高压配电装置整定

高压配电装置整定(一)
配电装置整定计算

配电装置整定计算

整定计算：审 核：机电副总：机电矿长：

1、系统概况…………………………………………………3 2、短路电流和短路容量计算………………………………3 3、开关整定计算原则………………………………………31 4、高压开关整定计算、校验………………………………32

一、地面变电所…………………………………………………3

二、井下变电所…………………………………………………34 1、系统概况…………………………………………………34 2、短路电流和短路容量计算………………………………34 3、开关整定计算原则………………………………………34 三、井下低压系统整定计算校验………………………………41

高压供电系统整定计算

一、矿井供电系统概况

1)、供电系统简介

********双回路分别来自徐庄变电站8板、11板经两趟高压架空线路送到地面变电所。8板庄矿线10Kv 线路型号

LGJ-70/10，长度4.8Km，下杆为MYJV22-70/10,长度200米，另一回路11板庄西线，线路型号LGJ-70/10，长度4.8Km，下杆为MYJV22-70/10,长度200米。下井一回路电缆型号为

MYJV42-10Kv 3×50，长度为0.35km，下井二回路电缆型号为MYJV42-10Kv 3×50，长度为0.35km。中央变电所到采区变电所一回路电缆型号为MYJV42-10Kv 3×35，长度为0.6km，中央变电所到采区变电所二回路电缆型号为MYJV42-10Kv 3×35，长度为0.6km。平地变电所共11面高压开关柜，1板高压开关柜为一路总进线柜，8板高压开关柜为二路总进线柜，7板高压开关柜为联络柜，4板高压开关柜为平地一号变压器，10板高压开关柜为平地二号变压器，3板高压开关柜为高压下井一回路，9板高压开关柜为高压下井二回路，11板高压开关柜为高压电容，5板高压开关柜为主井专变。井下中央变电所有高爆开关8台，1号高爆为一回路总进，8号高爆为二回路总进，5号高爆为联络，6号高爆带一号变压器，4号高爆带二号变压器，3号高爆带三号变压器，2号高爆为采区变电所二回路，7号高爆为采区变电所

一回路。井下采区变电所共5台高爆，1号高爆为一回路总进，2号高爆为二回路总进，3号高爆为联络，4号高爆为一号变压器，5号高爆带二号变压器。平地一号变型号为S9-500/10/0.4Kv,平地二号变型号为S9-500/10/0.4Kv,平地主井专变为S9-200/10/6Kv，井下中央变电所一号变型号为KBSG-315/10/0.69,井下中央变电所二号变型号为KBSG-315/10/0.69,井下中央变电所三号变型号为KBSGZY-100/10/0.69，井下采区变电所一号变压器型号为KBSG-315/10/0.69,井下采区变电所二号变压器为KBSG-315/10/0.69。地面变电所和井下配电所采用双回路供电

分列运行供电方式。

二、矿井供电系统短路电流计算 系统资料:

⑴上级变电站主要参数为：有电业局提供徐庄35变电站10KV侧标么值为：最大运行方式下：0.7475 最小运行方式下：0.802 系统容抗：100KVA ⑵线路参数

8板架空线线径为70平方毫米，长度为4.8km，查表参数：r10=0.45Ω/km, x10=0.358Ω/km;

11板架空线线径为70平方毫米，长度为4.8km，，查表参数：r20=0.45Ω/km, x20=0.358Ω/km;【高压配电装置整定】

下井一回路电缆线径为70平方毫米，长度为0.35km，查

表参数：r30=0.3Ω/km, x30=0.08Ω/km;

下井二回路电缆线径为70平方毫米，长度为0.35km，查表参数：r40=0.3Ω/km, x40=0.08Ω/km;

中央变电所到采区变电所一回路电缆线径为35平方毫米，长度为0.6km，查表参数：r30=0.6Ω/km, x30=0.08Ω/km; 中央变电所到采区变电所二回路电缆线径为35平方毫米，长度为0.6km，查表参数：r40=0.6Ω/km, x40=0.08Ω/km;

