4、1 概述
4、1、1 选择与校验项目
电气设备在使用中，不但要求在正常的工作条件下安全的运行，不致受到 破坏。为此在选择电气设备时，不但要根据设备的工作电，并且要求在发生严 重短路故障通过短路电流时压、工作电流以及使用条件来选择，而且要校验设 备处在短路故障时的热稳定及动稳定，对 110 千伏及以上的裸导体还需按电晕 条件进行验算。
高压设备选择与校验项目见附表示。
导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的断路容量，一般按三相短路校验， 如单相、两相短路较三相严重时，则按严重情况验算。
按 SDJ——76 规程规定，下列情况可不进行热稳定、动稳定的校验： 1、用熔断器保护的导体和电器，可不进行验算热稳定。
2、装设在电压互感器回路内的裸导体和电器，可不验算动、热稳定。 3、到非重要用电场所的导体，当电源变压器容量在 1250 千安及以下，高 压侧在 10 千伏及以下，且不致因短路故障损坏导体而产生严重后果，如引起爆 炸、修复困难或生产过程混乱时，可不验算动、热稳定。
4、1、2 一般选择方法
1、按工作电压选择
高压电器的额定电压是指电路铭牌上标明的相间电压（线电压）。
电器的最高工作电压是制造厂保证可以长期处在超过额定电压 10~15%下可 靠工作的电压。
选择电器时，应选电器的最高工作电压不小于装置正常运行的工作电压即：
（1.1～1.5）UN≥Un
式中
电器的额定电压；
装置正常运行的工作电压。
注意：对充有石英砂的熔断器，不能用于额定电压高于或低于熔断器额定
电压的电网中，例如 110 千伏的熔断器不能用于 6 千伏的电网中。
2、按工作电流选择
电器的额定电流是指在实际温度不超过电器计算温度 θ0 的条件下，电器 所能允许长期连续通过的最大工作电流。这时电器所有部分的发热温度都不超 过允许值。
在选择电器时，必须使电器的额定电流不小于电器所在电流中的最大正常 工作电流，即：
IN≥In
式中 IN——电器的额定电流；
In——电器所在电路中的最大正常工作电流（应考虑电路可能的持续
过负荷）。
若电器在高于 θ0 的环境温度但不超过+60。C 下工作时，其允许工作电流
IX 应小于额定电流使用，IX 可由下式决定：
IX= IN n x n 0
式中 θn——电器正常允许发热温度。
θx——实际环境温度。
θ0——计算温度。
若电器在最高环境温度低于 θ0 工作时，则电器的允许工作电流可略增大，
每低于计算温度 θ0 一度，高压电器的允许工作电流可以比额定值增大 5%，但 总增值不能超过额定值的 20%。
3、按装置种类型式选择
电器常被制成屋内和屋外两种类型：屋内型不受任何特殊的大气影响，屋 外型可以经受风、霜、雨、露、积雪、覆冰、灰尘和有害气体等的影响。当屋 外配电装置在尘秽很严重或空气中含有有害气体的地区时不需加强电器的绝缘， 选用特殊绝缘构造的加强型电器，或选用额定电压高一级的电器。
4、按断路器容量选择
断路器的额定断流量 IrN 或额定断流容量 SrN 是指断路器在额定电压时的 断流能力。断路器断开的实际电流是断路器的灭弧出头开始分离的瞬间，电路 内短路电流的有效值。因此按断流能力选择断路器时，必须满足以下条件：
IrN≥I″
SRn≥S″
式中 IrN——电器的额定断流量，千安；
SRn——额定断流容量，兆伏安； I″——次暂态短路电流，千安； S″——次暂态三相短路容量，兆伏安。
4、1、3 校验短路电流热稳定的基本方法
1、短路时导体的最高允许温度
短路时短路电流通过电器和载流导体，引起发热，将使导体的温度不断升 高，直至故障切除为止。在短路过程中，决定导体的允许最高发热温度的主要 因素是导体的机械强度、导电接触部分的工作可靠程度和所用绝缘材料的耐热 性能。
载流导体的热稳定校验，就是计算出短路电流通过导体时，导体产生的最
高发热温度 θK，与导体短路时允许的最高温度作比较，符合下述条件，便认 为导体具有足够的热稳定度：
θK≤θmax
但在热稳定的验算中，并不一定都直接算出短路时导体最高发热温度来比较， 各种电器具体的热稳定校验方法叙述见下。
2、短路持续时间
校验导体的热稳定时，必须首先知道短路电流持续时间 t
t=tp+t0
式中 tp—— 距离短路点最近的主保护装置的动作时间，秒；
t0—— 断路器分闸时间，秒。
断路器分闸时间包括断路器固有分闸时间 tin 和电弧持续时间 tarc，
即： t0=tin+ tarc
3、 短路电流作用的假想时间的确定
在实际计算中，为简化计算方法，假设在短路过程中通过导体的是短路稳态 电流值，且其值不变，而相应的短路实际作用时间用一假想的时间代替。称作 短路电流作用的假想时间。
