河南理工大学毕业设计（论文）说明书

+25℃。

5.1.2 按短路情况校验

1.短路热稳定校验

短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值即：

Itt?Qk （5-3）

式中，It-------t秒内通过的短时热电流； QK------短路电流产生的热效应。 2.电动力稳定校验

电动力稳定是电气承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为 ies?ish 或 Ies?Ish （5-4）

式中，ies-------电气设备允许通过的动稳定电流幅值； Ies------电气设备允许通过的动稳定电流有效值； ish-----短路冲击电流幅值； Ish------短路冲击电流有效值。 下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：

（1）用熔断器保护的电气设备，其热稳定由熔断器时间保证，故可不验算热稳定； （2）采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定； （3）装设在电压互感器回路的裸导体和电气设备可不校验动、热稳定。 3.短路计算时间

验算热稳定的短路计算时间tK 为继电保护动作时间tpr 和相应断路器的全开断时间 tbr之和，即 tK = tpr+ tbr

式中，tpr一般取保护装置的后备保护动作时间，这是考虑到主保护有死区或拒动

tbr是指对断路器的分闸脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各相触头分

离后的电弧完全熄灭为止的时间段。显然，tbr包括两个部分，即

tbr=tin?ta （5-5）

式中，tin-------断路器固有分闸时间；ta--------断路器开断电弧持续时间，对少油断路器为0.04-0.06s,对SF6和压缩空气断路器为0.02-0.04s，真空断路器为0.015s。

25

河南理工大学毕业设计（论文）说明书

5.2 各电气设备选择的原则

5.2.1 断路器的选择原则

高压断路器是重要的电气设备之一，它的主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路，保证无故障部分正常运行，起保护作用。

高压断路器应根据断路器安装地点，环境和使用技术条件等要求选择其种类及型式，由于真空断路器、SF6断路器比少油断路器，可靠性更好，维护工作量更少，灭弧性能更高，目前得到普遍推广，故35～220kV一般采用SF6断路器。真空断路器只适应于10kV电压等级，10kV采用真空断路器。

1.额定电压和电流选择

UN? UNs （5-6）

IN ? Imax （5-7） UN 、UNs -------分别为电气设备和电网的额定电压，kV；

IN、Imax-------分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电流，A 2.开断电流选择

高压断路器的额定开断电流INbr，不应小于实际开断瞬间的短路电流周 期分量Ipt，即 INbr?Ipt 。 3.断路器关合电流的选择

为了保证断路器在关合短路电流时的安全，断路器的额定关合电流iNcl不应小于短路电流最大冲击值ish，即

iNcl ? ish （5-8）

4.短路热稳定和动稳定校验

I2t?QK （5-9）

ies?ish （5-10）

在环网柜中，可参考使用VS1(ZN63)-12/1250-31.5型户内高压真空断路器，VS-12型户内高压真空断路器，系三相交流 50Hz 定额电压为 12kV 电力系统的户内开关设备，作为电网设备、工矿企业动力设备的保护和控制单元。适用于在额定工作电流下的频繁操作，或多次开断短路电流的场所。此断路器属于E2，C2和M2级断路器。其额定电压为12kV，额定电流为1250A，额定短路开断电流为25kA，额定峰值耐受电流为63kA。下面将对所选断路器进行校验：

26

河南理工大学毕业设计（论文）说明书

正常工作条件下的校验：VS1-12型户内高压真空断路器的额定电压的12kV，大于线路电压10kV，故满足要求；其额定电流为1250A，大于高压侧最大运行电流346A，满足要求。

短路条件下的校验： （1）动稳定校验：

三相短路峰值电流为36.13kA﹤63kA，所以动稳定满足要求； （2）热稳定校验：

校验式为It?I?titts 其中, I?——稳态短路电流；

ti——短路电流作用的假想时间； tts——设备热稳定电流所对应的时间。

通过查手册和以上计算数据，假想电流作用时间为1.2s，代入数据得：

It?19.6351.24?10.75kA

小于额定短路开断电流25kA，热稳定满足要求。 因此，此型号的断路器完全可以安全可靠的使用。

在箱变中，可参考选用DW16-1600万能式断路器，适用于交流50Hz，额定电流800A到1600A，额定工作电压为400V或690V的配电网络中，用来分配电能、保护线路和电源设备的过载、欠电压、短路。在正常条件下也可作为线路的不频繁转换之用。

箱变出线上应使用低压塑料外壳式断路器，参考型号TCL罗格朗TLM1S型断路器。

5.2.2 电流互感器的选择

电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器的主要作用是把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。

电流互感器使用的原则：

（1）电流互感器的接线应遵守串联原则：即一次绕阻应与被测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载串联。

（2）按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大。同时，二次侧一端必须

27

河南理工大学毕业设计（论文）说明书

接地，以防绝缘一旦损坏时，一次侧高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故。

（3）二次侧绝对不允许开路，因一旦开路，一次侧电流I1全部成为磁化电流，引起φm和E2骤增，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈。

电流互感器按用途可分为测量用电流互感器和保护用电流互感器。

测量用电流互感器：在测量交变电流的大电流时，为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流5A或1A。线路上的电压都比较高，如直接测量是非常危险的，电流互感器就起到变流和电气隔离作用。它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。

保护用电流互感器：保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。保护用微型电流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。保护用互感器主要要求：一要绝缘可靠；二要有足够大的准确限值系数；三要有足够的热稳定性和动稳定性。

电流互感器型号一般有五位组成，前四位为字母，最后为数字。具体如下： 第一位：字母，L—电流互感器

第二位：字母，A—穿墙式；Z—支柱式；M—母线式；D—单匝贯穿式；V—结构倒置式；J—零序接地检测用；W—抗污秽；R—绕组裸露式

第三位：字母，Z—环氧树脂浇注式；C—瓷绝缘；Q—气体绝缘介质；W—与微机保护专用

第四位：字母，B—带保护级；C—差动保护；D—D级；Q—加强型；J—加强型

第五位：数字，电压等级 产品序号

选择电流互感器时，应根据安装地点（如屋内、屋外）和安装方式（如穿墙式、支持式、装入式等）选择其型式。3-20kV屋内配电装置的电流互感器，应采用瓷绝缘或环氧树脂浇注绝缘结构；35kV及以上配电装置宜采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器；有条件安装于断路器或变压器瓷套管内，且准确级满足要求时，应采用价廉、动热稳定性好的套管式电流互感器。

电流互感器在线路中的配置原则：为了满足测量和保护装置的需要，在发电机变压器、出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器等回路中均设有电流互感器。所以针对本小区，将在环网柜进线侧，及箱变出线侧设置电流互感器。

28