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1、 母線的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€選擇的項(xiàng)目母線選擇的項(xiàng)目母線選擇的項(xiàng)目一般包括:母線選擇的項(xiàng)目一般包括: 母線材料、類(lèi)型和布置方式; 導(dǎo)體截面; 熱穩(wěn)定; 動(dòng)穩(wěn)定等項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn); 對(duì)于110kV以上母線要進(jìn)行電暈的校驗(yàn); 對(duì)重要回路的母線還要進(jìn)行共振頻率的校驗(yàn)。 母線的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€的材料母線的材料 配電裝置的母線常用導(dǎo)體材料有銅、鋁和鋼。銅的電阻率低,機(jī)械強(qiáng)度大,抗腐蝕性能好,是首選的母線材料。 但是銅在工業(yè)和國(guó)防上的用途廣泛,還因儲(chǔ)量不多,價(jià)格較貴,所以一般情況下,盡可能以鋁代銅,只有在大電流裝置及有腐蝕性氣體的屋外配電裝置中,才考慮用銅作為母線材料。 母線的選擇

2、與校驗(yàn)?zāi)妇€的選擇與校驗(yàn)常用硬母線的類(lèi)型常用硬母線的類(lèi)型 常用的硬母線截面有矩形、槽形和管形。矩形母線常用于35kV及以下、電流在4000A及以下的配電裝置中。單條矩形截面積最大不超過(guò)1250mm2。當(dāng)工作電流超過(guò)最大截面單條母線允許電流時(shí),可用小于4的幾條矩形母線并列使用。 槽形母線機(jī)械強(qiáng)度好,載流量較大,集膚效應(yīng)系數(shù)也較小,一般用于40008000A的配電裝置中。管形母線集膚效應(yīng)系數(shù)小,機(jī)械強(qiáng)度高,管內(nèi)還可通風(fēng)和通水冷卻,因此,可用于8000A以上的大電流母線。另外,由于圓形表面光滑,電暈放電電壓高,因此可用于110kV及以上配電裝置。 母線的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€的布置方式母線的布

3、置方式 圖7-11為矩形母線的布置方式示意圖。當(dāng)三相母線水平布置時(shí),圖7-7(a)與圖7-7(b)相比,前者散熱較好,載流量大,但機(jī)械強(qiáng)度較低,而后者情況正好相反。圖7-7(c)的布置方式兼顧了前二者的優(yōu)點(diǎn),但使配電裝置的高度增加,所以母線的布置應(yīng)根據(jù)具體情況而定。 母線截面選擇母線截面選擇按最大長(zhǎng)期工作電流選擇按最大長(zhǎng)期工作電流選擇 除配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體(20m以下)按最大長(zhǎng)期工作電流選擇截面外,其余導(dǎo)體的截面一般按經(jīng)濟(jì)密度選擇。 母線長(zhǎng)期發(fā)熱的允許電流al , 應(yīng)不小于所在回路的最大長(zhǎng)期工作電流max,即 Kalmax (7-31)式中 al相對(duì)于母線允許溫度和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下導(dǎo)體

4、 長(zhǎng)期允許電流; K綜合修正系數(shù),與環(huán)境溫度和導(dǎo)體連接方式等 有關(guān),其中溫度修正系數(shù)參考式(7-3)。 母線截面選擇母線截面選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面可使年綜合費(fèi)用最低,年綜合費(fèi)用包括電流通過(guò)導(dǎo)體所產(chǎn)生的年電能損耗費(fèi)、導(dǎo)體投資和折舊費(fèi)、利息等。從降低電能損耗角度看,母線截面越大越好,而從降低投資、折舊費(fèi)和利息的角度,則希望截面越小越好。 綜合這些因素,使年綜合費(fèi)用最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的母線截面稱(chēng)為母線的經(jīng)濟(jì)截面,對(duì)應(yīng)的電流密度稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)電流密度。表7-7為我國(guó)目前仍然沿用的經(jīng)濟(jì)電流密度值。 母線截面選擇母線截面選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇表7-7 經(jīng)