又由于短路电流时间是由周期分量和非周期分量组成，在短路过程中总的 发热量应等于两个分量发热量之和，这样与这两个分量相应，假想时间也应由 周期分量作用的假想时间和非周期分量作用的假想时间组成。于是
t
i
0
2 k
dt I
2 K
t f =IK2×(tfp+tfa)
式中 ik---- 短路电流的瞬时值，千安；
Ik----短路稳态电流，千安；
tf--- 短路电流的全部假想时间，秒；
tfp--- 短路电流的周期分量作用的假想时间，秒；
tfp 短路电流的非周期分量作用的假想时间，秒。 4、短路时导体发热温度的计算
在实际计算中短路电流通过导体时的发热温度，可按短路时导体发热温度 曲线来计算。（煤矿电工手册 4-3-8 页图 3-1-2 示）
短路前导体的温度可用下式确定：
I n I cc
2
θn=θ0+(θcc-θ0)( )
式中 θn——正常工作时导体的发热温度。
In——正常实际工作电流。
Icc——导体允许载流量。
θcc——导体在正常工作时的允许发热温度。
θ0——周围介质的计算温度。 5、按热稳定计算导体最小截面
在热稳定计算中为简化计算，常按导体在通过短路电流是的允许最高发
热条件计算出导体的最小允许截面与锁选导体截面进行比较。其中最小导体最 小截面公式为：
Amin=IK
t f amax an
值。
式中 amax——根据 θmax 从图 3-1-2 纵坐标由相应曲线查得对应的横坐标
an——从图 3-1-2 曲线查得对应的横坐标值。
则：
Amin= I K tt
C
式中 C——材料热稳定系数。在粗略计算时可采用下表中的值计算。
IK——短路电流稳态值。
t t——短路电流作用的假象时间。 导体种类和材料 铜母线 铝母线 C 值 170 95 65 60 钢母线 直接与地连接
不直接与地连接 4.2
母线的选择
根据第一篇中负荷计算部分计算电流为 1657.5KA，即 In m=165.7KA
4.2.1 按允许截流量选择截面
Icc≥In m
查《煤矿电工手册》中表 3-2-5 多片矩形母线最大允许截流量 选: 铝母线 LMY
n(mm2)
2（120×10） 350 C 平放 竖放 2615 2840 25 C 平放 2945 4.2.2
0 40 C 平放 2410 竖放 2620 0 竖放 3200 热稳定校验
Amin= I k K sk t f
C
C 查《煤矿电工手册》表 3-1-7
Ksk 集肤效应系数查表 3-2-8～3-2-13
铝母线 C=95
KSK=1.42
由于是无限大容量系统供电，此时 tf=t+0.05
t=tp+t0=0.05+0.03=0.08
tf=0.08+0.05=0.13 将以上数据代入
Amin= I k K sk t f
C
= 1657.5 1.42 0.13 95 =7.50
A＞Amin
满足要求
也可查《电工手册》表 3-2-14 中矩形母线 120×10 在 tf=0.13 时通过的短 路电流值为 281KA，大于实际值，满足要求。
4.2.3 动稳定校验
利用简化计算表 3-2-17（煤矿电工手册）校验
查 LMY－120×10 母线平放 l=120，a=25 允许通过的电流值为 129 千安，大
于实际值 18.8569，满足要求。
4.3 断路器的选择
4.3.1
35KV 侧路器的选择
SW2-35
额定容量 动稳定极通过电流 峰值 有效值
户外多油断路器
额定电压 额定电流 35
1000 1500 1500 63. 39.2
热稳定允许通过的短路稳态电流 KA，假想时间 tf，(s) 0.1～1 39.2 1.25 39.2 1.5 39.2 1.75 37.5 2.0 35.1 2.5 31.4 3.0 28.6 3.5 26.5 1.按电压
Umax≥UN
满足要求 2.按电流
1657.5 6 =284.1A
IN=600＞In=
35
所以，满足要求 3.动稳定
imax≥ish
imax=63.4KA
ish=62.253KA
imax＞ish
所以，满足要求
4.热稳定
It=39.2KA
IK t f =I∞ t f =24.413× 1 =24.413KA
t t 1
It＞IK t f
t
所以，满足要求
4.3.2
6KV 侧断路器的选择
SN1-10
动稳定极限 电流（KA） 热稳定 2.5 28 3.0 25.5 3.5 23 户内少油断路器
额定 电流 （A） 600 额定电压 （KV ） 10 额定容量 （KVA） 200 峰值 有效值 0.1～1 1.25～2.0 52 30 30 30 1.按电压校验
10＞6
即：
Umax≥UN 满足要求
2.按电流校验
IN=600
