华中科技大学电气设备选择.pptx

1.限流电抗器的作用限流电抗器的作用 限制短路电流限制短路电流（1）线路电抗器）线路电抗器（2）母线电抗器）母线电抗器（3）变压器回路）变压器回路(hul)电抗器电抗器 2.限流电抗器的结构类型限流电抗器的结构类型（1）混凝土柱式限流电抗器）混凝土柱式限流电抗器 串接在线路或电缆馈线上，使出线能选用串接在线路或电缆馈线上，使出线能选用轻型轻型(qn xn)(qn xn)断路器以及减小馈线电缆的截断路器以及减小馈线电缆的截面。面。串接在发电机电压母线的分段串接在发电机电压母线的分段(fn dun)(fn dun)处或处或主变压器的低压侧，用来限制厂内、外短路时的短主变压器的低压侧，用来限制厂内、外短路时的短路电流，也称为母线分段路电流，也称为母线分段(fn dun)(fn dun)电抗器。当线电抗器。当线路上或一段母线上发生短路时，它能限制另一段母路上或一段母线上发生短路时，它能限制另一段母线提供的短路电流。线提供的短路电流。安装在变压器回路中，用于限制短路电流，安装在变压器回路中，用于限制短路电流，以便变压器回路能选用轻型断路器。以便变压器回路能选用轻型断路器。构成：绕组、水泥支柱及支持绝缘子。构成：绕组、水泥支柱及支持绝缘子。第四节第四节 限流电抗器的选择限流电抗器的选择 第一页，共95页。（2）分裂电抗器（3）干式空心(kng xn)限流电抗器 3.限流电抗器型号 分裂电抗器每相线圈有中间分裂电抗器每相线圈有中间(zhngjin)(zhngjin)抽头，一抽头，一般中间般中间(zhngjin)(zhngjin)抽头接电源侧，两端头接负荷侧，抽头接电源侧，两端头接负荷侧，现被广泛应用。现被广泛应用。能承受能承受(chngshu)户外恶劣的气象条件，户外恶劣的气象条件，可在户内、户外使用。可在户内、户外使用。1K23451 1：结构特点：结构特点：N N水泥柱式；水泥柱式；F F分裂式分裂式 K K：电抗器：电抗器 2 2：线圈材料：线圈材料：L L铝线；铜线不表示铝线；铜线不表示 3 3：额定电压（：额定电压（kVkV）4 4：额定电流（：额定电流（A A）5 5：电抗百分数（：电抗百分数（%）第二页，共95页。限流限流电电抗器分抗器分 普通普通(ptng)电抗电抗器器分裂分裂(fnli)电抗器电抗器一、普通一、普通(ptng)电抗器的选择电抗器的选择 1额定电压选择：额定电压选择：UN UNs 2额定电流选择：额定电流选择：IN Imax 3电抗百分值的选择电抗百分值的选择 电抗器的百分值：电抗器的百分值：是以其是以其本身本身额定电压和额定电流为基准的额定电压和额定电流为基准的 在所选基准电压和基准电流下的电抗器的标幺值：在所选基准电压和基准电流下的电抗器的标幺值：第四节第四节 限流电抗器的选择限流电抗器的选择 第三页，共95页。电抗器的百分值与标幺值的关系电抗器的百分值与标幺值的关系(gun x)为为 选择选择出出线电线电抗器抗器电电抗百分抗百分值值的条件是：的条件是：经过电经过电抗器限流后的次抗器限流后的次暂态暂态短短路路电电流流(dinli)I”不大于不大于轻轻型断路器的型断路器的额额定开断定开断电电流流(dinli)INbr。如果系如果系统统至至电电抗器前的等效抗器前的等效(dn xio)电电抗抗为为x*，线线路路电电抗器抗器的的选择选择条件条件为为 电抗百分值的选择电抗百分值的选择 第四页，共95页。电抗电抗(dinkng)器电抗器电抗(dinkng)标幺值应满足标幺值应满足 由电抗由电抗(dinkng)标幺值与百分值的关系可得标幺值与百分值的关系可得 出出线电线电抗器抗器电电抗百分抗百分值值一般一般(ybn)选选3%6%，母，母线电线电抗器抗器电电抗抗百分百分值值一般一般(ybn)选选8%12%。4电压损失校验电压损失校验 第五页，共95页。负荷功率因数负荷功率因数(n l yn sh)角，一般取角，一般取sin。电压损失主要是由回路电流的无功分量电压损失主要是由回路电流的无功分量(fn ling)在电抗上产生的。在电抗上产生的。5母线母线(mxin)残压校验残压校验 6热稳定和动稳定校验热稳定和动稳定校验 iesish 热稳定：热稳定：动稳定：动稳定：二、分裂电抗器的选择二、分裂电抗器的选择(请大家按照上述分析思路自学请大家按照上述分析思路自学)第六页，共95页。