全國注冊電氣工程師考試專業(yè)基礎(chǔ)部分電氣設(shè)備選擇

4.14電氣設(shè)備選擇

4.14.1掌握電器設(shè)備選擇和校驗的基本原則和方法

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗的原則和方法考試大綱要求：1

1.按正常工作條件額定電壓和額定電流

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------開關(guān)電器最高工作電壓；-----開關(guān)電器裝設(shè)處的最高工作電壓；-----開關(guān)電器額定電壓；-----系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓；----開關(guān)電器額定電流；----開關(guān)電器裝設(shè)處的計算電流；2

2.按短路情況來校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。----開關(guān)電器的極限通過電流峰值；----開關(guān)電器的極限通過電流有效值；----開關(guān)電器安裝處的三相短路沖擊電流；----開關(guān)電器安裝處的三相短路沖擊電流有效值；動穩(wěn)定：

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3熱穩(wěn)定：----開關(guān)電器的t秒熱穩(wěn)定電流有效值；----開關(guān)電器安裝處的三相短路電流有效值；----假想時間；

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3.按裝置地點的三相短路容量來校驗開關(guān)電氣的斷流能力（遮斷容量〕。斷路器負(fù)荷開關(guān)

4.按裝置地點、工作環(huán)境、使用要求及供貨條件及經(jīng)濟條件來選擇。----斷路器的額定分?jǐn)嚯娏鳎?---斷路器的額定分?jǐn)嗳萘浚?---斷路器安裝處最大運行方式下三相短路電流有效值；----斷路器安裝處最大運行方式下的短路容量；----負(fù)荷開關(guān)的額定分?jǐn)嚯娏鳎?---負(fù)荷開關(guān)安裝處的最大負(fù)荷電流；

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5例1試選擇某10KV高壓配電所進線側(cè)的高壓戶內(nèi)真空斷路器的型號規(guī)格。已知該進線的計算電流為295A，配電所母線的三相短路電流周期分量有效值為3.2kA，繼電保護的動作時間為1.1s。解：初步選ZN1-12/630-16型進行校驗，如表所示，所選正確

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序號安裝地點的電氣條件ZN1-12/630-16型斷路器項

目數(shù)

據(jù)項

目數(shù)

據(jù)結(jié)

論1UN10kVUN.QF12kV合格2Ic295AIN.QF630A合格33.2kAIoc16kA合格42.55×3.2kA=8.16kAiet40kA合格5(3.2kA)2×(1.1+0.2)s=13.3kA2·s(16kA)2×4s=1024kA2·s合格

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4.14.2了解硬母線的選擇和校驗的原則和方法硬母線一般按下列各項進行選擇和校驗：（1）導(dǎo)體材料（2）類型和敷設(shè)方式（3）導(dǎo)體截面電暈（4）熱穩(wěn)定（5）動穩(wěn)定（6）共振頻率8

1．母線的選型工業(yè)上常用的硬母線截面為矩形，槽形和管形。（1）矩形母線散熱條件較好，有一定的機械強度，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大。為避免集膚效應(yīng)系數(shù)過大，單條矩形母線的截面最大不超過1250mm2。當(dāng)工作電流超過最大截面單條母線允許電流時，可用2～4條矩形母線并列使用。但由于集膚效應(yīng)的影響，多條母線并列的允許載流量并不成比例增加，故一般避免采用4條矩形母線。矩形導(dǎo)體一般只用于35kV及以下，電流在4000A及以下的配電線路中。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗的原則和方法910（2）槽型母線機械強度較好，載流量較大，集膚效應(yīng)系數(shù)也較小。槽型母線一般用于4000～8000A的配電裝置中。（3）管形母線集膚效應(yīng)系數(shù)小，機械強度高，管內(nèi)可以通水和通風(fēng)，用此，可用于8000A以上的大電流母線。另外，由于圓管形表面光滑，電暈放電電壓高，因此可用作110kV及以上配電裝置母線。母線的布置方式應(yīng)根據(jù)載流量的大小、短路電流水平和配電裝置的具體情況確定。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗的原則和方法111213

2．母線截面選擇除配電裝置的匯流母線按長期發(fā)熱允許電流選擇外，其余導(dǎo)體的截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。（1）按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇導(dǎo)體所在電路中最大持續(xù)工作電流應(yīng)不大于導(dǎo)體長期發(fā)熱的允許電流，即（4-14-7）式中——相應(yīng)于導(dǎo)體允許溫度和基準(zhǔn)環(huán)境條件下導(dǎo)體長期允許電流，A；

——綜合修正系數(shù)，裸導(dǎo)體的值與海拔和環(huán)境溫度有關(guān)。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗的原則和方法14（2）按經(jīng)濟電流密度選擇按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計算費用最低。年計算費用包括電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的年電能損耗費、導(dǎo)體投資（包括損耗引起的補充裝機費）和折舊費、以及利息等，對應(yīng)不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷年利用小時數(shù)將有一個年計算費用最低的電流密度——經(jīng)濟電流密度（J）。導(dǎo)體的經(jīng)濟截面可由下式?jīng)Q定：

