发电厂电气部分 第6章 电气设备选择

1 已知绝缘子跨距L，求频率f，见公式（2－61） 2 未知已知绝缘子跨距L，设f1=160Hz，求最大跨距
L max

Nf f1
EJ m
第二节 敞露母线及电缆的选择
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第 六 章
（六）硬母线的动稳定校验
相间应力
条间应力
方法：校验导体受到电动力时，电动力产生的计算应 力与导体材料允许应力的比较，当计算应力小于材料
第二节 敞露母线及电缆的选择
1. 按最大长期工作电流选择 发 电 厂 电 气 部 分
第 六 章
保证母线正常工作时的温度不超过允许温度
母线实际允许载流量与周围环境温度及母线的 布臵方式有关，若实际周围环境温度与规定的 环境温度不同时，母线的允许温度要修正，即 引入温度修正系数kθ。
第二节 敞露母线及电缆的选择
环境保护
电磁干扰：110kV及以上电器户外晴天无线电干扰电压不大于
音，屋内不应大于90dB，屋外不应大于110dB。 2500μV。对于110kV以下的电器一般可不校验无线电干扰电压。 要求在距电器2m处，连续性噪音不应大于85dB；非连续性噪 噪音：
电场强度： 在电气设备周围，特别是架空导线下面，当距地面1.5
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第 六 章
（2）每相为多条导体的应力计算
每相由多条矩形母线组成,作用在每条导体上总的最大 计算应力由相间应力和同相不同条间的应力组成, 应分别 计算相间应力和条间应力,再进行相加,不能超过材料的允 许应力,相间应力的计算方法同每相单条导体情况,只是截 面系数W 不同。
第二节 敞露母线及电缆的选择
第 六 章
2、槽形母线的应力计算
1）相间应力的计算
M ph
f ph L2 10
f ph 1.73 10
7
L 2 ish a
2）已知跨距求最大跨距
第二节 敞露母线及电缆的选择
2）条间应力的计算 发 电 厂 电 气 部 分
第 六 章 最大弯矩：
12 2 2 7 0.5ish 7 ish f b 2 10 0.5 10 h h 2 Mb f b Lb b Wb 12W y
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第 六 章
1）相间应力的计算 2）条间应力的计算 最大弯矩
2 f b Lb
Mb
12
计算fb时，条间距离较小，要考虑电流在条间分配 及形状系数Kf。 每相为两条，a=2b，电流在两条间平均分配： 2 2 7 0.5ish 7 ish f b 2 10 K12 0.25 10 K12
允许应力时，动稳定满足。
第二节 敞露母线及电缆的选择
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第 六 章
1、矩形母线的应力计算
（1）每相为单条导体的应力计算 1）已知跨距求应力
M ph
f ph L2 10
f ph 1.73 10
7
L 2 ish a
2）已知跨距求最大跨距
第二节 敞露母线及电缆的选择
临界跨距：
Lcr b h / f b 0.71(m)
满足Lb<Lbmax<Lcr，满足动稳定。
第二节 敞露母线及电缆的选择
第 六 章
（三）电晕电压校验
110kV及以上裸导体可按晴天不发生全面晕条件校验
（四）母线的热稳定校验
方法：计算满足短时发热要求的最小截面积,只要选择的 导体截面积大于此面积,就满足热稳定要求.
只要S＞Smin就满足热稳定要求
第二节 敞露母线及电缆的选择
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第 六 章
（五）硬母线的 共振校核
第一节 电气设备选择的一般条件 发 电 厂 电 气 部 分
第 六 章 • （2）动稳定校验 • 1）硬导体： σal≥ σmax • 2）电器：ies≥ ish • 短路冲击电流： • 一般高压电路： ish=2.55I” • 发电机端或发电机电压母线: ish=2.69I” • （3）下列几种情况可不校验热稳定和动稳定 • 1）用熔断器保护的电器 • 2）用限流熔断器保护的设备 • 3）电压互感器及装设在其回路中的裸导 体和电器
Lmax Nf f1 EJ 2.02 (m) m
取Nf＝3.56，f1=160Hz
选取L＝1.5<Lmax，则β＝1
（4）动稳定校核，短路冲击电流:
ish 2.69I 73.17(kA)
"
第二节 敞露母线及电缆的选择
相间应力： 发 电 厂 电 气 部 分
第 六 章
L 2 f ph 1.73 10 ish 2646 .33( N / m) a 2 6 3 W ph bh / 3 52 .08 10 (m )
第六章 电气设备选择
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第 六 章 一． 电气设备选择的一般条件 二． 敞露母线及电缆的选择 三． 支柱绝缘子和穿墙套管的选择 四． 高压断路器和隔离开关的选择 五． 高压负荷开关和高压熔断器的选择 六． 限流电抗器的选择 七． 互感器的选择
第一节 电气设备选择的一般条件 发 电 厂 电 气 部 分
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第 六 章
（2）热稳定校核，计算短路电流周期分量热效应 ： t k "2 Q p ( I 10 I t2k I t2 ) 2066 .61 A k 12 2 因为tk>1s，所以不不计非周期分量：Qk=Qp 母线正常运行的最高温度：
w ( al ).(I max / I al ) 55
I max Sj 2653 mm 2 j