⑶本矿电力变压器参数

⑷短路电流和短路容量计算

1）8板架空线的电抗和电阻的标幺值：

X1da

*

xL

U

10

1

da21da

0.358×4.8×

100

=1.7184 102

高压配电装置整定(二)
高压开关整定计算

井下高压开关整定计算

井下6KV线路电压取6000V，功率因数取0.80，负荷率取1，干线同时系数取0.80。在统计一个对拉工作面或碛头及其它负荷时，考虑同时工作设备的最大负荷，同时系数取１。

一、+215m水平

（一）+215m水平北九石门

１、供瓦斯抽采开关（５0 A）整定

（1）过载保护整定：

负荷为瓦斯泵55 Kw，24162风巷绞车47.8，总负荷P为１０２.８Kw，最大电机55Kw，

I11.15Pe/8.71.15102.8/8.713.6A

故：Ｉ＝Ｚ１13.60.27倍　　　　　取0.650 (2)短路保护整定

Ｉ＝Ｚ２IQeIeIgeki379.554.970.99　　　取2.0 508.7

式中：

IQe:本石门最大的负荷起动电流，即瓦斯泵起动负荷为最大，则

IQe=1.15×55×6=379.5（A）

I

Ie:其余负荷电流（A）， e1.1548.754.97A

Ige: 高压配电装置额定电流值(A) 50

2、供24162干变开关（５0 A）整定

（1）过载保护整定：

负荷为采煤机150 Kw，24162工作面溜子55KW，总负荷P为206.2Kw，最大电机150Kw，

I11.15Pe/8.71.15206.2/8.727.3A

27.3故：Ｉ＝0.45倍　　　　　取0.5Ｚ１50 (2)短路保护整定

Ｉ＝Ｚ２IQeIeIgeki103564.632.53　　　取3.2 508.7

式中：

IQe:本石门最大的负荷起动电流，即采煤机起动负荷为最大，则

IQe=1.15×150×6=1035（A）

I

Ie:其余负荷电流（A）， e1.1556.264.63A

Ige: 高压配电装置额定电流值(A) 50

（二）+215m水平北八石门

１、供2416１干变开关（５0 A）整定

（1）过载保护整定：

负荷为采煤机150 Kw，24162工作面溜子55KW，总负荷P为206.2Kw，最大电机150Kw，

I11.15Pe/8.71.15206.2/8.727.3A

27.3故：Ｉ＝0.45倍　　　　　取0.5Ｚ１50 (2)短路保护整定

Ｉ＝Ｚ２IQeIeIgeki103564.632.53　　　取3.2 508.7

式中：

IQe:本石门最大的负荷起动电流，即采煤机起动负荷为最大，则

IQe=1.15×150×6=1035（A）

Ie:其余负荷电流（A），

Ie1.1556.264.63A

Ige: 高压配电装置额定电流值(A) 50

２、供信号照明开关（５0 A）整定

（1）过载保护整定：

负荷为信号照明 10KVA。

I11.15Pe/8.71.1510/8.71.32A 故：Ｉ1.32

Ｚ１＝500.02倍　　　　　取0.15

(2)短路保护整定

ＩIQeIe69

Ｚ２＝I508.70.159　　　取1

gek

i

式中：

IQe:本石门最大的负荷起动电流，即瓦斯泵起动负荷为最大，则

IQe=1.15×10×6=69（A）

Ie:其余负荷电流（A），

Ie0A

Ige: 高压配电装置额定电流值(A) 50

3、供九号石门开关（100 A）整定

（1）过载保护整定：

负荷为采煤机150 Kw总负荷P为309Kw，最大电机150Kw， I11.15Pe/8.71.15309/8.740.8A

故：Ｉ＝40.8 Ｚ１1000.41倍　　　　　取1

(2)短路保护整定

Ｉ＝IQeIe182.85

Ｚ２I1035

geki1008.71.40　　　取3.0

式中：

IQe:本石门最大的负荷起动电流，即采煤机起动负荷为最大，则

IQe=1.15×150×6=1035（A）

Ie:其余负荷电流（A），