5、濟(jì)電流密度值 A/mm2按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面按下式計(jì)算式中 max通過(guò)導(dǎo)體的最大工作電流,A; Jec經(jīng)濟(jì)電流密度,A/mm2。ececJISmax 母線的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€熱穩(wěn)定校驗(yàn)?zāi)妇€熱穩(wěn)定校驗(yàn) 按正常電流及經(jīng)濟(jì)電流密度選出母線截面后,還應(yīng)按熱穩(wěn)定校驗(yàn)。按熱穩(wěn)定要求的導(dǎo)體最小截面為 (7-33)式中 短路電流穩(wěn)態(tài)值 (A) Ks集膚效應(yīng)系數(shù),對(duì)于矩形母線截面在100mm2以 下,Ks=1。 tdz熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間,s。 C熱穩(wěn)定系數(shù)。sdzKtCISmin 母線的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€熱穩(wěn)定校驗(yàn)?zāi)妇€熱穩(wěn)定校驗(yàn) 熱穩(wěn)定系數(shù)C值與材料及發(fā)熱溫度有關(guān)。C值如表7-8。 母

6、線的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 各種形狀的母線通常都安裝在支持絕緣子上,當(dāng)沖擊電流通過(guò)母線時(shí),電動(dòng)力將使母線產(chǎn)生彎曲應(yīng)力, 因此必須校驗(yàn)?zāi)妇€的動(dòng)穩(wěn)定性。 安裝在同一平面內(nèi)的三相母線,其中間相受力最大,即 (7-34)式中 Kf母線形狀系數(shù),當(dāng)母線相間距離遠(yuǎn)大于母線截面 周長(zhǎng)時(shí), Kf =1。其他情況可由有關(guān)手冊(cè)查得。 l母線跨距,(m); a母線相間距,(m)。)(NaliKFchf27max10732. 1 母線的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)10maxlFM 母線通常每隔一定距離由絕緣瓷瓶自由支撐著。因此當(dāng)母線受電動(dòng)力作用時(shí),可以將母線看

7、成一個(gè)多跨距載荷均勻分布的梁,當(dāng)跨距段在兩段以上時(shí),其最大彎曲力矩為 (7-35) 若只有兩段跨距時(shí),則 (7-36)式中 Fmax 一個(gè)跨距長(zhǎng)度母線所受的電動(dòng)力(N)。10maxlFM 母線的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)WMca 母線材料在彎曲時(shí)最大相間計(jì)算應(yīng)力為 (7-37)式中 W母線對(duì)垂直于作用力方向軸的截面系數(shù),又稱(chēng)抗彎矩(m3),其值與母線截面形狀及布置方式有關(guān),對(duì)常遇到的幾種情況的計(jì)算式列于圖7-12中。 要想保證母線不致彎曲變形而遭到破壞,必須使母線的計(jì)算應(yīng)力不超過(guò)母線的允許應(yīng)力,即母線的動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)條件為 (7-38)式中 al一母線材料的允許應(yīng)力,

8、對(duì)硬鋁母線al =69MPa; 對(duì)硬銅母線al =137MPa。alca 母線的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)圖圖母母線線抗抗彎彎矩矩W計(jì)計(jì)算算表表712 母線的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€的選擇與校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)1max10FWlal 如果在校驗(yàn)時(shí), ,則必須采取措施減小母線的計(jì)算應(yīng)力,具體措施有:將母線由豎放改為平放;放大母線截面,但會(huì)使投資增加;限制短路電流值能使大大減小,但須增設(shè)電抗器;增大相間距離a;減小母線跨距 l 的尺寸,此時(shí)可以根據(jù)母線材料最大允許應(yīng)力來(lái)確定絕緣瓷瓶之間最大允許跨距,即 (7-38)式中 F1單位長(zhǎng)度母線上所受的電動(dòng)力(N/m) 當(dāng)矩形

9、母線水平放置時(shí),為避免導(dǎo)體因自重而過(guò)分彎曲,所選取的跨距一般不超過(guò)1.52m??紤]到絕緣子支座及引下線安裝方便,常選取絕緣子跨距等于配電裝置間隔的寬度。alca 電纜的選擇與校驗(yàn)電纜的選擇與校驗(yàn)電纜的基本知識(shí)電纜的基本知識(shí) 電纜的基本結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電芯、絕緣層、鉛包(或鋁包)和保護(hù)層幾個(gè)部分。供配電系統(tǒng)中常用的電力電纜,按其纜芯材料分為銅芯和鋁芯兩大類(lèi)。按其采用的絕緣介質(zhì)分油浸紙絕緣和塑料絕緣兩大類(lèi)。 電纜制造成本高,投資大,但是具有運(yùn)行可靠、不易受外界影響、不需架設(shè)電桿、不占地面、不礙觀瞻等優(yōu)點(diǎn)。 電力電纜是根據(jù)其結(jié)構(gòu)類(lèi)型、電壓等級(jí)和經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇,并須校驗(yàn)以其最大長(zhǎng)期工作電流、正常運(yùn)行情況

