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母线和电缆的选择演示幻灯片.ppt

1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四

2、级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,母线和电缆的选择,1,母线和电缆的选择,一、母线的选择与校验,母线,选择的项目,母线,材料,、,类型,和,布置方式,母线截面的选择,(按,最大长期工作电流,选择和按,经济电流密度,选择),母线,热稳定校验,母线,动稳定校验,二、电缆

3、的选择与校验,电缆的基本知识,按,结构类型和额定电压,选择电缆,电缆截面选择,(按,最大长期工作电流,选择和按,经济电流密度,选择),热稳定校验,电压损失校验,2,母线的选择与校验,母线选择的项目,母线选择的项目一般包括:,母线材料、类型和布置方式,;,导体截面,;,热稳定,;,动稳定等项进行选择和校验;,对于,110kV,以上母线要进行电晕的校验;,对重要回路的母线还要进行共振频率的校验。,3,母线的选择与校验,母线的材料,(,1,)母线的材料,配电装置的母线常用导体材料有铜、铝和钢。铜的电阻率低,机械强度大,抗腐蚀性能好,是首选的母线材料。,但是铜在工业和国防上的用途广泛,还因储量不多,价

4、格较贵,所以一般情况下,尽可能以铝代铜,只有在大电流装置及有腐蚀性气体的屋外配电装置中,才考虑用铜作为母线材料。,4,母线的选择与校验,常用硬母线的类型,(,2,)常用硬母线类型,常用的硬母线截面有矩形、槽形和管形。矩形母线常用于,35kV,及以下、电流在,4000A,及以下的配电装置中。单条矩形截,面积最大不超过,1250mm,2,。当工作电流超过最大截面单条母线,允许电流时,可用小于,4,的几条矩形母线并列使用。,槽形母线机械强度好,载流量较大,集肤效应系数也较,小,一般用于,40008000A,的配电装置中。管形母线集肤效应,系数小,机械强度高,管内还可通风和通水冷却,因此,可用,于,8

5、000A,以上的大电流母线。另外,由于圆形表面光滑,电晕,放电电压高,因此可用于,110kV,及以上配电装置。,5,母线的选择与校验,母线的布置方式,(,3,)母线的布置方式,图,7-11,为矩形母线的布置方,式示意图。当三相母线水平,布置时,图,7-7(a),与图,7-7(b),相比,前者散热较好,载流,量大,但机械强度较低,而,后者情况正好相反。图,7-,7(c),的布置方式兼顾了前二,者的优点,但使配电装置的高度增加,所以母线的布置应根据,具体情况而定。,6,母线截面选择,按最大长期工作电流选择,除配电装置的汇流母线及较短导体,(20m,以下,),按最大长,期工作电流选择截面外,其余导体

6、的截面一般按经济密度选,择。,1.,按最大长期工作电流选择,母线长期发热的允许电流,al,,应不小于所在回路的最大长期工作电流,max,,即,K,al,max,(,7-31,),式中,al,相对于母线允许温度和标准环境条件下导体,长期允许电流;,K,综合修正系数,与环境温度和导体连接方式等,有关,其中温度修正系数参考式(,7-3,)。,7,母线截面选择,按经济电流密度选择,2.,按经济电流密度选择,按经济电流密度选择母线截面可使年综合费用最低,年,综合费用包括电流通过导体所产生的年电能损耗费、导体投,资和折旧费、利息等。从降低电能损耗角度看,母线截面越,大越好,而从降低投资、折旧费和利息的角度

7、则希望截面,越小越好。,综合这些因素,使年综合费用最小时所对应的母线截面,称为母线的经济截面,对应的电流密度称为经济电流密度。,表,7-7,为我国目前仍然沿用的经济电流密度值。,8,母线截面选择,按经济电流密度选择,表,7-7,经济电流密度值,A/mm,2,按经济电流密度选择母线截面按下式计算,式中,max,通过导体的最大工作电流,,A,;,J,ec,经济电流密度,,A/mm,2,。,9,母线的选择与校验,母线热稳定校验,按正常电流及经济电流密度选出母线截面后,还应按热,稳定校验。按热稳定要求的导体最小截面为,(,7-33,),式中,短路电流稳态值 (,A,),K,s,集肤效应系数,对于矩形

8、母线截面在,100mm,2,以,下,,K,s,=1,。,t,dz,热稳定计算时间,,s,。,C,热稳定系数。,10,母线的选择与校验,母线热稳定校验,热稳定系数,C,值与材料及发热温度有关。,C,值如表,7-8,。,11,母线的选择与校验,母线动稳定校验,各种形状的母线通常都安装在支持绝缘子上,当冲击电,流通过母线时,电动力将使母线产生弯曲应力,因此必须,校验母线的动稳定性。,安装在同一平面内的三相母线,其中间相受力最大,即,(7-34),式中,K,f,母线形状系数,当母线相间距离远大于母线截面,周长时,,K,f,=1,。其他情况可由有关手册查得。,l,母线跨距,,(m),;,a,母线相间距,