Ie1.15159182.85A

Ige: 高压配电装置额定电流值(A) 100

4、供24161、2416机道开关（100 A）整定

（1）过载保护整定：

总负荷P为118.4Kw，最大电机25Kw，

I11.15Pe/8.71.15118.4/8.715.65A 故：Ｉ15.65

Ｚ１＝1000.16倍　　　　　取0.35

(2)短路保护整定

ＩIQeIe.5107.41

Ｚ２＝Igek172

i1008.70.32　　　取2.0

式中：

IQe:本石门最大的负荷起动电流，即采煤机起动负荷为最大，则

IQe=1.15×25×6=172.5A）

Ie:其余负荷电流（A）， Ie1.1593.4107.41A Ige: 高压配电装置额定电流值(A) 100

5、供2416机道开关（100 A）整定

（1）过载保护整定：

总负荷P为197Kw，最大电机80Kw， I11.15Pe/8.71.15197/8.723A 故：ＩＺ１＝231000.23倍　　　　　取0.25

(2)短路保护整定

＝IQeIe552134.55

Ｚ２I1008.70.79　　　取1

geki

式中：

IQe:本石门最大的负荷起动电流，即采煤机起动负荷为最大，则

IQe=1.15×80×6=552(A）

Ie:其余负荷电流（A）， Ie1.15134.55A

Ige: 高压配电装置额定电流值(A) 100

（三）+215m水平北七石门

１、供215北八石门开关（100 A）整定【高压配电装置整定】

（1）过载保护整定：

总负荷P为840.6Kw，最大电机150Kw， I11.15Pe/8.71.15840.6/8.7100A 故：Ｉ＝100

Ｚ１1001倍　　　　　取1.02 Ｉ

高压配电装置整定(三)
高低压供电系统继电保护整定实例

********

********高低压配电装置整定计算

整定计算：审 核：机电副总：机电矿长：

1、系统概况…………………………………………………3 2、短路电流和短路容量计算………………………………3 3、开关整定计算原则………………………………………31 4、高压开关整定计算、校验………………………………32

一、地面变电所…………………………………………………3

二、井下变电所…………………………………………………34 1、系统概况…………………………………………………34 2、短路电流和短路容量计算………………………………34 3、开关整定计算原则………………………………………34 三、井下低压系统整定计算校验………………………………41【高压配电装置整定】

高压供电系统整定计算

一、矿井供电系统概况

1)、供电系统简介

********双回路分别来自徐庄变电站8板、11板经两趟高压架空线路送到地面变电所。8板庄矿线10Kv 线路型号

LGJ-70/10，长度4.8Km，下杆为MYJV22-70/10,长度200米，另一回路11板庄西线，线路型号LGJ-70/10，长度4.8Km，下杆为MYJV22-70/10,长度200米。下井一回路电缆型号为

MYJV42-10Kv 3×50，长度为0.35km，下井二回路电缆型号为MYJV42-10Kv 3×50，长度为0.35km。中央变电所到采区变电所一回路电缆型号为MYJV42-10Kv 3×35，长度为0.6km，中央变电所到采区变电所二回路电缆型号为MYJV42-10Kv 3×35，长度为0.6km。平地变电所共11面高压开关柜，1板高压开关柜为一路总进线柜，8板高压开关柜为二路总进线柜，7板高压开关柜为联络柜，4板高压开关柜为平地一号变压器，10板高压开关柜为平地二号变压器，3板高压开关柜为高压下井一回路，9板高压开关柜为高压下井二回路，11板高压开关柜为高压电容，5板高压开关柜为主井专变。井下中央变电所有高爆开关8台，1号高爆为一回路总进，8号高爆为二回路总进，5号高爆为联络，6号高爆带一号变压器，4号高爆带二号变压器，3号高爆带三号变压器，2号高爆为采区变电所二回路，7号高爆为采区变电所

