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一、电流互感器 1.测量用电流互感器选择： （1）类型选择： 电流互感器类型应根据电力系统测量和计量系统的实际需要合理选择。在工作电流变化范围较大情况下作准确计量时应采用 S类电流互感器。电能关口计量装置应设置 S类专用电流互感器或专用二次绕组。 （2）额定参数选择： 电流互感器二次侧电流有5A和1A两种。用于电力系统的测量、保护和控制的电流互感器二次侧电流为5A。 电力系统电流互感器的标准一、二次侧额定电流：20/5、30/5、40/5、50/5、75/5、100/5、150/5、200/5、250/5、300/5、400/5、500/5、750/5、800/5、1000/5、1200/5、1500/5、2000/5、3000/5、4000/5、5000/5、7500/5等。 方法一：变比计算方法：N=I1/I2 其中I1---电流互感器一次侧额定电流 I2---电流互感器二次侧额定电流 根据GB/T 50063-2017《电力装置电测量仪表装置设计规范》第3.1.5条规定：“指针式测量仪表测量范围宜保证电力设备额定值指示在仪表标度尺的2/3处”可得出公式： N=I/2/3*5 计算示例：变压器额定容量800kVA，计算一次侧电流互感器的变比 变压器额定电流： Ie=S/1.732*U=800/1.732*10=46.2A 变压器电流互感器计算变比： N=Ie/0.7*5=46.2/0.7*5=13.2 变压器电流互感器变比：15 变压器电流互感器选择：75/5A，即一次侧额定电流75A，二次侧额定电流5A。 方法二：根据DL/T866-2015中4.2.2规定：测量用电流互感器额定一次电流应接近但不低于一次回路正常最大负荷电流。对于指示仪表,为使仪表在正常运行和过负荷运行时能有适当指示,电流互感器额定一次电流不宜小于1.25倍一次设备的额定电流或线路最大负荷电流,对于直接起动电动机的测量仪表用电流互感器额定一次电流不宜小于 1.5 倍电动机额定电流。 计算示例：变压器额定容量800kVA，计算一次侧电流互感器的变比 变压器额定电流： Ie=S/1.732*U=800/1.732*10=46.2A 电流互感器一次侧额定电流为： 1.25*Ie=1.25*46.2=57.75A 变压器电流互感器选择：75/5A，即一次侧额定电流75A，二次侧额定电流5A。 测量用电流互感器准确级，以该准确级在额定电流下所规定的最大允许电流误差的百分数来标称。标准准确级宜采用 0.1级02级、0.5级1级3级和5级;供特殊用途的宜采用 0.2S级（如计量用电流互感器）及0.5S级; 2.保护用电流互感器选择： 1）变比及准确度等级选择：假设经计算，需要装设保护的地方，在最大运行方式下短路电流是 1.43KA，变压器额定容量800kVA，选用的电流互感器变比为75/5A。准确度等级选择5P20，也就是说该电流互感器当一次电流达额定电流的20倍时， 75A*20=1500A=1.5KA≥1.43kA时能保证绕组的复合误差不超过±5%，因最大短路电流为1.43KA，故在全量程中均能保证保护用电流互感器的精度。 发电机和变压器主回路、220kV 及以上电压线路宜采用5P或5PR级电流互感器; 5 P 级及 PR 级保护用电流互感器应满足复合误差要求，准确限值系数可取 5、10、15、20、30 和 40。采用更大的准确限值系数时,可与制造部门协商。 2）电流互感器二次容量的计算： 计算原理及方法：电流互感器（以下简称CT）的额定二次负载，可用欧姆或伏安表示，二者之间的关系为：
其中： Z2---CT的二次负载 I2---CT的额定二次电流（A） S1---CT的二次容量（VA） 当CT二次额定电流为1A时，S1=Z2，当CT二次额定电流为5A时，S1=25Z2。 Z2= Kj.zk Zj + Kix.zk Zix+ Zc 其中：Z2—为CT的全部二次负载 Zj—对于计量CT，假设为计量表计内阻：0.04，对于保护用CT，假设为保护装置内阻：0.04，对于测量用CT，假设为测量装置内阻：0.04。（可根据表计实际内阻调整参数） Zix —连接导线的电阻 Zc —接触电阻，一般为0.05-0.1 Kj.zk—表计或是装置的阻抗换算系数 Kix.zk—连线的阻抗换算系数 根据电气二次设计手册表20-16（P67页），计量及测量用CT接线方式选择三相星形接线，则对测量和计量用CT，Kj.zk =1，Kix.zk=1；根据电气二次设计手册表20-18（P68页），保护用CT接线方式选择三相星形接线，故障类型取单相短路，则对保护用CT，Kj.zk=1，Kix.zk=2。（其余接线形式取值请查阅设计手册） 导线电阻与导线长度及截面积的关系为：
