浩骷夹g(shù)資料中查得。 ZP0KZP3 3）變壓器綜合功率損耗率）變壓器綜合功率損耗率%100coscos%22221ZNKZOZ

38、zNZZZZZPSPPPSPPPPPPP第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 變壓器綜合功率損耗變壓器綜合功率損耗 、綜合功率損耗率、綜合功率損耗率 隨隨 變化的曲線變化的曲線ZP%ZP第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 變壓器綜合功率損耗率變壓器綜合功率損耗率 是是 的二次函的二次函數(shù)，先隨數(shù)，先隨 增大而下降，在增大而下降，在 處后隨處后隨 增大又增大又上升。變壓器銅損隨負(fù)荷變化，鐵損與負(fù)荷變化無上升。變壓器銅損隨負(fù)荷變化，鐵損與負(fù)荷變化無關(guān)。關(guān)。 %ZPjZ 對變壓器綜合功率損耗率對變壓器綜合功率損耗率 求導(dǎo)，令求導(dǎo)，令 ，則可得出變壓器綜合經(jīng)濟負(fù)載系數(shù)：則可得出變壓器綜合經(jīng)濟負(fù)載系數(shù)：

39、%ZP0%dPdzKZOZJZPP 由此可得出結(jié)論：變壓器綜合功率損耗率最小時，即由此可得出結(jié)論：變壓器綜合功率損耗率最小時，即 時，效率最高。時，效率最高。 KZOZJZPP4 4）變壓器經(jīng)濟運行）變壓器經(jīng)濟運行 長期以來，人們習(xí)慣把變壓器經(jīng)濟負(fù)載系數(shù)說成長期以來，人們習(xí)慣把變壓器經(jīng)濟負(fù)載系數(shù)說成75%75%，因，因此就得出一個變壓器接近滿載運行時，其性能最佳的結(jié)論。此就得出一個變壓器接近滿載運行時，其性能最佳的結(jié)論。大量的實例驗算都說明（大量的實例驗算都說明（ 約等于約等于40%40%），變壓器的經(jīng)濟），變壓器的經(jīng)濟負(fù)載系數(shù)偏離負(fù)載系數(shù)偏離75%75%較大。每臺變壓器自身的技術(shù)參數(shù)不同，較

40、大。每臺變壓器自身的技術(shù)參數(shù)不同，計算出的經(jīng)濟負(fù)載系數(shù)的大小也不一樣。計算出的經(jīng)濟負(fù)載系數(shù)的大小也不一樣。jZ第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) （三）柴油發(fā)電機的選擇（三）柴油發(fā)電機的選擇 柴油發(fā)電機組對一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷供電或?qū)σ徊裼桶l(fā)電機組對一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷供電或?qū)σ患壺?fù)荷提供第二電源。級負(fù)荷提供第二電源。1.1.柴油發(fā)電機啟動方式選擇柴油發(fā)電機啟動方式選擇首先應(yīng)具有快速自起動功能。通常使用配有首先應(yīng)具有快速自起動功能。通常使用配有24V24V的蓄電的蓄電池組作起動電源，其容量保證柴油發(fā)電機連續(xù)起動池組作起動電源，其容量保證柴油發(fā)電機連續(xù)起動6 6次。次。柴油發(fā)電機組不得與電網(wǎng)

41、并列運行，二者之間要有互柴油發(fā)電機組不得與電網(wǎng)并列運行，二者之間要有互鎖關(guān)系；電網(wǎng)故障解除后恢復(fù)供電，柴油發(fā)電機組自動退鎖關(guān)系；電網(wǎng)故障解除后恢復(fù)供電，柴油發(fā)電機組自動退出工作并延時停機。出工作并延時停機。2.2.柴油發(fā)電機中性點運行方式選擇柴油發(fā)電機中性點運行方式選擇 柴油發(fā)電機采用中性點直接接地的運行方式。柴油發(fā)電機采用中性點直接接地的運行方式。3. 柴油發(fā)電機臺數(shù)的選擇柴油發(fā)電機臺數(shù)的選擇 （1）按應(yīng)急負(fù)荷計算發(fā)電機容量）按應(yīng)急負(fù)荷計算發(fā)電機容量 第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) nkC1k 1kPScos柴油發(fā)電機容量；柴油發(fā)電機容量； C1S每臺或每組設(shè)備容量；每臺或每組設(shè)備容量；

42、 kP每臺或每組設(shè)備效率；每臺或每組設(shè)備效率； k總負(fù)荷率；總負(fù)荷率； 發(fā)電機組額定功率因數(shù)；發(fā)電機組額定功率因數(shù)； cos（2）按最大單臺電動機或成組電動機起動，計算發(fā)電機容量）按最大單臺電動機或成組電動機起動，計算發(fā)電機容量112coscosnkmmkkCCKPPS柴油發(fā)電機容量；柴油發(fā)電機容量； C2S式中第一項為除去最大一臺電動機后，其余設(shè)備計算值。式中第一項為除去最大一臺電動機后，其余設(shè)備計算值。 起動容量最大的電動機或成組電動機容量；起動容量最大的電動機或成組電動機容量； mP第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 電動機的起動倍數(shù)；電動機的起動倍數(shù)； K 按電動機起動方式確定的系數(shù)。