一回路。井下采区变电所共5台高爆，1号高爆为一回路总进，2号高爆为二回路总进，3号高爆为联络，4号高爆为一号变压器，5号高爆带二号变压器。平地一号变型号为S9-500/10/0.4Kv,平地二号变型号为S9-500/10/0.4Kv,平地主井专变为S9-200/10/6Kv，井下中央变电所一号变型号为KBSG-315/10/0.69,井下中央变电所二号变型号为KBSG-315/10/0.69,井下中央变电所三号变型号为KBSGZY-100/10/0.69，井下采区变电所一号变压器型号为KBSG-315/10/0.69,井下采区变电所二号变压器为KBSG-315/10/0.69。地面变电所和井下配电所采用双回路供电

分列运行供电方式。

二、矿井供电系统短路电流计算 系统资料:

⑴上级变电站主要参数为：有电业局提供徐庄35变电站10KV侧标么值为：最大运行方式下：0.7475 最小运行方式下：0.802 系统容抗：100KVA ⑵线路参数

8板架空线线径为70平方毫米，长度为4.8km，查表参数：r10=0.45Ω/km, x10=0.358Ω/km;

11板架空线线径为70平方毫米，长度为4.8km，，查表参数：r20=0.45Ω/km, x20=0.358Ω/km;

下井一回路电缆线径为70平方毫米，长度为0.35km，查

表参数：r30=0.3Ω/km, x30=0.08Ω/km;

下井二回路电缆线径为70平方毫米，长度为0.35km，查表参数：r40=0.3Ω/km, x40=0.08Ω/km;

中央变电所到采区变电所一回路电缆线径为35平方毫米，长度为0.6km，查表参数：r30=0.6Ω/km, x30=0.08Ω/km; 中央变电所到采区变电所二回路电缆线径为35平方毫米，长度为0.6km，查表参数：r40=0.6Ω/km, x40=0.08Ω/km;

⑶本矿电力变压器参数

⑷短路电流和短路容量计算

1）8板架空线的电抗和电阻的标幺值：

X1da

*

xL

U

10

1

da21da

0.358×4.8×

100

=1.7184 102

高压配电装置整定(四)
矿用隔爆高压真空配电装置过流整定方法研究

　　摘要：随着首采工作面不断投入运行，导致采区变电所、中央变电所高压真空配电装置频繁跳闸，甚至越级跳闸，进而在一定程度上影响了工作的生产的顺利进行，在这种情况下，需要对其跳闸原因进行研究分析，进而确保煤矿生产顺利进行。