其中：R—导线电阻（欧） ρ—导线的电阻率（mm2/km） L—导线长度（km） S2—导线的额定截面积（mm2） 计算实例：控制电缆距离为L=100m，铜导线的电阻率ρ=17.5mm2/km,截面积4mm2。求电流互感器的二次容量。 铜导线的导线电阻为：
计量/测量用CT的二次负载：Z2= Kj.zk Zj + Kix.zk Zix+ Zc=1*0.04+1*0.44+0.1=0.58Ω 保护用CT的二次负载：Z2= Kj.zk Zj + Kix.zk Zix+ Zc=1*0.04+2*0.44+0.1=1.02Ω 计量/测量用CT（二次电流5A）二次容量：S1=Z2* I22=0.58*25=14.5VA，可选择15VA 保护用CT（二次电流5A）二次容量：S1=Z2* I22=1.02*25=25.5VA，可选择30VA 综上所述：此案例电流互感器选择为LZZBJ9-10-75/5A，0.5/5P20，15VA/30VA 二次容量为下列数值之:5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA。 二、电压互感器 采用星型接线的三相三柱式电压互感器一次侧中性点不应接地，三相五柱式电压互感器一次侧中性点可接地。对于三相五柱式接线，变比为UL/√3/0.1/√3/0.1/√3kV；对于两PTVV接线，变比UL/√3/0.1kV。 电压互感器准确级应符合下列规定 : 1）测量用电压互感器准确级应以该准确级规定的电压和负荷范围内最大允许电压误差百分数来标称。标准准确级为 0.1、0.2、0.5、1.0、3.0; 2）保护用电压互感器准确级应以该准确级在 5%额定电压到额定电压因数相对应的电压范围内最大允许电压误差的百分数标称。标准准确级为 3P 和 6P。 电压互感器二次容量的计算： 根据DL/T 886-2015 12-1-1可知各相电压互感器额定二次容量，可根据本计量点各相所接电能表电压回路的总负荷，来确定电压互感器所接的实际二次负载：
其中：S—电能表单相电压回路总负荷。 电压互感器二次负荷，一般在二次容量的25%—100%范围内。 计算实例：某10kV母线单母线接线，高供高计，该段线路上计量柜中电压互感器二次容量及PT柜中电压互感器二次容量？ 高供高计中电压互感器二次容量（计量）：单台多功能电度表的负载一般取2VA/相，10kV母线上多功能电度表个数为5台。故多功能电度表的总负载S=2*5=10VA。由于电压互感器二次负荷，一般在二次容量的25%—100%范围内。因此PT的二次容量选择范围是10VA—40VA。故高供高计中电压互感器选择：JDZ10-10/0.1kV 20VA 0.2级 PT柜中电压互感器二次容量（保护）：10kV母线每台保护测控装置的负载一般取0.5VA/相， 10kV母线保护测控装置的数量为3台，变压器保护测控装置一般取1VA/相。故10kV母线PT保护的总负载S=（0.5*3）+1=2.5VA。由于电压互感器二次负荷，一般在二次容量的25%—100%范围内。因此PT的二次容量选择范围是2.5VA—10VA。故PT柜中电压互感器选择：JDZ10-10/√3/0.1kV 10VA 6P级； 三、高压真空断路器 常规真空断路器的额定电流一般为：630A、1250A、1600A、2000A、2500A、3150A、4000A。630A：20、25KA。1250A：31.5KA。1600A ：31.5KA。2500A：40KA。3150A：40KA（额定电流分别对应的开断电流） 示例：单台变压器容量800kVA，Ig=1.05*Se/(√3∗Ue)=48.5A，式中1.05为变压器回路持续回路工作电流。则进、出线高压断路器选择额定电流为630A，开断电流选择25KA。 断路器选择需要进线设备校验：假定10kV进线断路器与出线断路器选择12kV，630A，25kA。查厂家资料可知设备额定电压为12kV，设备额定电流为630A，设备额定开断电流为25kA，设备极限电流峰值为63KA； 则通过校验可知：设备额定电压12kV>设备工作电压10kV 设备额定电流630A>设备工作电流48.5A 设备额定开断电流25kA>三相短路电流1.43kA 设备极限电流峰值63KA>设备三相短路冲击电流3.64KA（满足动稳定校验） 设备热稳定实验电流25kA>设备计算热稳定电流2.1kA（1S）（满足热稳定校验） 设备热稳定实验电流25kA>设备计算热稳定电流10.2kA（5S）（满足热稳定校验） 设备热稳定实验电流25kA>设备计算热稳定电流20.4kA（10S）（满足热稳定校验） 通过以上校验高压断路器选型均满足条件。