【例【例6-4】试选择试选择某某发电发电机机10kV机机压压母母线线上的出上的出线电线电抗器，要求装抗器，要求装设设出出线电线电抗器后可以采用抗器后可以采用SN10-10I型断路器，型断路器，额额定开断定开断电电流流为为INbr=16kA。已知。已知线线路最大持路最大持续续工作工作电电流流为为350A，功率因数，功率因数为为，系系统统火火电电厂厂总总容量容量(rngling)300MVA，归归算到算到电电抗器前的系抗器前的系统总统总电电抗抗为为，出，出线继电线继电保保护动护动作作时间为时间为2s，断路器全开断，断路器全开断时间为时间为。解解 基准基准(jzhn)选取：选取：Sd=100MVA，Ud，Id。根据安装地点根据安装地点(ddin)电网电压和持续工作电流初选电网电压和持续工作电流初选NKL-10-400型电抗器。型电抗器。归算到基准容量下电抗器前的系统总电抗为归算到基准容量下电抗器前的系统总电抗为 选择电抗百分值选择电抗百分值 第七页，共95页。曾曾选选用用电电抗抗(dinkng)百分百分值为值为3%的的电电抗抗(dinkng)器，器，动稳动稳定不能定不能满满足要求，改足要求，改选电选电抗抗(dinkng)百分百分值为值为4%的的电电抗抗(dinkng)器。器。重新计算电抗器后短路重新计算电抗器后短路(dunl)电流电流 求计算求计算(j sun)电抗电抗 第八页，共95页。查运算曲线，求出短路查运算曲线，求出短路(dunl)电流为电流为 动稳定动稳定(wndng)校验校验 热稳定热稳定(wndng)校验校验 第九页，共95页。电压电压(diny)损失校验损失校验 残压校验残压校验(xio yn)可以可以(ky)看出，看出，选选用用NKL-10-400-4型型电电抗器抗器满满足要求。足要求。第十页，共95页。按照使用环境按结构特点按工作特性(txng)高压熔断器的型号户内式和户外户内式和户外(h wi)(h wi)式式 支柱支柱(zhzh)(zhzh)式和跌落式式和跌落式 限流型和非限流型限流型和非限流型 例如：例如：RW4RW410/5010/50型，即指额定电流型，即指额定电流50A50A、额定电压、额定电压10kV10kV、户外、户外4 4型高压熔断器。型高压熔断器。表示自爆式表示自爆式 代表产品名称代表产品名称R R熔断器熔断器 代表安装场所代表安装场所N N户内式；户内式；W W户外式。户外式。设计系列序号设计系列序号 额定电压，额定电压，kVkV 补充工作特性补充工作特性G G改进型；改进型；Z Z直流专用；直流专用；GYGY高原型高原型 额定电流，额定电流，A A 612345B 第五节第五节 高压熔断器的选择高压熔断器的选择 第十一页，共95页。户内式高压户内式高压(goy)(goy)熔断器熔断器 户内高压户内高压(goy)(goy)熔断器全部熔断器全部是限流型熔断器是限流型熔断器.以以RN1RN1型为典型代表的设计序型为典型代表的设计序号为奇数系列的熔断器，用于号为奇数系列的熔断器，用于3 335kV35kV的电力线路和电气设备的过的电力线路和电气设备的过载和短路保护；载和短路保护；以以RN2RN2型为代表的设计序号为型为代表的设计序号为偶数系列的熔断器，专门用于保偶数系列的熔断器，专门用于保护护3 335kV35kV的电压互感器，用于对的电压互感器，用于对高压高压(goy)(goy)电压互感器的过载及电压互感器的过载及短路保护。短路保护。户内高压熔断器主要部分为熔户内高压熔断器主要部分为熔管和熔体，熔管内管和熔体，熔管内(un ni)(un ni)配置配置有瓷柱，瓷柱上等间距绕有熔体，有瓷柱，瓷柱上等间距绕有熔体，熔管的两端配置有压帽，其间填充熔管的两端配置有压帽，其间填充有石英砂。有石英砂。1 1熔管；熔管；2 2静触头座；静触头座；3 3支持绝缘子；支持绝缘子；4 4底座；底座；5 5接线座；接线座；6 6瓷质熔管；瓷质熔管；7 7黄铜端盖；黄铜端盖；8 8顶盖；顶盖；9 9陶瓷芯；陶瓷芯；1010熔体；熔体；1111小锡球；小锡球；1212石英砂；石英砂；1313细钢丝；细钢丝；1414、1414熔断指示器熔断指示器第十二页，共95页。1.户外跌落(dilu)式高压熔断器 跌落式熔断器主要跌落式熔断器主要(zhyo)(zhyo)由熔丝具、熔丝管和熔丝元由熔丝具、熔丝管和熔丝元件三部分构成。件三部分构成。