　　关键词：过流保护 智能保护器 整定计算
　　1 问题产生
　　平煤公司五家矿进行改扩建后，实现了综采综放综掘，井下高压供电系统为：6kV入井电缆→地面井下中央变电所6kV→高压电缆→采区变电所→6kV高压电缆→矿用变压器或移动变电站。随着首采工作面的投产，采区变电所和中央变电所高压真空配电装置频繁出现跳闸甚至越级跳闸，故障现象均为短路或过负荷，而供电系统实际运行中并没有短路事故，证明开关继电保护没有起到应有的作用。
　　继电保护的任务是：①能自动地、迅速地借助于断路器将故障部分从供电系统中切除，减轻故障危害，防止故障蔓延；②根据运行维护条件，确定保护是作用于信号还是跳闸。而对继电保护的基本要求是：选择性、快速性、灵敏性和可靠性。所以，高开继保频繁跳闸和越级跳闸，证明继保整定存在问题。
　　2 问题查找
　　通过重新审查供电设计、现场检查高压配电装置和翻阅高压配电装置说明书，发现整定计算时，机电区技术员使用的计算公式还是早先使用的旧公式，整定也是按早先GL型继电器来进行，而现在的高压配电装置都是电脑综合保护了，而且不同型号的高压配电装置电脑综合保护整定的方法还不一样，出现定值过大或过小，导致问题产生。
　　目前本矿共计有4种高压配电装置，分别是PB3-
　　6GA型、BGP43-6/630A型、PBG-630/10（6）Y型和PJG-630/10（6）Y型，其中PB3-6GA型较古老，装有瞬时动作的过电流继电器，已经被淘汰，后三种是新型的永磁机构真空断路器，电脑综合保护的高压真空配电装置，查阅使用说明书得知：
　　2.1 BGP43-6/630A型高压配电装置所用的智能开关监控保护装置为SDZB-G10.31B型，过流保护技术参数为：
　　①短路保护动作电流值按电流互感器二次电流（5A）的1.6倍、2.0倍、3.0倍、4.0倍、5.0倍、6.0倍、8.0倍、10.0倍分级整定。
　　②过载整定分档可调，标称值分别为配电装置额定工作电流的0.2倍、0.3倍、0.4倍、0.5倍、0.6倍、0.7倍、0.8倍、0.9倍、1.0倍、1.2倍、1.4倍。负载电流超过过载电流标称整定值1.1倍报警并开始反时限延时。
　　值得注意的是，在该型开关的保护中，过载保护整定时，负载的额定工作电流（计算电流）以高压配电装置的额定电流倍数整定。
　　2.2 PBG-630/10（6）Y型高压配电装置的电脑综合保护器型号为SDIB-G10.31C型。过流保护技术参数为：
　　①短路保护动作电流值换电流互感器二次电流（5A）的1.6、2.0倍、3.0倍、4.0倍、5.0倍、6.0倍、8.0倍、10.0倍分级整定。
　　②过载保护按电流互感器5A的0.2、0.3、0.4、0.6、0.8、1.2、1.4倍分级整定，进行定时限及反时限保护。
　　2.3 PJG-630/10（6）Y型高压配电装置使用的智能开关监控保护装置为ZKJB-2000型，其过流保护功能有短路保护、两段式定时限过流保护、反时限过流保护、三段式零序过流保护，其过流保护整定分为短路、过流和过载三种，动作值整定方法均按下式计算Idz=Io・Kb/Ci
　　Idz――保护整定值；Io――额定电流；Kb――整定倍数；Ci――电流互感器变比。
　　3 整定计算
　　3.1 13#高压配电装置为BGP43-6/630A型、其所带负荷为KBSG-630/6/1.2型变压器，电流互感器变比200/5A，对于变压器的继电保护过载保护计算使用变压器的额定一次测电流，短路保护使用低压侧三相短路电流周期分量的有效值。但在实际使用中变压器不会满载，本台变压器实际运行时负荷率β=450/630=0.714=71.4%，所以在整定中，过载保护使用变压器的实际负荷计算电流，短路保护使用按躲开最大一台电机的启动电流加上其他电机的运转电流来整定。
　　①过载整定
　　Iop≥K.Id=56A
　　K――最大电流系数；Id――实际计算电流。
　　200A×0.3=60A>56A，所以取该保护器的0.3倍整定，过载反延时整定档位为1档，2倍整定电流跳闸时间11-12秒。
　　②短路整定
　　Idz≥k×Idmax/kb×ki=1.3×1160/5×40=7.54A
　　Idmax――最大启动电流；Kb――电压互感器变压比
　　5×1.6=8A>7.54A 所以短路整定为1.6倍
　　按变压器二次出现现端两相短路电流周期分量有效值校验：
　　Ke=Id1（2）/Kb・ki・Idz=4800/5×40×8=3>1.5 满足要求
　　Id1（2）――变压器二次出线端两相短路电流周期分量有效值。
　　3.2 9#高压隔爆配电装置为PJG-200/6Y型，所带负荷为综采工作面轨道运输巷（风巷）设备。配出电缆型号为MYPTJ-6/10-3×70mm2电缆。计算负荷有功功率P=1041.6kw，视在功率S=1388.9kva，一次计算负荷电流I=133.7A，实际最大电流Id=173.8A。
　　根据公式Idz=I0・Kb/Ci短路选为8倍，过流选为6倍，过载选为1.2倍。
　　整定结果如下：
　　短路整定值Idz=173.8×8/40=34.76A
　　过流整定值Igz=173.8×6/40=26.1A
　　过载整定值Iop=173.8×1.2/40=5.21A
　　3.3 1#配电装置为PBG-500/6Y型，当采用图一接线方式时，1#与7#整定值相同。当4#联络断开时，7#送电，则负荷容量发生变化，整定值也不同。如图所示分列运行（7#断开、4#中间联络闭合送电），1#配电装置所带负荷为全矿井井下所有负荷，计算负荷视在功率S=3870kva，入井计算负荷电流Id=372.4A。
　　①过载保护整定
　　Iop≥K・Id/Ki=4.47A 5/4.47≈1.12<1.2
　　所以过载保护按电流互感器5A的1.2倍整定，延时整定档位2档，延时4.2秒。
　　② 短路保护整定
　　Idz≥K・Kb・Id/Ki=22.35A 22.35/5=4.47<5
　　短路保护动作电流值按电流互感器二次电流的5倍整定，动作时间小于0.1秒。
　　4 结语
　　①开关型号不同，整定方法也不同。②新型开关保护器均为电脑保护器，整定计算公式与原来开关采用继电器保护的公式有差别。③系统运行方式不同（供电方式不同），开关所带负荷不同，整定结果也不同。④当变压器实际负荷小于其容量时，按其实际计算的负荷电流来整定，比按变压器的额定电流整定要准确。
　　参考文献：
　　[1]王维检.电力系统继电保护基本原理[M].清华大学出版社，1992.
　　[2]崔景岳，等.煤矿供电[M].煤炭工业出版社，1988.
　　[3]顾永辉，等.煤矿电工手册第二分册[M].煤炭工业出版社，1987.

