电气设备及备品备件材料的选择

电力运管中心：李锡香工厂常用电气备品、备件及材料的选择电气设备选择的一般原则•按正常工作条件下选择额定电流、额定电压及型号等，按短路情况下校验开关的开断能力、短路热稳定和动稳定。电气设备选择的一般原则•1.1按正常工作条件选择电气设备•1．电气设备的额定电压电气设备的额定电压不得低于所接电网的最高运行电压。•2．电气设备的额定电流电气设备的额定电流不小于该回路的最大持续工作电流或计算电流。•3.选择电气设备时还应考虑设备的安装地点、环境及工作条件，合理地选择设备的类型，如户内户外、海拔高度、环境温度及防尘、防腐、防爆等。主要内容•1、断路器的选择•2、熔断器的选择•3、互感器的选择•4、接触器的选择•5、热继电器的选择•6、导线的选择1、低压断路器的选择•1.低压断路器的种类和类型•按用途常分为：•①配电用断路器；•②电动机保护用断路器;•③照明用断路器;•④漏电保护用断路器。•按结构型式分有塑壳式和框架式两大类。2、产品现状（１）万能式断路器：•①ＤＷ４５型•②ＤＷ５０型•③ＤＷ１５ＨＨ型•④ＤＷ１６型此外，还有ＡＢＢ公司的Ｆ系列，施耐德公司的ＭＴ系列，框架电流达６３００Ａ，具有四段全保护功能，但价格较高。（２）塑壳式断路器•①Ｓ系列（即ＤＺ４０型）：•②其它类型，如ＡＢＢ公司Ｓ型（达３２００Ａ）、Ｅ型（达６３００Ａ），施耐德公司的ＮＳ型（达１２５０Ａ）等，有长延时、瞬时脱扣器，也有增加带短延时、接地故障保护等脱扣器的智能型断路器。1、低压断路器的选择1、低压断路器的选择•2.低压断路器脱扣电流的整定•（1)低压断路器过流脱扣器额定电流的选择•过流脱扣器额定电流应大于或等于线路的计算电流，即：式中：—过流脱扣器额定电流；—线路的计算电流。。R·ONIcaIR·ONIcaIR·ONI1、低压断路器的选择•（2）瞬时和短延时脱扣器的动作电流的整定•瞬时和短延时脱扣器的动作电流应躲过线路的尖峰电流•—瞬时和短延时脱扣器的动作电流整定值；•—线路的尖峰电流；•—可靠系数。pkrelsopIKI·sopI·pkIrelK1、低压断路器的选择•（3）长延时脱扣器的动作电流的整定•长延时脱扣器的动作电流应大于或等于线路的计算电流••式中：•—长延时脱扣器的动作电流整定值；•—可靠系数，取1.1。carellopIKI·lopI·relK•（4）过电流脱扣器与导线允许电流的配合•过电流脱扣器的整定电流与导线或电缆的允许电流（修正值）应按下式配合：•式中：—导线或电缆的允许载流量；•—导线或电缆允许短时过负荷系数alOLsopIKI·alIOLK1、低压断路器的选择低压熔断器广泛应用于低压500V以下的电路中，作为电力线路、电动机及其他电器的过载及短路保护。2、熔断器的选择2、熔断器的选择•（1）选择熔断器时应满足下列条件：–①熔断器的额定电压应不小于装置安装处的工作电压。–②熔断器的额定电流应不小于它所装设的熔体额定电流。–③熔断器的类型应符合安装处条件（户内或户外）及被保护设备的技术要求。–④熔断器的断流能力应进行校验。–⑤熔断器保护还应与被保护的线路相配合，使之不至于发生因过负荷和短路引起绝缘导线或电缆过热起燃而熔断器不熔断的事故。•(2)熔断器类型的选择•应根据使用场合选择熔断器的类型.电网配电一般用刀型触头熔断器(如HDLRT0RT36系列);电动机保护一般用螺旋式熔断器;照明电路一般用圆筒帽形熔断器;保护可控硅元件则应选择半导体保护用快速式熔断器.2、熔断器的选择•（3）熔断器规格的选择•1．熔体额定电流的选择1)对于变压器、电炉和照明等负载,熔体的额定电流应略大于或等于负载电流.2)对于输配电线路，熔体的额定电流应略大于或等于线路的安全电流.3)在电动机回路中用作短路保护时，应考虑电动机的启动条件，按电动机启动时间的长短来选择熔体的额定电流。