In=39.33A
即：
IN＞In
所以，满足要求
3.动稳定校验
imax=52KA
ish=37.87KA
imax＞ish
所以，满足要求
4.热稳定校验
It=30KA
IK t f = 14.85× 1 =14.85KA
t 1
It＞IK t f
t 所以，满足要求
4.4 隔离开关的选择
4.4.1 35KV 侧隔离开关的选择
名称：户内隔离开关 型号：GN2——35T
额定电压 额定电流 动稳定 峰值 有效值 KV A 35 600 64 37 1.按电压校验
热稳定 0.1-1-2.0 37 Umax≥UN 满足要求
2.按电流校验
IN=600
In=284.1A
即：
IN＞In
所以，满足要求
3.动稳定校验
imax=64KA
ish=62.253KA
imax＞ish
所以，满足要求
4.热稳定校验
It=37KA
IK t f =I∞ t f =24.413KA
t t
It＞IK t f
t
所以，满足要求
4、4、2
额定电压 KV
6KV 侧隔离开关的选择
额定电流 A 动稳定 峰值 有效值 热稳定 0.1-1 名称：户内隔离开关 型号：GN86——10T
6 10 1.按电压校验
Umax=10
600 52 30 30
UN=6 Umax≥UN 满足要求
2.按电流校验
IN=600
In=39.33A
即：
IN＞In
所以，满足要求
3.动稳定校验
imax=52KA
ish=37.87KA
imax＞ish
所以，满足要求
4.热稳定校验
It=30KA
IK t f =I∞ t f =14.85KA
t t
It＞IK t f
t
所以，满足要求
4.5
额定电流 400 负荷开关的选择
最大开断电流 850 极限通过电流 30 5 秒热稳定电 流 8.5 名称：FN 型户内负荷开关 型号：FN3——10R
额定电压 6 1.按电压校验
Umax=6
UN=6
Umax≥UN 满足要求
2.按电流校验
IN=400KA
即：
IN＞In
所以，满足要求
3.动稳定校验
Imax=30KA
Ish=28.66KA
Imax＞Ish
所以，满足要求
4.热稳定校验
It=8.5KA
IK t f =I∞ t f =1.8KA
t t
It＞IK t f
t
所以，满足要求
4、6 熔断器的选择
产品型号：RN2——10 额定电流范围：0.5A 最大切断电流：85KA
最大切断容量：不小于 1000MVA
切断极限电流时电流最大峰值（限流）：300KA 生产厂家；抚瓷、西瓷 1.按电压校验
Ur=6
UN=6
Ur≥UN 满足要求
2.按电流校验
限流式：
Ibr=400KA I∞=18.8569KA
即：
Ibr＞I∞
所以，满足要求
3.按短路容量校验
SrN≥1000MVA S//=215.56MVA
SrN＞S// 所以，满足要求
4、7 电流互感器的选择
4、7、1 主变二次侧电流互感器的选择
型号：LDCD-10-D/D-1000 变比：1000/5
生产厂家：沈低、牡互、北宣互 1.动稳定校验
imax=95KA
ish=48.085KA
imax＞ish 所以，满足要求
2.热稳定校验
Kth=80 I1N=1000
Kth.I1N=80×1000=8×104
IK t f 103=253× 0.1 ×103=8×104
1 t
Kth.I1N＞IK t f 103 t 所以，满足要求
4、7、2 Φ2.5 变、北西变电所电流互感器的选择
型号：LFCQ-10
变比：100/5 生产厂家：沈低、上互、北宣互
1 秒热稳定倍数 动稳定倍数 110 250 1.动稳定校验
长度 mm 620
imax=70.5KA
ish=37.87KA
imax＞ish 所以，满足要求
2.热稳定校验
条件： It2t≥I∞2tim
tim t
即：
It≥I∞ t=1s 时
It=24
I∞ tim =14.85×1=14.85
t 也即：
It≥I∞ tim t 所以，满足要求
4、7、3
型号：LFC-10 变比：200/5
高强皮带变电所电流互感器的选择
生产厂家：沈低、上互、湖开、哈尔宾新生开关厂
1 秒热稳定倍数 75 1.动稳定校验
动稳定倍数 165 imax=70.5KA ish=32.72KA
长度 mm 700
imax＞ish 所以，满足要求
2.热稳定校验
条件： It2t≥I∞2tim
即：
It≥I∞ tim
t
It=16 t=1s 时
I∞ tim =12.83×1=12.83
t
也即：
It≥I∞ tim
t
所以，满足要求
注：其它电流互感器的选择与校验方法与上述方法相同。在此不一一进行 选择、校验。
4、8 电压互感器的选择