高压配电装置整定(五)
煤矿供电短路电流计算

　　【摘 要】短路电流作为煤矿三大保护过流保护中不可或缺的一项，在煤矿供电安全有很重要的作用，因此，本文在对短路电流的概念等做了简要介绍后，就煤矿短路电流的计算做了简单阐述。

　　【关键词】供电系统；短路电流；计算
　　引言
　　近年来，随着矿井规模不断增大，井下机械自动化程度及设备的不断更新，给矿井供配电系统带来很大压力。为减少和降低煤矿供电事故发生的可能，必须加强煤矿供电安全管理，而短路保护作为其中一项有着相当重要作用。
　　1 短路的原因
　　1.1 定义
　　短路故障是指运行中的电力系统或工厂供配电系统的相与相，或相与地之间发生的金属性非正常连接。
　　1.2 短路的原因
　　（1）电气绝缘损坏分自然老化、各种形式的过电压、机械损伤。
　　（2）运行人员误操作
　　（3）其他因素，包括一些自然现象（如风、雷、冰雹、雾）及鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间。
　　2 短路电流计算
　　计算短路电流时，高压系统中，若R<1/3X，可忽略R，在低压系统中，若X<1/3R，可忽略X，由此引起的误差均不大。
　　在高压系统中， （式中R已经忽略）
　　为井下采区变电所10kV高压母线上的三相短路容量，若井下采区变电所10kV母线上的短路容量数据不详，可用该变电所高压配电箱的额定断流容量进行近似计算。
　　3 总结
　　通过短路电流的计算可以确定供电系统的接线和运行方式，有利于电气设备和限流电抗器的选择，并且对继电保护装置的选择和整定起着关键的作用，另外接地装置需根据短路电流进行设计；在设计户外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。
　　综上所述，短路电流计算对我们煤矿供电系统的稳定起着关键的作用。
　　作者简介：
　　褚建宇（1983—），男，汉族，山西阳泉人，2007年毕业于河南城建学院电气工程及其自动化专业，学士学位，助理工程师，现在潞安集团余吾煤业公司供电科工作，主要从事电气专业设计及管理工作。