10、下的電壓損失以及短路時(shí)的熱穩(wěn)定進(jìn)行。 短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定可以不必校驗(yàn)。 電纜的選擇與校驗(yàn)電纜的選擇與校驗(yàn)按按結(jié)構(gòu)類(lèi)型與額定電壓結(jié)構(gòu)類(lèi)型與額定電壓選選擇擇 1. 按結(jié)構(gòu)類(lèi)型選擇電纜(即選擇電纜的型號(hào))按結(jié)構(gòu)類(lèi)型選擇電纜(即選擇電纜的型號(hào)) 根據(jù)電纜的用途、電纜敷設(shè)的方法和場(chǎng)所,選擇電纜的芯數(shù)、芯線的材料、絕緣的種類(lèi)、保護(hù)層的結(jié)構(gòu)以及電纜的其它特征,最后確定電纜的型號(hào)。常用的電力電纜有油浸紙絕緣電纜、塑料絕緣電纜和橡膠電纜等。隨著電纜工業(yè)的發(fā)展,塑料電纜發(fā)展很快,其中交聯(lián)聚乙烯電纜,由于有優(yōu)良的電氣性能和機(jī)械性能,在中、低壓系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。 2. 按額定電壓選擇按額定電壓選擇 可按照電纜的額定電壓

11、UN不低于敷設(shè)地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓UNs的條件選擇,即UNUNs (7-40) 電纜的選擇與校驗(yàn)電纜的選擇與校驗(yàn)按按最大長(zhǎng)期工作電流選擇電纜截最大長(zhǎng)期工作電流選擇電纜截面面 一般根據(jù)最大長(zhǎng)期工作電流選擇,但是對(duì)有些回路,如發(fā)電機(jī)、變壓器回路,其年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)超過(guò)5000h,且長(zhǎng)度超過(guò)20m時(shí),應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇。 (1)按最大長(zhǎng)期工作電流選擇)按最大長(zhǎng)期工作電流選擇 電纜長(zhǎng)期發(fā)熱的允許電流al , 應(yīng)不小于所在回路的最大長(zhǎng)期工作電流max,即K al max (7-41)式中 al相對(duì)于電纜允許溫度和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下導(dǎo)體長(zhǎng) 期允許電流; K綜合修正系數(shù)。 電纜的選擇與校驗(yàn)電纜的選擇與校驗(yàn)按

12、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面 經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面時(shí): (7-41) 按經(jīng)濟(jì)電流密度選出的電纜,必須按最大長(zhǎng)期工作電流校驗(yàn)。按經(jīng)濟(jì)電流密度選出的電纜,還應(yīng)決定經(jīng)濟(jì)合理的電纜根數(shù),截面S150mm2時(shí),其經(jīng)濟(jì)根數(shù)為一根。當(dāng)截面大于150 mm2時(shí),其經(jīng)濟(jì)根數(shù)可按S/150決定。例如計(jì)算出Sec為200mm2,選擇兩根截面為120 mm2的電纜為宜。 為了不損傷電纜的絕緣和保護(hù)層,電纜彎曲的曲率半徑不應(yīng)小于一定值。為此,一般避免采用芯線截面大于185 mm2的電纜。ececJISmax 電纜的選擇與校驗(yàn)電纜的選擇與校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn) 電纜截面熱穩(wěn)定的校驗(yàn)方法與母線熱穩(wěn)定校驗(yàn)方法相同。滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面可按下式求得 (7-42)式中 C與電纜材料及允許發(fā)熱有關(guān)的系數(shù),如表7-8所示。 驗(yàn)算電纜熱穩(wěn)定的短路點(diǎn)按下列情況確定:(1)單根無(wú)中間接頭電纜,選電纜末端短路;長(zhǎng)度小于200m 的電纜,可選電纜首端短路。(2)有中間接頭的電

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