户外跌落式熔断户外跌落式熔断器广泛应用于器广泛应用于10kV10kV架架空空(jikng)(jikng)配电线路配电线路的支线及用户进线处、的支线及用户进线处、35kVA35kVA以下容量的配电以下容量的配电变压器一次侧以及电变压器一次侧以及电力电容器等设备作为力电容器等设备作为过载或短路保护和进过载或短路保护和进行系统、设备投、切行系统、设备投、切操作之用。操作之用。1 1上接线端；上接线端；2 2上静触点；上静触点；3 3上动触点；上动触点；4 4管帽；管帽；5 5操作环；操作环；6 6熔管；熔管；7 7熔丝；熔丝；8 8下动触点；下动触点；9 9下静触点；下静触点；1010下接线端；下接线端；1111绝缘瓷瓶；绝缘瓷瓶；1212固定安装板固定安装板户外式高压熔断器户外式高压熔断器 第十三页，共95页。2.户外(h wi)支柱式高压熔断器 RXW RXW3535型限流式熔断器主要用于保护电压互感器。由瓷套、型限流式熔断器主要用于保护电压互感器。由瓷套、熔管及棒形支持熔管及棒形支持(zhch)(zhch)绝缘子和接线端帽等组成。绝缘子和接线端帽等组成。熔管装于瓷熔管装于瓷套中，熔件放在套中，熔件放在充满石英砂填粒充满石英砂填粒的熔管内。熔断的熔管内。熔断器的灭弧原理与器的灭弧原理与RNRN系列限流式有系列限流式有填料高压填料高压(goy)(goy)熔断器的灭弧原熔断器的灭弧原理基本相同，均理基本相同，均有限流作用。有限流作用。1 1熔断体；熔断体；2 2瓷套；瓷套；3 3紧固件；紧固件；4 4支持绝缘子；支持绝缘子；5 5接线帽接线帽户外式高压熔断器户外式高压熔断器 第十四页，共95页。高压熔断器高压接触器配合，用熔断器作为保护电器，高压熔断器高压接触器配合，用熔断器作为保护电器，开断保护电流，而接触器作为操作元件，接通或断开负荷开断保护电流，而接触器作为操作元件，接通或断开负荷电流；其实就是将高压断路器的两种功能分开，大量的操电流；其实就是将高压断路器的两种功能分开，大量的操作功能由接触器完成，而极少数的保护功能由熔断器完成，作功能由接触器完成，而极少数的保护功能由熔断器完成，降低了经济降低了经济(jngj)(jngj)成本。成本。F-CF-C回路回路(hul)(hul)第十五页，共95页。高压高压(goy)(goy)熔断器的选择熔断器的选择高压高压(goy)(goy)熔断器型式的选择熔断器型式的选择屋外跌开式，屋内式。屋外跌开式，屋内式。第十六页，共95页。限流、不限流限流、不限流限流熔断器在熔件融化后，其电流未达到最大值限流熔断器在熔件融化后，其电流未达到最大值之前，就立即减小到零的熔断器。之前，就立即减小到零的熔断器。不限流熔断器在熔件熔化后，电流几乎不减小，不限流熔断器在熔件熔化后，电流几乎不减小，仍继续仍继续(jx)(jx)达到其最大值，在第一次过零或经过达到其最大值，在第一次过零或经过几个半周期之后电弧才熄灭。几个半周期之后电弧才熄灭。高压熔断器额定高压熔断器额定(dng)(dng)电压的电压的选择选择不限流式不限流式 Un=Uns Un=Uns限流式限流式 Un=Uns Un=Uns，不宜使用在低于熔断，不宜使用在低于熔断器额定器额定(dng)(dng)电压的电网中。电压的电网中。第十七页，共95页。高压高压(goy)(goy)熔断器额定电流熔断器额定电流的选择的选择熔管的额定电流熔管的额定电流 INft INft 应大于等于熔体应大于等于熔体(rn t)(rn t)的额定电流的额定电流INfsINfs使熔断器壳不致损坏。使熔断器壳不致损坏。INft =INfs INft =INfs熔体熔体(rn t)(rn t)的额定电流的额定电流1 1、被保护设备：、被保护设备：35KV35KV及以下电力变压器及以下电力变压器熔体额定电流选择：熔体额定电流选择：I INfsNfs =K Imax =K ImaxK K可靠系数（不计电动机自启动时可靠系数（不计电动机自启动时K K，考虑电动，考虑电动机自启动时）机自启动时）ImaxImax电力变压器回路最大工作电流电力变压器回路最大工作电流第十八页，共95页。2 2、被保护、被保护(boh)(boh)设备：电力电容器设备：电力电容器熔体额定电流选择：熔体额定电流选择：INfs =K INc INfs =K INcK K可靠系数（对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时，可靠系数（对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时，当一组电力电容器时）当一组电力电容器时）INcINc电力电容器回路电力电容器回路(hul)(hul)的额定电流的额定电流目的：当系统电压升高或波形畸变引起回路目的：当系统电压升高或波形畸变引起回路(hul)(hul)电流增大或电流增大或运行中产生涌流时不应误熔断。