高压配电装置整定(六)
供电短路电流的电动力效应及热效应

　　【摘 要】供电系统发生短路时，短路电流要比正常电流大得多。短路电流通过电气设备或载流导体时，一方面产生很大的电动力，即短路电流的电动力效应，这可能使设备受到破坏或产生永久性变形；另一方面强大的短路电流会产生很大的热量，这会造成设备温度升高，使导体机械强度降低，以致变形或接触部分连接状态恶化。设备的温度升高使绝缘强度降低，并加速老化，过高的温度会使绝缘破坏。为了正确选择电气设备及载流导体，保证电气设备可靠地工作，必须用短路电流的电动力效应及热效应对电气设备进行校验。下面将对短路电流的电动力效应及热效应进行分析、计算，以便合理地选择电气设备或载流导体。

　　【关键词】短路电流；电动力；热效应
　　1 短路电流的电动力效应
　　1.1 导体间的作用力计算
　　对于两平行导体，通过电流分别为i1、和i2时，其相互间的作用力可以用比一沙定律计算为：
　　F=■×10-7（1）
　　式中：i1、i2――两导体中的电流瞬时值，A；
　　J――平行导体长度，m；
　　α――两平行导体中心线距，m。
　　式（1）在导体的尺寸与线间距离α相比很小，且导体很长时才正确。对于矩形截面的导体（如母线），相互距离较近时，其作用力可仍用上式计算，但需乘以形状系数加以修正。
　　式中 Ks――导体形状系数，对于矩形导体曲线求得。
　　形状系数曲线以■为横坐标，线间距离与导体半周长之比。参变量m是宽与高之比。
　　1.2 电气设备的动稳定电流
　　对于成套电气设备，因其长度L、导线间的中心距α、形状系数Ks均为定值，故此力只与电流大小有关。因此，成套设备的动稳定性常用设备极限通过电流来表示。
　　为了便于用户选择，制造厂家通过计算和试验，从承受电动力的角度出发，在产品技术数据中，直接给出了电气设备允许通过的最大峰值电流，这一电流称作电气设备的动稳定电流。有的厂家还给出了这个电流的有效值。
　　当成套设备的允许极限通过电流峰值（或最大值）ies>ish（三相短路电流冲击值）时，或极限通过电流有效值时Ies>Ish，设备的机械强度就能承受冲击电流的电动力，即电气设备的抗力强度合格。否则不合格，应按动稳定性要求重选。
　　2 短路电流的热效应
　　2.1 导体的长时允许温度和短时允许温度
　　导体通过正常负荷电流时，由于它具有电阻，因此要产生电能损耗。这种电能损耗转换为热能，一方面使导体的温度升高，另一方面向周围介质散热。当导体内产生的热量与导体向周围介质散发的热量相等时，导体就维持在一定的温度。
　　在线路发生短路时，强大的短路电流将使导体温度迅速升高。由于短路保护装置很快动作，切除短路故障，所以短路电流通过导体的时间不长，通常不会超过2～3s。因此，在短路过程中，可不考虑导体向周围介质的散热，即近似地认为在短路时间内短路电流在导体中产生的热量，全部用来升高导体的温度。
　　曲线是载流导体从正常工作状态进入短路状态的发热变化过程。在t1之前是正常的负荷电流通过导体时产生的温度，几乎恒定不变（假设恰好为长时允许温度θp）。
　　在t1时刻发生短路，温度近似直线上升。在t2时刻，断路器将短路故障切除，此时温度不再上升（设为θk）。短路时导体中产生的热量虽然很大，导体温升很高，但其作用时间很短，所以允许超过θp很多。如果作用时间稍长，将会使绝缘烧毁和造成导体氧化。因此，我国《高压配电装置规程》中规定了各种导体的短时允许温度θp.k与长时允许温度θp的差值，即导体的最大短时允许温升τp.k（τp.k=θp.k-θp）。
　　各种导体的长时允许温度θp、短时允许温度θp.k和最大短时允许温升τp.k。
　　规定了导体的最大短时允许温升τp.k后，导体或电气设备的短路热稳定条件便可确定为τk≤τp.k（2）
　　式中：τk――电气设备载流导体短路时的实际温升，℃。
　　2.2 短路电流的假想作用时间