4、8、1 主变一次侧电压互感器的选择
型号：JDZ—35 生产厂家：上互 原线圈 35 1、一次侧电压：
副线圈 0.1 Ur1=UN=35kV Um1≥Uw
辅助线圈 —— 额定容量 250 2、二次侧电压：
Ur2=0.1kV 为不完全星形来接线 满足要求。
4、8、2 母线侧电压互感器的选择
型号：JDZ1—6 生产厂家：上互、沈低、牡互 原线圈 副线圈 6 0.1 1、一次侧电压：
辅助线圈 —— 额定容量 200 Ur1=UN=6kV Um1≥Uw
2、二次侧电压：
Ur2=0.1kV 为不完全星形来接线
满足要求。
注：其它电压互感器的选择与校验方法与上述方法相同。在此不一一进行 选择、校验。
4、9 电力线缆的选择
4、9、1 井下中央变电所电缆的选择
型号：ZQD50—3×150 外径：59.3mm 1.动稳定校验 2.热稳定校验
重量：12638kg/km 一般不进行动稳定校验 Amin=150
I 18.86 tim = tim
150 C
其中：C——热稳定系数。查《供配电系统》150 页表 5-1
取 C=150
所以 Amin≥ I tim
C
满足要求
4、9、2 其它变电所电缆的选择
型号：ZLQ20—3×95
计算外径：44.1mm 参考重量：4669kg/km 1.动稳定校验
一般不进行动稳定校验
2.热稳定校验
Amin=95
I 14.85 tim = tim
90 C
其中：C——热稳定系数。查《供配电系统》150 页表 5-1
取 C=90
tim ＜1
所以 Amin＞ I tim
C
满足要求
注: 电缆只做井下电缆的选择与校验。
一水平、二水平中央变电所所用电缆型号均相同为 ZQD50——3×150
型，只是两个变电所距地面距离不同。一水平 400 米，二水平 670 米。所以一 水平型号为 ZQD50-3×150-400，二水平型号为;ZQD50-3×150-670.
4、10
高压开关柜的选择
4、10、1 井下中央变电所
型号：GKFC——1 型高压开关柜 G K F C ——
其中：G——高压开关柜
K——一般矿用型 F——封闭式结构 C——手车式 1——设计序号
额定电压 6KV 额定电流 断流容量 100MVA 操作方式 手动 母线系统 单母线 重量 800kg
600A 1.按电压校验 r=UN=6kv
1
2.按电流校验
I 额=600A
IC=593A
即： I 额＞IC
所以，满足要求
3、按容量校验
S 额=100MVA SC=6162KVA
所以 S 额＞SC
满足要求
4、10、2
6KV 母线侧高压开关柜的选择
型号：GG——1A 型高压开关柜
型式 固定式 额定电流 2000A 布置方式 靠墙 额定容量 300 重量 740-1400kg 1.按电压校验 U=U=6kv
rN
2.按电流校验
I 额=2000A
IC=593A
即： I 额＞IC
所以，满足要求
3、按容量校验
S 额=300MVA SC=6372KVA
所以 S 额＞SC
满足要求
4、10、3 矿用隔爆型高压配电箱
一、Φ2.5 变、北西变电所 型号：PB3——6GA 型
最高工作电压 6.9KV
100A 4.8KA 50MVA 额定电流 额定开断电流 容量 极限通过电流 峰值 12.5 有效值 7.2
1.按电压校验
Ur=UN=6kv Um=6.9
Un=6
Um＞Un
2.按电流校验
I 额=100A
IC=39.33A
即： I 额＞IC
所以，满足要求
3、按容量校验
S 断=50MVA
SC=408.75KVA
所以 S 断＞SC
满足要求
二、高强皮带变电所 型号：PB3——6GA 型
最高工作电压 6.9KV 额定电流 300A 断流容量 50MVA 1.按电压校验
Ur=UN=6kv Um=6.9
Un=6
Um＞Un
2.按电流校验
I 额=300A
IC=27.06A
即： I 额＞IC
所以，满足要求
3、按容量校验
S 断=50MVA SC=281.25KVA
所以 S 断＞SC
满足要求
注：其它变电所防爆配电箱的选择方法与上述方法相同，且均采用 PB3— 6GA 型，只是额定电流有所不同。
4、11 电源线的选择
1、主供电源（谢四电源）
型号：LGJ——150——2.5KM
2、别用电源（谢一电源）
型号：LGJ——150——4.5KM 载流量：445A
取自《煤矿电工手册》1987 年 9 月第一版 4-7-46 页 表 7-4-2
3、供电能力核定
A= 3 ×35×445/0.9=29974KVA＞17725KVA（矿区总功率） 所以满足要求
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