9、m),。,12,母线的选择与校验,母线动稳定校验,母线通常每隔一定距离由绝缘瓷瓶自由支撑着。因此当,母线受电动力作用时,可以将母线看成一个多跨距载荷均匀,分布的梁,当跨距段在两段以上时,其最大弯曲力矩为,(7-35),若只有两段跨距时,则,(7-36),式中,F,max,一个跨距长度母线所受的电动力(,N,)。,13,母线的选择与校验,母线动稳定校验,母线材料在弯曲时最大相间计算应力为,(7-37),式中,W,母线对垂直于作用力方向轴的截面系数,又称抗弯,矩(,m,3,),其值与母线截面形状及布置方式有关,对常遇到,的几种情况的计算式列于,图,7-12,中。,要想保证母线不致弯曲变形而遭到

10、破坏,必须使母线的,计算应力不超过母线的允许应力,即母线的动稳定性校验条,件为 (,7-38,),式中,al,一母线材料的允许应力,对硬铝母线,al,=69MP,a,;,对硬铜母线,al,=137MP,a,。,14,母线的选择与校验,母线动稳定校验,图,母线抗弯矩,W,计算表,712,15,母线的选择与校验,母线动稳定校验,如果在校验时,则必须采取措施减小母线的计算,应力,具体措施有:将母线由竖放改为平放;放大母线截,面,但会使投资增加;限制短路电流值能使大大减小,但须,增设电抗器;增大相间距离,a,;减小母线跨距,l,的尺寸,此时可以根据母线材料最大允许应力来确定绝缘瓷瓶之间最大允,许跨距,

11、即 (,7-38,),式中,F,1,单位长度母线上所受的电动力(,N/m,),当矩形母线水平放置时,为避免导体因自重而过分弯曲,,所选取的跨距一般不超过,1.52m,。考虑到绝缘子支座及引下,线安装方便,常选取绝缘子跨距等于配电装置间隔的宽度。,16,电缆的选择与校验,电缆的基本知识,电缆的基本结构包括导电芯、绝缘层、铅包(或铝包),和保护层几个部分。供配电系统中常用的电力电缆,按其缆,芯材料分为铜芯和铝芯两大类。按其采用的绝缘介质分油浸,纸绝缘和塑料绝缘两大类。,电缆制造成本高,投资大,但是具有运行可靠、不易受,外界影响、不需架设电杆、不占地面、不碍观瞻等优点。,电力电缆是根据其结构类型、电

12、压等级和经济电流密度,来选择,并须校验以其最大长期工作电流、正常运行情况下,的电压损失以及短路时的热稳定进行。,短路时的动稳定可以不必校验。,17,电缆的选择与校验,按,结构类型与额定电压,选择,1.,按结构类型选择电缆(即选择电缆的型号),根据电缆的用途、电缆敷设的方法和场所,选择电缆的,芯数、芯线的材料、绝缘的种类、保护层的结构以及电缆的,其它特征,最后确定电缆的型号。常用的电力电缆有油浸纸,绝缘电缆、塑料绝缘电缆和橡胶电缆等。随着电缆工业的发,展,塑料电缆发展很快,其中交联聚乙烯电缆,由于有优良,的电气性能和机械性能,在中、低压系统中应用十分广泛。,2.,按额定电压选择,可按照电缆的额定

13、电压,U,N,不低于敷设地点电网额定电压,U,Ns,的条件选择,即,U,N,U,Ns,(,7-40,),18,电缆的选择与校验,按,最大长期工作电流选择电缆截面,3.,电缆截面的选择,一般根据最大长期工作电流选择,但是对有些回路,如,发电机、变压器回路,其年最大负荷利用小时数超过,5000h,,,且长度超过,20m,时,应按经济电流密度来选择。,(,1,)按最大长期工作电流选择,电缆长期发热的允许电流,al,,应不小于所在回路的最,大长期工作电流,max,,即,K,al,max,(,7-41,),式中,al,相对于电缆允许温度和标准环境条件下导体长,期允许电流;,K,综合修正系数。,19,电缆

14、的选择与校验,按,经济电流密度选择电缆截面,(,2,)按经济电流密度选择,经济电流密度选择电缆截面时:,(7-41),按经济电流密度选出的电缆,必须按最大长期工作电,流校验。按经济电流密度选出的电缆,还应决定经济合理的,电缆根数,截面,S150mm,2,时,其经济根数为一根。当截,面大于,150 mm,2,时,其经济根数可按,S/150,决定。例如计算,出,S,ec,为,200mm,2,,选择两根截面为,120 mm,2,的电缆为宜。,为了不损伤电缆的绝缘和保护层,电缆弯曲的曲率半径,不应小于一定值。为此,一般避免采用芯线截面大于,185,mm,2,的电缆。,20,电缆的选择与校验,热稳定校验

15、电缆截面热稳定的校验方法与母线热稳定校验方法相同。,满足热稳定要求的最小截面可按下式求得,(,7-42,),式中,C,与电缆材料及允许发热有关的系数,如表,7-8,所示。,验算电缆热稳定的短路点按下列情况确定,:,(,1,)单根无中间接头电缆,选电缆末端短路,;,长度小于,200m,的电缆,可选电缆首端短路。,(,2,)有中间接头的电缆,短路点选择在第一个中间接头处。,(,3,)无中间接头的并列连接电缆,短路点选在并列点后。,21,电缆的选择与校验,电压损失校验,正常运行时,电缆的电压损失应不大于额定电压的,5%,,,即 (,7-43,),式中,S,电缆截面(,mm,2,),电缆导体的电阻率,,铝芯,=0.035mm,2,/m,(,50,);,铜芯,=0.0206mm,2,/m,(,50,)。,22,

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