2、熔断器的选择•对启动时间不长的电动机,可按下式决定熔体的额定电流•IN熔体=Ist/(2.5~3)式中Ist——电动机的启动电流,单位:A对启动时间较长或启动频繁的电动机,按下式决定熔体的额定电流IN熔体=Ist/(1.6~2)对于多台电动机供电的主干母线处的熔断器的额定电流可按下式计算:In=(2.0~2.5)Imemax+∑Ime注:In熔断器的额定电流；Ime电动机的额定电流；Imemax多台电动机中容量最大的一台电动机的额定电流;；∑Ime其余电动机的额定电流之和.2、熔断器的选择•4)线路上下级间的选择性保护，上级熔断器与下级熔断器的额定电流In的比等于或大于1.6，就能满足防止发生越级动作而扩大故障停电范围的需要。5)在配电线路中，一般要求前一级熔体比后一级熔体的额定电流大2~3倍，以防止发生越级动作而扩大故障停电范围。2、熔断器的选择3、互感器的选择•1电流互感器的选择•电流互感器按以下条件选择：•(1)选择额定电压和额定电流•(2)确定装置类别和结构•(3)确定准确度级•(4)校验二次负荷或容量3、互感器的选择电流互感器二次侧所接实际负荷Z2或容量S2不超过该准确度级下的最大允许负荷ZN2或容量SN2，即：或式中：ZN2、SN2——电流互感器某一准确度级的允许负荷和容量。Z2、S2——电流互感器二次侧所接实际负荷和容量。22ZZN22SSN•(5)电流互感器动稳定校验•电流互感器的动稳定性倍数Kes是指电流互感器允许短时极限通过电流峰值与电流互感器一次侧额定电流峰值之比，即：••电流互感器的动稳定性校验条件为：12/NOFFesIiKshNesiIK123、互感器的选择3、互感器的选择(6)电流互感器热稳定性校验电流互感器的热稳定倍数Kt是指在规定时间(通常取1s)内所允许通过电流互感器的热稳定电流与其一次侧额定电流之比，即：电流互感器的热稳定条件应为：1/NttIIKimaNttItIK221)(5.2电压互感器的选择(1)选择额定电压(2)确定电压互感器类型及结构(3)选择准确度级(4)二次容量的校验3、互感器的选择3、互感器的选择要求所接测量仪表和继电器电压线圈的总负荷S2不应超过所要求准确度级下的允许负荷容量SN2，即：式中：SN2——电压互感器二次侧允许负荷容量，即22SSN222)()(QPS互感器在主接线中的配置原则1．电流互感器的配置原则：(1)凡装有断路器的回路均装设电流互感器，其数量应满足仪表、保护和自动装置的要求。(2)发电机和变压器的中性点侧、发电机和变压器的出口端和桥式接线的跨接桥上等均应装设电流互感器。(3)对大接地电流系统线路，一般按三相配置；对小接地电流系统线路，依具体要求按两相或三相配置。3、互感器的选择2．电压互感器的配置原则(1)电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应能满足测量、保护、同期和自动装置的要求.(2)6～220kV电压等级的每组主母线的三相均应装设电压互感器。(3)当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。3、互感器的选择4、接触器的选择•①接触器类型的选择；•②接触器主触点的额定电压选择；•③接触器主触点额定电流的选择；•④接触器吸引线圈电压的选择；•⑤实际选择。•接触器类型的选择•接触器的类型应根据电路中负载电流的种类来选择。即交流负载应选用交流接触器，直流负载应选用直流接触器。•交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为AC1、AC2、AC3和AC4。•一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯、电阻炉等；•二类交流接触器用于绕线式异步电动机的起动和停止；•三类交流接触器的典型用途是鼠笼型异步电动机的运转和运行中分断；•四类交流接触器用于笼型异步电动机的起动、反接制动、反转和点动。4、接触器的选择接触器主触点额定电压选择被选用的接触器主触点的额定电压应大于或等于负载的额定电压。•ＵKMN≥ＵCN•ＵKMN——接触器的额定电压；•ＵCN——负载的额定线电压。