查附表2－1，选用每相2条125×10矩形铝母线，IN=3152A， KS＝1.45，当θ＝40℃时允许电流为：
I al KI N 70 40 3125 2553 1804 70 25
满足长期允许发热的条件
第二节 敞露母线及电缆的选择
第一节 电气设备选择的一般条件 发 电 厂 电 气 部 分
第 六 章
G
K7 QF6 K3 QF3 QF1 K1 T3 G2 G2 K6 T1 K5 K4 T2 K2 QF4 QF7 QF2 QF8 K8
第一节 电气设备选择的一般条件 发 电 厂 电 气 部 分
第 六 章 • 2、短路计算时间 • （1）校验热稳定的计算时间 tk=tpr+tab=tpr+（tin+ta） • （2）校验开断电器开断能力的短路计算时间 tbr=tpr1+tin • 3、热稳定和动稳定校验 • （1）热稳定校验 • 1）导体和电缆： S≥Smin • 2）电器： It2t≥Qk （ Qk=Qp+Qnp）
7
查图2－15，得K12＝0.37
条间应力: f b 0.25 10 7
2 ish K12 4952 .31( N / m) b
Lb max b 2h( al ph ) / f b 0.38(m)
第二节 敞露母线及电缆的选择
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第 六 章
每跨内满足动稳定所必须得衬垫最少为4个， 实际衬垫跨距：
• 3、布臵方式：
• 钢芯铝绞线、管形母线 三相水平布臵 • 矩形、槽形 三相水平布臵或三相垂直布臵
第二节 敞露母线及电缆的选择
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第 六 章
（二）母线截面选择 • 1.按最大长期工作电流选择,用于发电厂的主母 线和引下线以及持续电流较小，年利用小时数 较低的其他回路的导线 。 • 2.按经济电流密度选择,用于年利用小时数高而 且长度较长负荷大回路的导线 。


2b
b
第二节 敞露母线及电缆的选择
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第 六 章
每相三条矩形导体，1、2条间距离a=2b，1、3条 间距离a=4b，可认为电流分布为中间条为20%，两边 条分别为40% 。
f b 2 10
7
0.4ish 0.2ish K
2b
2 7 ish
12
2 10
第一节 电气设备选择的一般条件 发 • 电 厂 电 气 部 分 •
第 六 章 环境条件
产生附加温升 温度：－30℃ －40℃ 40℃ 日照： 风速： 不大于35m／s 冰雪：隔离开关的破冰厚度一般为10mm 湿度： 采用当地相对湿度最高月份的平均相对湿度 污秽： 发电厂、变电站污秽分三级 海拔： 一般不超过1000m 地震： 根据当地的地震烈度选用
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第 六 章
2.按经济电流密度选择
导体通过电流时,会产生电能损耗。把投资 择算到每年费用,加上年损耗费为年计算费用, 使年计算费用最小的截面为经济截面Se,J为经 济密度,与年最大负荷利用小时数有关 。
选出的导体还要按按最大长期工作电流校验
第二节 敞露母线及电缆的选择
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条间衬垫由焊片替 代 Lb1代替Lb：
Mb
2 f b Lb
Lb1 Lb b0
第二节 敞露母线及电缆的选择
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第 六 章
例题6－1：
解：按电流经济密度选择母线截面 母线最大持续电流位 ： I
max
1.05 PN 3U N COS
1804 A
根据已知条件由图6－4查得：电流经济密度j=0.68A/mm2
米范围内，电场强度小于15kV/每米时，对人和动物是安全的，否则 可能会造成一定的伤害。
第一节 电气设备选择的一般条件 发 电 厂 电 气 部 分
第 六 章
二、按短路情况校验 1、短路电流的计算 （1） 容量和接线 （2）短路种类 （3） 短路计算点 校验的一般原则：电气设备在选定后应按可能通过的 最大短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般 取三相短路时短路电流，若发电机出口的两相短路，或中 性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接 地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验。 用熔断器保护的电气设备可不验算热稳定。当熔断器有 限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感 器回路，可不验算动、热稳定。
max ph b al
b al ph
Lb Lmax
Lb max b 2h( al ph ) / f b
防止各条导体因弯曲而互相接触，设臵一个 临界跨距：
Lcr
b 4
h / fb
Lb Lcr
第二节 敞露母线及电缆的选择
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第 六 章
一、按正常工作条件选择 1、按额定电压选择： Ualm≥Usm即 UN≥UNS 2、按额定电流选择： Ial=KIN≥Imax
al K al 25
回路最大持续电流见表6-1；
3、选择设备的种类和类型
第一节 电气设备选择的一般条件 发 电 厂 电 气 部 分
第 六 章 • 电气设备选择的一般要求 • （1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情 况下的要求并考虑远景发展； • （2）应按当地环境条件校核； • （3）应力求技术先进和经济合理； • （4）与整个工程的建设标准应协调一致； • （5）同类设备应尽量减少品种； • （6）选用的新产品均应具有可靠的试验数据， 并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经 正式鉴定的新产品时，应经上级部门批准。
7
0.4ish
4b
2
来自百度文库
K13
b b2h 截面系数一定为： Wb 6 Mb f b L2 b 条间应力： b W b 2b 2 h
0.08 10
( K12 K13 )
第二节 敞露母线及电缆的选择
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第 六 章
满足动稳定要求的最大允许衬垫跨距Lmax，令
2
查表6－3得C＝93
S min
Qk K s / C 588 .61 2500
满足热稳定
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第 六 章
（3）共振校核，计算不发生共振得 最大绝缘子跨距 ：
m 2hb w 6.75(kg / m)
J h3b / 6 3.255106 (m4 )
主要电气设备的选择和校验项目
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第 六 章
第二节 敞露母线及电缆的选择
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第 六 章
一、 敞露母线的选择 （一）母线材料、截面形状和布臵方式选择 • 1、材料：铝母线 • 2、截面形状：
35KV I≤4000A 矩形母线 每相可采用2～4条并列 35KV I≤4000～8000A 槽形母线 35KV屋外 矩形、槽形、钢芯铝绞线 110KV I≥8000A 管形母线