電氣設(shè)備選擇-硬母線選擇.doc

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1、第六章電氣設(shè)備選擇第2節(jié)母線的選擇農(nóng)村發(fā)電廠和變電站的屋內(nèi)和屋外配電裝置的主母線、發(fā)電機(jī)和變壓器等電氣設(shè)備與配電裝置母線之間的連接導(dǎo)線、各種電器之間的連接導(dǎo)線，統(tǒng)稱為母線。選擇配電裝置母線的項(xiàng)目主要有：母線的材料，母線截面形狀；母線截面積的大小，校驗(yàn)?zāi)妇€的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，對110kV以上的母線還應(yīng)校驗(yàn)是否發(fā)生電暈。一、母線材料的選擇母線的材料有銅、鋁和鋼。目前，農(nóng)村發(fā)電廠和變電站以及大、中型發(fā)電廠、變電站的配電裝置中的母線，廣泛采用鋁母線。這是因?yàn)殂~貴重，我國儲量又少；而鋁儲量多，價(jià)格低，重量輕，加工方便。

2、從總體來看，選用鋁母線比鋼母線經(jīng)濟(jì)。采用鋁母線以后，當(dāng)鋁和銅連接時(shí)，在運(yùn)行中由于鋁在常溫下迅速氧化，表面生成一層氧化鋁薄膜，使鋁和銅連接處的接觸電阻增大，容易過熱。與此同時(shí)，鋁和鋼之間還有電位差，產(chǎn)生電化腐蝕，而使接觸電阻更大，造成母線運(yùn)行中溫度更高，而溫度越高其腐蝕越加快。解決這個問題的方法，一般采用特制的銅鋁過渡連接件，但其效果不太理想。因此，人們又研究出一個新的解決辦法，即利用超聲波搪錫工藝，將鋁和銅的接觸表面掛上一層薄錫，效果很好。目前這種工藝已被廣泛采用。對鋁母線有較嚴(yán)重腐蝕場所，以及采用硬鋁母線

3、穿墻套管有困難時(shí)，可考慮采用銅母線。鋼母線由于電阻率很高，而且用在交流電路中還會產(chǎn)生很大的渦流損耗和磁滯損耗，因此，在實(shí)際應(yīng)用中使用的較少。但鋼母線價(jià)格低、機(jī)械強(qiáng)度高，故在發(fā)電廠和變電站中可適用于電壓互感器和小容量變壓器的高壓側(cè)。二、母線截面形狀的選擇農(nóng)村發(fā)電廠和變電站配電裝置中的母線截面目前采用矩形、圓形和絞線圓形。選擇母線截面形狀的原則是：集膚效應(yīng)系數(shù)盡量低；散熱場機(jī)械強(qiáng)度高；連接方便；安裝簡單。1．矩形截面母線這種母線主要用在35kV及以下的屋內(nèi)配電裝置中。其原因是：同樣截面的矩形母線周長比圓形母線的

4、周長要長，該熱面積大，冷卻條件好，其次，由于集膚效應(yīng)的影響，矩形母線的電阻比圓形的小，因而，在同一允許工作電流下，矩形母線截面積要比圓形母線的截面積小，用金屬量少。所以，屋內(nèi)配電裝置中采用矩形截面母線比圓形截面母線優(yōu)越。根據(jù)母線截面形狀選擇原則的要求，母線的厚度b與寬度h之比一般是1／12—1／5。為了防止集膚效應(yīng)過大，單條母線的截面積規(guī)定不大于1200mm2。如果工作電流超過單條母線最大截面的允許電流時(shí)，每相可采用兩條母線。每條之間的距離規(guī)定等于一條母線的厚度b。但這樣，散熱條件變壞，增加了鄰近效應(yīng)和集膚

5、效應(yīng)的影響。因此，每相母線條數(shù)增加后，其允許電流不能成正比增加。例如；60x6mm2的單條豎放鋁母線的允許持續(xù)電流為870A，而兩條堅(jiān)放的允許持續(xù)電流只有l(wèi)350A。2。圓形截面母線該種母線主要用在35kV以上的屋外配電裝置中。采用圓形截面的目的是為了防止產(chǎn)生電暈，因?yàn)閳A形截面母線消除了電場集中的現(xiàn)象；而矩形截面母線的四角電場強(qiáng)度集中，易引起電暈。3．絞線圓形截面母線絞線圓形截面母線多采用鋼芯鋁絞線，其耐張性能比單股母線好，在允許電流相同的條件下，鋼芯鋁絞線的直徑比單股母線直徑大，其表面附近的電場強(qiáng)度小于單

6、股母線，而且絞線的芯線為鋼，機(jī)械強(qiáng)度較大，因此，它通常用在110kV及以上的屋外配電裝置中。為了使農(nóng)村發(fā)電廠和變電站的屋外配電裝置結(jié)構(gòu)和布置簡單，投資少，對于35kV以下的屋外配電裝置一般也采用鋼芯鋁絞線。例1選擇并校驗(yàn)?zāi)郴痣姀S10kV側(cè)矩形鋁母線。已知：通過該母線的正常工作電流為280A，，,繼電保護(hù)動作時(shí)間,斷路器全分閘時(shí)間。三相母線水平布置平放,相間距離a=0.5米,絕緣子之間的跨距L為1米,周圍環(huán)境溫度θ為40度.(20分).解：1．選擇母線查母線載流量表，在環(huán)境溫度為40度，三相母線水平布置平放時(shí)

7、S=30×4mm2的矩形鋁母線允許通過電流為285A,大于280A,所以選擇截面積是30×4mm2的矩形鋁母線。2．校驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定短路時(shí)間t=tb+tf=1.5+0.1=1.6S,大于1S,故不考慮短路電流非周期分量的影響。同時(shí)因?yàn)槿喽搪冯娏髦荡笥趦上喽搪冯娏?，按三相短路校?yàn)熱穩(wěn)定。從短路電流周期分量等值時(shí)間曲線查得周期分量等值時(shí)間tz=1.43S.母線正常運(yùn)行時(shí)的最高溫度查表得C=87×106,按熱穩(wěn)定條件所需的最小母線截面為，大于所選母線截面（30×4mm2），故不滿足熱穩(wěn)定要求。重選40×4

8、mm2的鋁母線，進(jìn)行動穩(wěn)定校驗(yàn)。3．校驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的動穩(wěn)定短路沖擊電流母線所受的電動力母線所受的最大彎矩截面系數(shù)母線最大計(jì)算應(yīng)力為小于鋁母線的允許應(yīng)力（），所以滿足動穩(wěn)定要求。