4、接触器的选择接触器主触点额定电流的选择对于电动机负载，接触器主触点额定电流按下式计算:IKMN：接触器的额定电流；IN：接触器主触点电流；PMN：电动机功率；UMN：电动机额定线电压；K：经验常数，K=1～1.4。4、接触器的选择接触器吸引线圈电压的选择如果控制线路比较简单，所用接触器数量较少，则交流接触器线圈的额定电压一般直接选用380V或者220V。如果控制线路比较复杂，使用的电器又较多，为了安全起见，线圈的额定电压可选低一些。例如，交流接触器线圈电压可选择127V、36V等，这时需要附加一个控制变压器。直流接触器线圈的额定电压应视控制回路的情况而定。同一系列、同一容量等级的接触器，其线圈的额定电压有几种，可以选线圈的额定电压与直流控制电路的电压一致。4、接触器的选择•接触器的实际选择•1.接触器的线圈电压，一般应低一些为好；•2.接触器额定电流大于负荷额定电流即可；•3.对重任务型电机为了保证其控制接触器的电寿命，可使接触器降容使用；•4.对特重任务型电机，接触器大致可按其电寿命及起动电流选用；4、接触器的选择•接触器的实际选择•5.用接触器对变压器进行控制时，应考虑浪涌电流的大小。•6.对于电热设备，直接按负荷额定电流选取。•7.接触器额定电流是指接触器在长期工作下的最大允许电流，持续时间≤8h，且安装于敞开的控制板上，如果冷却条件较差，选用接触器时，接触器的额定电流按负荷额定电流的110%～120%选取。4、接触器的选择5、热继电器的选择•热继电器是一种传统的保护电动机的电器，它具有与电动机容许过载特性相同的反时限动作特性，主要用于三相交流电动机的过载保护与断相保护。从目前的情况来看，由于没有选择与使用好热继电器而引起电动机烧毁的事故，仍然时有发生。如何合理地选择与使用热继电器，也仍是一个值得关注的问题。•从结构上来说，热继电器分为两极型和三极型，其中三极型又分为带断相保护和不带断相保护两种。•三极型的热继电器主要用于三相交流电动机的过载与断相保护。5、热继电器的选择•当电动机定子绕组为星形接法时，可以选用一般的三极型热继电器。因为星形接法的电动机，相电流等于线电流，无论电动机是过载运行还是断相运行，串接在主回路中的热元件都会因电流过大而使热继电器触头动作，保护电动机;如果电动机定子绕组为三角形接法，一般需要选用带断相保护的热继电器。因为三角形接法的电动机，当其引出线上发生一相断线(常见的是熔断器熔断)而缺相运行时，线电流il等于电机相电流ip，的1.5倍(如图1)，不再是倍的关系，使得线电流不能正确反映出相电流，即串接在主回路中的热元件不能准确反映电机绕组是否真正过载，此时如果选用不带断相保护的热继电器，就不能很好地起到保护作用。5、热继电器的选择5、热继电器的选择•热继电器电流的选择包括热继电器额定电流的选择与热元件额定电流的选择两个方面。5、热继电器的选择•1)热继电器的额定电流，选择时一般应等于或略大于电动机的额定电流;对于过载能力较弱且散热较困难的电动机，热继电器的额定电流为电机额定电流的70%左右。如果热继电器与电动机的使用环境温度不一致时，应对其额定电流作相应调整：当热继电器使用的环境温度高于被保护电动机的环境温度15℃以上时，应选择大一号额定电流等级的热继电器;当热继电器使用的环境温度低于被保护电动机的环境温度15℃以上时，应选择小一号额定电流等级的热继电器。5、热继电器的选择•2)热元件的额定电流，选择时一般应略大于电动机的额定电流，取1.1～1.25倍，对于反复短时工作、操作频率高的电动机取上限。如果是过载能力弱的小功率电机，由于其绕组的线径小，过热能力差，应选择其额定电流等于或略小于电动机的额定电流。如果热继电器与电动机的环境温度不一致(如两者不在同一室内)，热元件的额定电流同样要作调整，调整的情况与上述热继电器额定电流的调整情况基本相同。5、热继电器的选择•对于l00kw及以上的电动机，一般通过电流互感器，用较小的二次电流来控制较大的一次电流，即使用非直接式的小电流热继电器，这时其整定电流在上述情况下要缩小k倍(k为电