故10kV高压断路器选择630A-25KA。 四、高压熔断器 按照GB13539.1-2002中5.3.1可知熔断器的电流以安培表示，可从以下数值中选取： 0.5,1A,2A,4A,6A,8A,10A,12A,16A,20A,25A,32A,40A,50A,63A,80A,100A,125A,160A,200A,250A,315A,400A,500A,630A,800A,1000A,1250A。 1）用于变压器回路的高压交流熔断器的选择：Irr =Kigmax--（电气一次手册6-6） Irr :熔体的额定电流 Igmax :电力变压器最大工作电流，通常为额定电流的1.1倍。K :系数，不考虑电动机启动时取1.1~1.3，考虑电动机起动时取1.5~2.0，通常取1.5左右。 例：800KVA变压器高压侧额定电流为：46.2A，则Irr ＝1.1*1.5*46.2＝76.23A，取熔断器电流为80A。 则高压熔断器可选择：XRNT-12-80A。其中X-限流式。R-熔断器。N-户内使用。T-变压器保护。12-额定电压 2）用于高压侧电压互感器回路熔断器的选择：高压侧计量用熔体的额定电流选0.5A。 高压侧保护、测量用熔体的额定电流选1A。一般为了备品备件的统一计量也选取1A。 则高压熔断器可选择：XRNP-12-1A。其中X-限流式。R-熔断器。N-户内使用。P-电压互感器保护。12-额定电压 五、高压避雷器 1）额定电压选择：《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范GBT 50064-2014》中3.2.1中规定交流电气设备上主要过电压主要有：暂时过电压（主要为工频过电压、谐振过电压）、操作过电压、雷电过电压。 3.2.2条：当系统最高电压有效值为Um时，工频过电压的基准电压1.0Pu= Um/√3,其中10kV设备最高电压Um=12kV。 有效接地和低电阻接地系统，接地故障清除时间不大于10S时，避雷器的额定电压可按照下列公式选择：
下列公式选非有效接地系统，接地故障清除时间不大于10S时，避雷器的额定电压可按照择：
式中：UR--避雷器的额定电压。UT--系统的暂时过电压 因此10kV避雷器额定电压：有效接地和低电阻接地系统时可取大于12kV即可，非有效接地系统时可取大于15kV即可。 10kV避雷器持续运行电压：有效接地和低电阻接地系统时可取0.8Um即9.6kV，非有效接地系统时可取Um即12kV。 2）放电电流选择：《导体和电器选择设计技术规定DL5222-2005》中表20.1.10：110kV及以下配电设备标称放电电流取5kA，电动机取2.5kA，变压器及电机中性点、低压设备取1.5kA。 3）残压选择：应配合设备雷电冲击全波电压大小进行选择，根据《导体和电器选择设计技术规定DL5222-2005》6.4.4选择 根据《GBT50064-2014》表6.4.6-1中10kV设备额定雷电冲击耐受电压（相对地） Ue.l.i：75kV：非低电阻接地 60kV：低电阻接地。 根据公式6.4.4-1得消弧线圈接地：Ul.p（避雷器雷电冲击保护水平）≤ 75/1.25=60kV，因此残压应小于60kV，通常取50kV 。经小电阻接地：Ul.p≤ 60/1.25=48kV，残压应小于48kV 综上所述避雷器可选择：HY5WZ（S）-17/45，其中具体含义表示如下： HY:复合材料、氧化锌电阻片 5：标称放电电流，单位（kA） W：无间隙 Z：电站型，S：配电型，10kV及以下可只选配电型 17：避雷器额定电压，单位（kV） 45：标称放电电流下的残压Ul.p，单位（kV) 六、高压矩形导体 10kV母线和主变进线：(按主变容量计算) Ug=10kV Ig=1.05×Se/(√3×Ue)=1.05×800/（10*√3）=48.5A 拟选导体：矩形铜母线 TMY-80×10 参数：S=800mm2 Ixu=1812A 校核： 1）按回路持续工作电流选择 Ixu≥Ig Ixu---相于导体在某一运行温度、环境条件及安装方式下长允的(A)，其值见表8-2~表8-5(电气一次设计手册) Ig----导体回路持续工作电流（A）。 查表可知TMY-80×10 ，Ixu=1812A≥46.2A 2）按经济电流密度选择 Sj=Ig/j 式中：Sj---经济截面mm2 Ig----导体回路持续工作电流（A）。按表6-3确定 j------经济电流密度，见8-1 则由公式可知：Sj=Ig/j=48.5/8.89=5.45mm2 选择导体时大于经济电流密度下选择的经济截面即可； |
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