运行中产生涌流时不应误熔断。熔断器开断电流校验熔断器开断电流校验(xio yn)(xio yn)不限流式：不限流式：INbr=Ish INbr=Ish 限流式：限流式：INbr=I”INbr=I”对于没有限流作用的熔断器，选择时用冲击电流的有效值对于没有限流作用的熔断器，选择时用冲击电流的有效值IshIsh进行校进行校验验(xio yn)(xio yn)；对于有限流作用的熔断器，在电流达最大值之前已；对于有限流作用的熔断器，在电流达最大值之前已截断，故可不计非周期分量的影响，而采用截断，故可不计非周期分量的影响，而采用I”I”进行校验进行校验(xio yn)(xio yn)。第十九页，共95页。1.额定电压额定电压(diny)选择选择2.额定电流选择额定电流选择3.熔断器开断电流校验熔断器开断电流校验4.熔断器选择性校验熔断器选择性校验UNUNs 熔管额定电流熔管额定电流 INftINfs35kV35kV及以下电力变压器及以下电力变压器的高压的高压(goy)(goy)熔断器熔熔断器熔体体 INfs=KImax 不计电动机自启动时不计电动机自启动时K K考虑考虑(kol)(kol)电动机自启动时电动机自启动时K K 保护电力电容器高压保护电力电容器高压熔断器熔体额定电流熔断器熔体额定电流 INfs=KINC 一台电力电容器时一台电力电容器时K K一组电力电容器时一组电力电容器时K K INbrIsh（或（或 ）为了保证前后两级熔断器之间或熔断器与电源为了保证前后两级熔断器之间或熔断器与电源（或负荷）保护装置之间动作的选择性（或负荷）保护装置之间动作的选择性 对于保护电压互感器用的高压熔断器，只需按额对于保护电压互感器用的高压熔断器，只需按额 定电压及断流容量两项来选择。定电压及断流容量两项来选择。高压熔断器的选择高压熔断器的选择 对于没有限流作用的高压熔断器，用冲击电流的有效值对于没有限流作用的高压熔断器，用冲击电流的有效值I Ishsh进行校验，进行校验，对有限流作用的，用对有限流作用的，用 进行校验。进行校验。第二十页，共95页。母线：在发电厂和变电站的各级电压配电装置中，将发电机、变压器等大型电气设备(shbi)与各种电器装置连接的导体。母线的作用：汇集、分配和传送电能 母线包括：一次设备(shbi)部分的主母线和设备(shbi)连接线、站用电部分的交流母线、直流系统的直流母线、二次部分的小母线等。第六节第六节 裸导体裸导体(dot)(dot)的选择的选择 第二十一页，共95页。（一）敞露母线（一）敞露母线1.按母线的使用材料按母线的使用材料(cilio)分类分类（1）铜母线）铜母线（2）铝母线）铝母线（3）铝合金母线）铝合金母线（4）钢母线）钢母线 铜具有导电率高、机械铜具有导电率高、机械(jxi)(jxi)强度高、耐腐蚀强度高、耐腐蚀等优点，但在工业上有很多重要用途，而且产量少，等优点，但在工业上有很多重要用途，而且产量少，价格贵，故主要用在易腐蚀的地区（如化工厂附近或价格贵，故主要用在易腐蚀的地区（如化工厂附近或沿海地区等）。沿海地区等）。铝的导电率仅次于铜，且质轻、价廉、产量铝的导电率仅次于铜，且质轻、价廉、产量(chnling)(chnling)高，在屋内和屋外配电装置中广泛采用。高，在屋内和屋外配电装置中广泛采用。有铝锰合金和铝镁合金两种。铝锰合金母线载有铝锰合金和铝镁合金两种。铝锰合金母线载流量大，但强度较差，采用一定的补强措施后可广流量大，但强度较差，采用一定的补强措施后可广泛使用；铝镁合金母线机械强度大，但载流量小，泛使用；铝镁合金母线机械强度大，但载流量小，焊接困难，使用范围较小。焊接困难，使用范围较小。钢的机械强度大，但导电性差，仅用在高压钢的机械强度大，但导电性差，仅用在高压小容量电路（如电压互感器回路以及小容量厂用、小容量电路（如电压互感器回路以及小容量厂用、所用变压器的高压侧）、工作电流不大于所用变压器的高压侧）、工作电流不大于200A200A的的低压电路、直流电路以及接地装置回路中。低压电路、直流电路以及接地装置回路中。母线的结构类型母线的结构类型 第二十二页，共95页。2.