（4-14-8）式中——正常工作時的最大持續(xù)工作電流，A。

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3．母線截面的校驗（1）電暈電壓校驗對于110～220kV裸母線，可按晴天不發(fā)生全面電暈條件進行校驗，即裸母線的臨界電壓應(yīng)大于最高工作電壓（4-14-9）對于330～500kV超高壓配電裝置，電暈是選擇導(dǎo)線的控制條件。要求在1.1倍最高運行相電壓下，晴天夜間不發(fā)生可見電暈。選擇時應(yīng)綜合考慮導(dǎo)體直徑、分裂間距和相間距離等條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，確定最佳方案。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗的原則和方法16（2）熱穩(wěn)定校驗按正常電流選出導(dǎo)體截面后，還應(yīng)按熱穩(wěn)定進行核驗。根據(jù)短路電流的熱效應(yīng)，并計及集膚效應(yīng)系數(shù)，當(dāng)導(dǎo)體通過短路電流，在假想時間的情況下，與導(dǎo)體最高允許加熱溫度所對應(yīng)的截面為最小允許截面。

（4-14-10）式中──熱穩(wěn)定系數(shù)，與導(dǎo)體材料、結(jié)構(gòu)及最高允許溫度、長期工作額定溫度有關(guān)。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗的原則和方法17（3）動穩(wěn)定校驗

1）單條母線的應(yīng)力按照母線在支持絕緣子上固定的形式，通常假定母線為自由支承在絕緣子上的多跨距、載荷均勻分布的梁，在電動力的作用下，母線所受的最大彎矩。當(dāng)矩形導(dǎo)體水平置放時，為避免導(dǎo)體因自重而過分彎曲，所選取的跨距一般不超過1.5～2m?？紤]到絕緣子支座及引下線安裝方便，常選取絕緣子跨距等于配電裝置間隔寬度。

2）當(dāng)母線由多條組成時，母線上的最大機械應(yīng)力由相間作用應(yīng)力和同相各條間的作用力合成。

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3）110kV及以上單根圓管形母線由于截面大、跨距長，母線自重及母線上各種集中荷載（如引下線或單柱式隔離開關(guān)的靜觸頭）所產(chǎn)生的應(yīng)力已不能忽略不計，并應(yīng)驗算母線的撓度。當(dāng)母線裝在屋外時，還應(yīng)計及風(fēng)力和覆冰所產(chǎn)生的應(yīng)力。屋外管形母線上的荷載按其作用時間可分為長期荷載和短路時的荷載兩種。長期荷載也稱正常荷載，它包括母線自重、集中荷載、風(fēng)荷載及冰荷載，由于它們并非同時出現(xiàn)，因此需要合理決定它們的組合作用。一般可按兩種組合計算：①母線自重、集中荷載和最大風(fēng)荷載組合；②母線自重、集中荷載、覆冰和覆冰時風(fēng)荷載（一般取5～10m/s）組合。取其中大者作為母線正常狀態(tài)下的最大荷載。短路時的荷載包括：母線自重、集中荷載、短路電動力和風(fēng)荷載（一般取正常狀態(tài)下最大風(fēng)速的一半，但不小于15m／s）。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗的原則和方法19（4）母線共振的校驗當(dāng)母線的自振頻率與電動力交變頻率一致或接近時，將會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，增加母線的應(yīng)力。因此，對于重要回路（如發(fā)電機、變壓器及匯流母線等）的母線應(yīng)進行共振校驗。當(dāng)自振頻率無法限制在共振頻率范圍之外時，母線受力必須乘以動態(tài)應(yīng)力系數(shù)，值可由曲線查得。

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4．封閉母線的選擇凡屬定型產(chǎn)品的封閉母線，制造廠將提供有關(guān)封閉母線的額定電壓、額定電流、動穩(wěn)定電流和短時穩(wěn)定熱電流等參數(shù)，因此可按電器選擇一般條件中所述方法來進行選擇和校驗。由于各個工程的封閉母線布置情況不同，所連接的發(fā)電機、變壓器、配電裝置的標(biāo)高和連接要求也不相同，因此，還要向制造廠提供封閉母線的平斷面布置圖，供制造廠進行布置和連接部分設(shè)計。當(dāng)選用非定型封閉母線時，應(yīng)進行導(dǎo)體和外殼發(fā)熱、應(yīng)力以及絕緣子抗彎的計算，并進行共振校驗。

4.14.2了解硬母線的選擇和校驗的原則和方法21實戰(zhàn)題目：1.選擇斷路器時，應(yīng)要求斷路器的額定開斷電流（）斷路器開斷時所通過的最大短路電流。A．不大于B．不小于C．小于D.大于答案：B2.電氣設(shè)備的動穩(wěn)定電流應(yīng)不小于通過該電氣設(shè)備的最大()電流。

A.三相沖擊短路B.沖擊短路C.三相短路D.持續(xù)工作答案：A3.13-172．系統(tǒng)短路電流所形成的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定效應(yīng)，對系統(tǒng)中的（）可不予考慮。A．變壓器B．電流互感器C．電壓互感器D．?dāng)嗦菲?。答案：C4.下列3種母線，（）截面的母線適用電流最大。A.矩形B.槽形C.管形D.不確定答案：C4.14電氣設(shè)備選擇22歷年真題：1.（05*）判斷下列哪種情況或設(shè)備應(yīng)校驗熱穩(wěn)定以及動穩(wěn)定？A：裝設(shè)在電流互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器；B：裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器；C：用熔斷器保護的電器；D：電纜答案：A2.（06*）選擇10kV饋線上的電流互感器時，電流互感器的接線方式為不完全星型接線，若電流互感器與測量儀表相距40m，其連接線長度計算Ljs應(yīng)該為（）。A:40m;B:69.3m;C:80m;D:23.1m答案：B提示：23二次回路導(dǎo)線電阻