　　要计算短路后导体的最高温度θk，必须计算短路过程中短路电流ik在导体中产生的热量θtk。根据焦耳一楞次定律，短路电流在导体中产生的热量可由下式确定：θtk=■i■■R■dt
　　式中：ik――短路电流，A；
　　Rav――导体的平均电阻，Ω；
　　tk――短路电流存在的时间，s。
　　由于短路电流是一个幅值变动的量，尤其在有限容量电源系统中，短路电流周期分量的幅值也在变化，因此利用上式进行发热计算比较困难，在实际计算中都采用简化的计算方法。这种简化的计算方法是将短路电流产生的热量，假设是由短路电流稳态值I∞。经某一假想时间所产生，又由于短路电流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 等于这两个短路电流分量发出的热量之和。与这两个分量对应，假想时间也应由周期分量的假想时间和非周期分量的假想时间组成。根据这种假设，短路电流的发热量为则短路电流的假想作用时间为
　　式中：ti――短路电流的假想作用时间，s；
　　ti.pe――短路电流周期分量的假想作用时间，s；
　　ti.op――短路电流非周期分量的假想作用时间，s。
　　上式说明，短路电流的稳态值I∞。在假想作用时间ti内，在导体中所产生的热量等于短路电流ik，在实际作用时间tk内所产生的热量。短路电流的假想作用时间等于短路电流周期分量的假想作用时间ti.pe与非周期分量的假想作用时间ti，op之和。在无穷大容量电源系统中，周期分量的假想作用时间就等于短路电流的实际作用时间，即ti.pe=tk。
　　短路电流的实际作用时间tk等于继电保护动作时间tr，与断路器的断路时间tc之和，即： 　　ts=tr+tc（3）
　　继电保护的动作时间tr可由保护装置的整定时限确定。断路器的断路时间tc对快速动作的断路器取0.1s，对低速动作的断路器取0.2s。
　　在有限容量电源系统中，短路电流周期分量的假想时间需查曲线来求取。用时请查有关手册。
　　非周期分量的假想作用时间ti.op，无论对有限容量电源系统，还是无限大容量电源系统，均可采用有名制法导出，即：
　　ti.op=0.05β"2（4）
　　对于无限大容量电源系统，由于I"=I∞，β"=I"/I∞=1，故短路电流非周期分量的假想作用时间ti.oP=0.05s。于是短路电流的假想作用时间ti为
　　ti=tk+0.05（5）
　　当短路电流持续时间tk≥1s，时，非周期分量的假想作用时间ti.op可忽略不计，此时认为ti=ti.pe=tk。
　　2.3 导体的最小热稳定截面
　　对于母线和电缆等导线，常需要确定其满足短路热稳定条件的最小允许截面积Smin。由于认为短路电流所产生的热量全部用于提高导体的温度，使其产生温升τk，因此可写出导体在短路时的热平衡方程式为：
　　I■■R■t■=slyc■τ■，
　　式中：S――导体的截面积，mm2；
　　L――导体的长度，m；
　　Y――导体的密度，g/cm3；
　　Cav――导体的平均比热容，J/（g・℃）。
　　将导体电阻Rav=■代入上式，并整理得：
　　I2∞ti=DYCavτks2
　　当导体截面积S≥Smin时，便可满足导体的热稳定条件。
　　2.4 成套电气设备的热稳定校验
　　对于断路器、负荷开关、隔离开关、电抗器及高压配电箱等高压成套电气设备，导体的材料和截面积已确定，其温升主要取决于通过的电流大小和作用时间的长短。为了便于用户进行热稳定性校验，厂家在这些电气设备的技术参数中给出了与某一时间t（如1s、5s、10s等）相对应的热稳定电流Its，此时可直接通过下式进行热稳定校验：
　　I2tstts≥I2∞ti
　　式中 Its――设备的热稳定电流，A；
　　tts――与Its相对应的热稳定时间，s。
　　[责任编辑：汤静]

高压配电装置整定

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