按母线的截面形状按母线的截面形状(xngzhun)分类分类（1）矩形截面母线）矩形截面母线（2）圆形截面母线）圆形截面母线（3）槽形截面母线）槽形截面母线（4）管形截面母线）管形截面母线（5）绞线圆形软母线）绞线圆形软母线 常用在常用在35kV35kV及以下、持续工作及以下、持续工作(gngzu)(gngzu)电流在电流在4000A4000A及以下的屋内配电装置中。及以下的屋内配电装置中。散热条件好，集肤效应小，安装简单，连接方便散热条件好，集肤效应小，安装简单，连接方便(fngbin)(fngbin)。当工作电流超过最大截面的单条母线之允。当工作电流超过最大截面的单条母线之允许电流时，每相可用两条或三条矩形母线固定在支持绝许电流时，每相可用两条或三条矩形母线固定在支持绝缘子上，每相矩形母线的条数不宜超过三条。缘子上，每相矩形母线的条数不宜超过三条。用在用在110kV110kV及以上的户外配电装置中以防止发生电晕。及以上的户外配电装置中以防止发生电晕。常用在常用在35kV35kV及以下，持续工作电流在及以下，持续工作电流在400040008000A8000A的配电装置中。优点：电流分布均匀，集肤效应小、冷的配电装置中。优点：电流分布均匀，集肤效应小、冷却条件好、金属材料的利用率高、机械强度高。却条件好、金属材料的利用率高、机械强度高。常用在常用在110kV110kV及以上，持续工作电流在及以上，持续工作电流在8000A8000A以以上的配电装置中。优点：集肤效应小，电晕放电电上的配电装置中。优点：集肤效应小，电晕放电电压高，机械强度高，散热条件好。压高，机械强度高，散热条件好。钢芯铝绞线由多股铝线绕单股或多股钢线的外层构钢芯铝绞线由多股铝线绕单股或多股钢线的外层构成，一般用于成，一般用于35kV35kV及以上屋外配电装置中。组合导线及以上屋外配电装置中。组合导线由多根铝绞线固定在套环上组合而成，用于发电机与由多根铝绞线固定在套环上组合而成，用于发电机与屋内配电装置或屋外主变压器之间的连接。屋内配电装置或屋外主变压器之间的连接。第二十三页，共95页。（二）封闭母线（二）封闭母线 1.封闭母线的结构类型封闭母线的结构类型(lixng)（1）按外壳材料分）按外壳材料分 （2）按外壳与母线间的结构形式分）按外壳与母线间的结构形式分 1）不隔相式封闭母线）不隔相式封闭母线 2）隔相式封闭母线）隔相式封闭母线 3）分相封闭式母线）分相封闭式母线 用外壳将母线封闭起来用外壳将母线封闭起来(q li)(q li)，用于单机容，用于单机容量在量在200MW200MW以上的大型发电机组、发电机与变压器之以上的大型发电机组、发电机与变压器之间的连接线以及厂用电源和电压互感器等分支线。间的连接线以及厂用电源和电压互感器等分支线。塑料外壳塑料外壳(wi k)母线和金母线和金属外壳属外壳(wi k)母线母线 三相母线设在没有相间板的公共外壳内，只能防止三相母线设在没有相间板的公共外壳内，只能防止绝缘子免受污染和外物所造成的母线短路，而不能消除绝缘子免受污染和外物所造成的母线短路，而不能消除发生相间短路的可能性，也不能减少相间电动力和钢构发生相间短路的可能性，也不能减少相间电动力和钢构的发热。的发热。三相母线设在相间有金属（或绝缘）隔板的金属三相母线设在相间有金属（或绝缘）隔板的金属外壳之内，可较好地防止相间故障，在一定程度上减外壳之内，可较好地防止相间故障，在一定程度上减少母线电动力和周围钢构的发热，但是仍然可能发生少母线电动力和周围钢构的发热，但是仍然可能发生因单相接地而烧穿相间隔板造成相间短路的故障。因单相接地而烧穿相间隔板造成相间短路的故障。每相导体分别用单独的铝制圆形外壳封闭。根每相导体分别用单独的铝制圆形外壳封闭。根据金属外壳各段的连接方法，又可分为分段绝缘式据金属外壳各段的连接方法，又可分为分段绝缘式和全连式两种。和全连式两种。第二十四页，共95页。2.全连式分相封闭母线的基本结构（1）载流导体（2）支柱绝缘子（3）保护(boh)外壳（4）伸缩补偿装置（5）密封隔断装置 一般用铝制成，采用一般用铝制成，采用(ciyng)(ciyng)空心结构空心结构以减小集肤效应。当电流很大时可采用以减小集肤效应。当电流很大时可采用(ciyng)(ciyng)水内冷圆管母线。水内冷圆管母线。采用多棱边式结构以加长漏电距离采用多棱边式结构以加长漏电距离(jl)(jl)，每个支持点可采用一个至四个绝缘子支持。一般每个支持点可采用一个至四个绝缘子支持。一般采用三个绝缘子支持的结构，具有受力好、安装采用三个绝缘子支持的结构，具有受力好、安装检修方便、可采用轻型绝缘子等优点。