43、全壓起動按電動機起動方式確定的系數(shù)。全壓起動 ； 起動起動 ；自藕調(diào)壓起動：；自藕調(diào)壓起動：50%50%抽頭抽頭 ，65%65%抽頭抽頭 ，80%80%抽頭抽頭 。 CC=1Y-C=0.67C=0.25C=0.42C=0.64（3）按起動電動機時母線允許電壓偏差計算發(fā)電機容量）按起動電動機時母線允許電壓偏差計算發(fā)電機容量1%1/3UXCKPSdC柴油發(fā)電機容量；柴油發(fā)電機容量； C3S電動機總?cè)萘?；電動機總?cè)萘浚?P發(fā)電機的次暫態(tài)電抗，一般取發(fā)電機的次暫態(tài)電抗，一般取0.250.25； /dX 發(fā)電機母線允許的電壓偏差。全壓起動最大容量發(fā)電機母線允許的電壓偏差。全壓起動最大容量籠型電動機時，籠

44、型電動機時， ；無電梯負(fù)荷時，；無電梯負(fù)荷時， 。 U%U%0.2U%0.25第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 第三節(jié)第三節(jié) 變電所建設(shè)變電所建設(shè) 一、配電線路的接線方式一、配電線路的接線方式配電網(wǎng)絡(luò)接線方式有：放射式、樹干式、混合式和環(huán)網(wǎng)式配電網(wǎng)絡(luò)接線方式有：放射式、樹干式、混合式和環(huán)網(wǎng)式接線。接線。 放射式接線放射式接線 每一用電采用專線每一用電采用專線供電，其優(yōu)點是可靠性供電，其優(yōu)點是可靠性高、敷設(shè)容易、檢修方高、敷設(shè)容易、檢修方便、保護裝置簡單。缺便、保護裝置簡單。缺點是出現(xiàn)回路多，開關(guān)點是出現(xiàn)回路多，開關(guān)設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜，設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜，投資較大。主要用于一投資較大。主要

45、用于一級負(fù)荷和重要的二級負(fù)級負(fù)荷和重要的二級負(fù)荷。荷。 雙回路接線圖雙回路接線圖第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 樹干式接線樹干式接線每一干線回路可每一干線回路可T T接幾個支線，通常不應(yīng)超過接幾個支線，通常不應(yīng)超過5 5個分支。個分支。其優(yōu)點是可節(jié)省開關(guān)設(shè)備，配電裝置比較簡單。缺點是可其優(yōu)點是可節(jié)省開關(guān)設(shè)備，配電裝置比較簡單。缺點是可靠性差，故障影響范圍大，繼電保護復(fù)雜。通常用于三級靠性差，故障影響范圍大，繼電保護復(fù)雜。通常用于三級負(fù)荷。負(fù)荷。樹干式接線圖樹干式接線圖第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 混合式接線混合式接線是將放射式接線與樹干式接線混合使用。兼具兩是將放射式接線與樹干式接線

46、混合使用。兼具兩者的優(yōu)點，通常用于二、三級負(fù)荷。者的優(yōu)點，通常用于二、三級負(fù)荷?；旌鲜浇泳€圖混合式接線圖第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 環(huán)網(wǎng)式接線環(huán)網(wǎng)式接線 每一用電點均與兩路電源連接，形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。環(huán)形供電每一用電點均與兩路電源連接，形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。環(huán)形供電的優(yōu)點，可以提高供電的可靠范圍，改善電壓質(zhì)量和減少線的優(yōu)點，可以提高供電的可靠范圍，改善電壓質(zhì)量和減少線路損失。但應(yīng)考慮環(huán)流的的影響，應(yīng)注意繼電保護的配置及路損失。但應(yīng)考慮環(huán)流的的影響，應(yīng)注意繼電保護的配置及整定。負(fù)荷將按阻抗的大小成反比分配。整定。負(fù)荷將按阻抗的大小成反比分配。 環(huán)網(wǎng)式接線圖環(huán)網(wǎng)式接線圖第三章第三章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 二、變電所的作用和類型二、變電所的作用和類型變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和負(fù)荷的中間環(huán)節(jié)，它起著電壓變換變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和負(fù)荷的中間環(huán)節(jié)，它起著電壓變換及接受和分配電能的作用。及接受和分配電能的作用。變電所有變壓器、高低壓配電裝置和附屬設(shè)備組成。變電所有變壓器、高低壓配電裝置和附屬設(shè)備組成。變電所的類型變電所的類型按電壓等級、供電容量、供電范圍及其在電力系統(tǒng)中所處的按電壓