检修方便、可采用轻型绝缘子等优点。由由5 58 8毫米的铝板制成圆管形，在外壳上毫米的铝板制成圆管形，在外壳上设置检修与观察孔。设置检修与观察孔。在一定长度范围内设置焊接的伸缩补偿装置；在一定长度范围内设置焊接的伸缩补偿装置；在与设备连接处适当部位设置螺接伸缩补偿装置。在与设备连接处适当部位设置螺接伸缩补偿装置。封闭母线靠近发电机端及主变压器接线端和厂封闭母线靠近发电机端及主变压器接线端和厂用高压变压器接线端，采用大口径绝缘板作为密封用高压变压器接线端，采用大口径绝缘板作为密封隔断装置，并用橡胶圈密封，以保证区内的密封维隔断装置，并用橡胶圈密封，以保证区内的密封维持微正压运行的需要。持微正压运行的需要。第二十五页，共95页。3.全连式分相封闭母线的特点全连式分相封闭母线的特点优点：优点：（1）运行安全、可靠性高）运行安全、可靠性高 （2）母线附近）母线附近(fjn)钢构中的损耗和发热显钢构中的损耗和发热显著减小著减小 （3）短路时母线之间的电动力大为减小）短路时母线之间的电动力大为减小 （4）母线的载流量可做到很大）母线的载流量可做到很大缺点：（缺点：（1）有色金属消耗约增加一倍。）有色金属消耗约增加一倍。（2）外壳产生损耗，母线功率损耗约增加一）外壳产生损耗，母线功率损耗约增加一倍。倍。（3）相同截面母线载流量减小。）相同截面母线载流量减小。各相的外壳相互分开，母线封闭于外壳中，各相的外壳相互分开，母线封闭于外壳中，不受自然环境和外物的影响，能防止相间短路，不受自然环境和外物的影响，能防止相间短路，同时同时(tngsh)(tngsh)外壳多点接地，保证了人员接触外壳多点接地，保证了人员接触外壳的安全。外壳的安全。三相外壳短接，铝壳电阻很小，外壳上感应三相外壳短接，铝壳电阻很小，外壳上感应(gnyng)(gnyng)产生与母线电流大小相近而方向相反的环流，产生与母线电流大小相近而方向相反的环流，环流的屏蔽作用使壳外磁场减小到敞露母线的环流的屏蔽作用使壳外磁场减小到敞露母线的10%10%以下，以下，壳外钢构发热可忽略不计。壳外钢构发热可忽略不计。当母线通过三相短路电流时，由一相电流产当母线通过三相短路电流时，由一相电流产生的磁场，经其外壳环流屏蔽削弱后所剩余的磁生的磁场，经其外壳环流屏蔽削弱后所剩余的磁场再进入别相外壳时，还将受到该相外壳涡流的场再进入别相外壳时，还将受到该相外壳涡流的屏蔽作用，使进入壳内磁场明显减弱，作用于该屏蔽作用，使进入壳内磁场明显减弱，作用于该相母线电动力一般可减小到敞露母线电动力的相母线电动力一般可减小到敞露母线电动力的1/41/4左右。同时，各壳间电动力也减小很多。左右。同时，各壳间电动力也减小很多。母线和外壳可兼作强迫冷却的管道。母线和外壳可兼作强迫冷却的管道。第二十六页，共95页。2.母线的布置母线的布置(bzh)（1）水平布置）水平布置(bzh)（2）垂直布置）垂直布置(bzh)（3）槽形母线布置）槽形母线布置(bzh)（4）软母线的布置）软母线的布置(bzh)如图所示：三相母线固如图所示：三相母线固定在支持绝缘子上，具有定在支持绝缘子上，具有同一高度。同一高度。竖放式：散热条件竖放式：散热条件(tiojin)(tiojin)好，母线的额好，母线的额定允许电流较其他放置方定允许电流较其他放置方式要大，但机械强度不是式要大，但机械强度不是很好。很好。平放式：载流量不大，平放式：载流量不大，机械强度较高机械强度较高 如图（如图（c c）所）所示：三相母线示：三相母线(mxin)(mxin)分层安分层安装，采用竖放式装，采用竖放式垂直布置，散热垂直布置，散热性强，机械强度性强，机械强度和绝缘能力较高。和绝缘能力较高。如图所示：槽如图所示：槽形母线均采用竖放形母线均采用竖放式，每相均由两条式，每相均由两条相同母线之间每隔相同母线之间每隔一段距离用焊接片一段距离用焊接片进行连接，构成一进行连接，构成一个整体。个整体。一般为三相水平一般为三相水平布置，用绝缘子悬挂。布置，用绝缘子悬挂。第二十七页，共95页。母线的相序排列要求母线的相序排列要求(yoqi)（1）上、下布置的交流母线，由上到下）上、下布置的交流母线，由上到下排列为排列为U、V、W相；直流母线正极在上，相；直流母线正极在上，负极在下。负极在下。（2）水平布置的交流母线，由盘后向盘）水平布置的交流母线，由盘后向盘面排列面排列U、V、W相；直流母线正极在后，相；直流母线正极在后，负极在前。负极在前。（3）引下线的交流母线，由左到右排列）引下线的交流母线，由左到右排列为为U、V、W相；直流母线正极在左，负相；直流母线正极在左，负极在前右。极在前右。第二十八页，共95页。母线的着色母线的着色（1）三相交流母线：）三相交流母线：U相相黄色，黄色，V相相绿色，绿色，W相相红色红色（2）单相交流母线：）单相交流母线：从三相母线分支来的应与引出相颜色相同从三相母线分支来的应与引出相颜色相同（3）直流母线：正极）直流母线：正极赭色，负极赭色，负极蓝色蓝色（4）直流均衡汇流母线及交流中性汇流母）直流均衡汇流母线及交流中性汇流母线：线：不接地不接地(jid)者者紫色，接地紫色，接地(jid)者者紫色带黑色横条紫色带黑色横条 软母线因受温度影响而伸缩较大以软母线因受温度影响而伸缩较大以及各股绞线常有相对扭动都会破坏着色层，及各股绞线常有相对扭动都会破坏着色层，故不需着色。故不需着色。第二十九页，共95页。第六节第六节 裸导体与电缆裸导体与电缆(dinln)(dinln)的选择的选择 （一）导体材料、类型与布置方式（一）导体材料、类型与布置方式(fngsh)选择选择 1导体导体(dot)的材料的材料 铜铜：电电阻率低，机械阻率低，机械强强度高，耐腐度高，耐腐蚀蚀性比性比铝铝强强，但，但储储量少，价格高。量少，价格高。铝铝：电电阻率比阻率比铜铜高，机械高，机械强强度低，耐腐度低，耐腐蚀蚀性性较铜较铜差，但差，但储储量高，价格量高，价格低。低。一般一般优优先采用先采用铝导铝导体，在工作体，在工作电电流大，地方狭窄的流大，地方狭窄的场场所和所和对对铝铝有有严严重腐重腐蚀蚀的地方可采用的地方可采用铜导铜导体。体。2导体的选型导体的选型(1)常用硬常用硬导导体的截面形状有矩形、槽形和管形。体的截面形状有矩形、槽形和管形。导导体截面形状影响硬体截面形状影响硬导导体的散体的散热热、集肤效、集肤效应应系数和机械系数和机械强强度。度。一、导体的选择一、导体的选择 第三十页，共95页。矩形导体广泛用于矩形导体广泛用于35kV35kV及以下，工作电流不超过及以下，工作电流不超过4000A4000A的屋内配电装的屋内配电装置中，例如，主母线，连接置中，例如，主母线，连接(linji)(linji)导体和变压器及小容量发电机的导体和变压器及小容量发电机的引出线母线。当单条导体的载流量不能满足要求时，每相可采用引出线母线。当单条导体的载流量不能满足要求时，每相可采用2424条条并列使用；并列使用；槽形导体适用于槽形导体适用于35kV35kV及以下，工作电流为及以下，工作电流为40008000A40008000A的配电装置中，的配电装置中，例如，例如，100MW100MW发电机的引出线母线；发电机的引出线母线；管形导体适用于管形导体适用于8000A8000A以上的大电流母线，例如，容量为以上的大电流母线，例如，容量为200MW200MW及以及以上的发电机引出线。对上的发电机引出线。对110kV110kV及以上屋内外配电装置，采用硬母线时，及以上屋内外配电装置，采用硬母线时，应选用管形导体（防止电晕）。应选用管形导体（防止电晕）。(2)常用的常用的软导线软导线有有钢钢心心铝绞线铝绞线、组组合合(zh)导线导线、空心、空心导线导线、扩扩径径导线导线和分裂和分裂导线导线。钢心铝绞线适用于钢心铝绞线适用于35kV及以上的屋外软母线；及以上的屋外软母线；组合导线用于中小容量发电机和变压器的引出线；组合导线用于中小容量发电机和变压器的引出线；空心导线、扩径导线和分裂导线直径大，可以减小线路电抗、空心导线、扩径导线和分裂导线直径大，可以减小线路电抗、减小电晕减小电晕(din yn)损耗和对通讯的干扰，用于超高压母线和输损耗和对通讯的干扰，用于超高压母线和输电线路。电线路。220kV输电线路常采用两分裂导线。输电线路常采用两分裂导线。第三十一页，共95页。220kV220kV管形母线管形母线(mxin)(mxin)第三十二页，共95页。110kV110kV软母线软母线(mxin)(LGJ)(mxin)(LGJ)第三十三页，共95页。110kV110kV管形母线管形母线(mxin)(mxin)第三十四页，共95页。10KV母线母线(mxin)桥桥第三十五页，共95页。220kV220kV管形母线管形母线(mxin)(mxin)第三十六页，共95页。220kV220kV管形母线管形母线(mxin)(mxin)第三十七页，共95页。离相封闭离相封闭(fngb)母线母线第三十八页，共95页。3导体导体(dot)的布置方式的布置方式 导体的布置导体的布置(bzh)方式常采用三相水方式常采用三相水平布置平布置(bzh)和三相垂直布置和三相垂直布置(bzh)。（二）导体（二）导体(dot)截面的选择截面的选择 1按导体的长期发热允许电流选择按导体的长期发热允许电流选择 汇流母线及长度在汇流母线及长度在20m以下的导体等以下的导体等，一般应按长期发热允许电流选，一般应按长期发热允许电流选择其截面，即择其截面，即 Imax KIal 图图6-2b中矩形导体平放，机械强度中矩形导体平放，机械强度较高，但散热条件较差；较高，但散热条件较差；图图6-2a中中矩形矩形导体竖放，散热条件好，导体竖放，散热条件好，载流量大，但机械强度较差；载流量大，但机械强度较差；图图6-2c为矩形导体三相垂直布置，它为矩形导体三相垂直布置，它综合了图综合了图6-2a、b的优点。的优点。第三十九页，共95页。2按经济按经济(jngj)电流密度选择电流密度选择 按经济电流密度选择导体截面可以使年计算按经济电流密度选择导体截面可以使年计算(j sun)费用最小。费用最小。除汇流母线、厂用电动机的电缆等外，年最大负荷利用时数较大，长除汇流母线、厂用电动机的电缆等外，年最大负荷利用时数较大，长度在度在20m以上的导体，如发电机和变压器引出线，其截面一般按经济电以上的导体，如发电机和变压器引出线，其截面一般按经济电流密度选择。流密度选择。Imax正常运行方式下导体的最大持续工作电流，计算时不考虑过正常运行方式下导体的最大持续工作电流，计算时不考虑过负荷和事故负荷和事故(shg)时转移过来的负荷；时转移过来的负荷；J经济电经济电流密度，常用流密度，常用导导体的体的J值值，可根据最大，可根据最大负负荷利用荷利用时时数数Tmax由由图图6-3查查得。得。Imax导导体的最大持体的最大持续续工作工作电电流，流，计计算算时时一般一般需考需考虑过负虑过负荷和荷和事故事故时转时转移移过过来的来的负负荷。荷。经济截面的计算：经济截面的计算：第四十页，共95页。图图6-3 6-3 经济电流密度经济电流密度11变变电电所所所所用用、工工矿矿和和电电缆缆线线路路的的铝铝纸纸绝绝缘缘铅铅包包、铝铝包包、塑塑料料护护套套及及各各种种铠铠装装电电缆缆 22铝铝矩矩形形、槽槽形形及及组组合合导导线线(doxin)(doxin)33火火电电厂厂厂厂用用的的铝铝纸纸绝绝缘缘铅铅包包、铝铝包包、塑塑料护套及各种铠装电缆料护套及各种铠装电缆 435220kV 435220kV线路的线路的LGJLGJ、LGJQLGJQ型钢心铝绞线型钢心铝绞线第四十一页，共95页。按经济电流密度选择的导体截面应尽量接近计算的经济截面，当无合按经济电流密度选择的导体截面应尽量接近计算的经济截面，当无合适规格的导体时，允许选用小于但接近经济截面的导体。适规格的导体时，允许选用小于但接近经济截面的导体。按经济电流密度选择的导体截面还需要进行长期发热条件按经济电流密度选择的导体截面还需要进行长期发热条件(tiojin)校校验，此时计算验，此时计算Imax需考虑过负荷和事故时转移过来的负荷。需考虑过负荷和事故时转移过来的负荷。由于汇流母线各段的工作电流大小不相同，且差别较大，故汇流母线由于汇流母线各段的工作电流大小不相同，且差别较大，故汇流母线不按经济电流密度选择截面。不按经济电流密度选择截面。第四十二页，共95页。（三）电晕（三）电晕(din yn)电压校验电压校验 导体的电晕放电会产生电能损耗、噪声、无线电干扰和金属导体的电晕放电会产生电能损耗、噪声、无线电干扰和金属腐蚀等不良影响。腐蚀等不良影响。为了防止发生全面电晕，要求为了防止发生全面电晕，要求(yoqi)110kV及以上裸导体的及以上裸导体的电晕临界电压电晕临界电压Ucr应大于其最高工作电压应大于其最高工作电压Umax，即，即 在海拔在海拔(hib)不超过不超过1000m的地区：下列情况可不进行电晕电压校的地区：下列情况可不进行电晕电压校验。验。1)110kV采用了不小于采用了不小于LGJ-70型钢心铝绞线和外径不小于型钢心铝绞线和外径不小于20型管形型管形导体时；导体时；2)220kV采用了不小于采用了不小于LGJ-300型钢心铝绞线和外径不小于型钢心铝绞线和外径不小于30型的型的管形导体时。管形导体时。（四）热稳定校验（四）热稳定校验 第四十三页，共95页。对对于特定网于特定网络络和短路切除和短路切