华中科技大学电气设备选择.ppt

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1、1.限流电抗器的作用限流电抗器的作用 限制短路电流（1）线路电抗器（2）母线电抗器（3）变压器回路电抗器 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 串接在线路或电缆馈线上，使出线能选串接在线路或电缆馈线上，使出线能选用轻型断路器以及减小馈线电缆的截面。用轻型断路器以及减小馈线电缆的截面。串接在发电机电压母线的分段处或主变压串接在发电机电压母线的分段处或主变压器的低压侧，用来限制厂内、外短路时的短器的低压侧，用来限制厂内、外短路时的短路电流，也称为母线分段电抗器。当线路上路电流，也称为母线分段电抗器。当线路上或一段母线上发生短路时，它能限制另一段或一段母线上发生短路

2、时，它能限制另一段母线提供的短路电流。母线提供的短路电流。安装在变压器回路中，用于限制短路电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。流，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 2021/9/151（2）分裂电抗器（3）干式空心限流电抗器 3.限流电抗器型号 分裂电抗器每相线圈有中间抽头，一般中间抽分裂电抗器每相线圈有中间抽头，一般中间抽头接电源侧，两端头接负荷侧，现被广泛应用头接电源侧，两端头接负荷侧，现被广泛应用。能承受户外恶劣的气象条件，可在户内、能承受

3、户外恶劣的气象条件，可在户内、户外使用。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（%）2021/9/152限流限流电电抗器分抗器分 普通电抗器普通电抗器分裂电抗器分裂电抗器一、普通电抗器的选择一、普通电抗器的选择 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

4、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 2021/9/153 电抗器的百分值与标幺值的关系为电抗器的百分值与标幺值的关系为 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路短路电电流流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INbr。如果如果系系统统至至电电抗器前的等效抗器前的等效电电抗抗为为x*，线线

5、路路电电抗器的抗器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 2021/9/154电抗器电抗标幺值应满足电抗器电抗标幺值应满足 由电抗标幺值与百分值的关系可得由电抗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选选3%6%，母，母线电线电抗器抗器电电抗百分抗百分值值一般一般选选8%12%。4电压损失校验电压损失校验 2021/9/155负负荷功率因数角，一般取荷功率因数角，一般取sin=0.6。电压损失主要是由回路电流的无功分量在电抗上产生的。电压损失主要是由回路电流的无功分量在电抗上产生的。5母线残压校验母线残压校验 6热稳定和动稳定校验热稳定和动稳

6、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)2021/9/156【例例64】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，要求抗器，要求装装设设出出线电线电抗器后可以采用抗器后可以采用SN1010I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0.8，系，系统统火火电电厂厂总总容量容量300MVA，归归算到算到电电抗器前的系抗器前的系统总电统总电抗抗为

7、为0.378，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0.1s。解解 基准选取：基准选取：Sd=100MVA，Ud=10.5kV，Id=5.5kA。根据安装地点电网电压和持续工作电流初选根据安装地点电网电压和持续工作电流初选NKL10400型电型电抗器。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 2021/9/157曾曾选选用用电电抗百分抗百分值为值为3%的的电电抗器，抗器，动稳动稳定不能定不能满满足要求，改足要求，改选选电电抗百分抗百分值为值为4%的的电电抗器。抗器。重新计

8、算电抗器后短路电流重新计算电抗器后短路电流 求计算电抗求计算电抗 2021/9/158查运算曲线查运算曲线，求出短路电流为，求出短路电流为 动稳定校验动稳定校验 热稳定校验热稳定校验 2021/9/159电压损失校验电压损失校验 残压校验残压校验 可以看出，可以看出，选选用用NKL104004型型电电抗器抗器满满足要求。足要求。2021/9/1510按照使用环境按结构特点按工作特性 高压熔断器的型号户内式和户外式户内式和户外式 支柱式和跌落式支柱式和跌落式 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、额定电

9、压压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 2021/9/1511户内式高压熔断器户内式高压熔断器 户内高压熔断器户内高压熔断器全部是限全部是限流型熔断器流型熔断器.以以RN1RN1型为典型代表的设型为

10、典型代表的设计序号为计序号为奇数奇数系列的熔断器，系列的熔断器，用于用于3 335kV35kV的的电力线路和电电力线路和电气设备气设备的过载和短路保护；的过载和短路保护；以以RN2RN2型为代表的设计序型为代表的设计序号为号为偶数偶数系列的熔断器，专门系列的熔断器，专门用于保护用于保护3 335kV35kV的的电压互感电压互感器器，用于对高压电压互感器的，用于对高压电压互感器的过载及短路保护。过载及短路保护。户内高压熔断器主要部分为户内高压熔断器主要部分为熔管和熔体熔管和熔体，熔管内配置有瓷柱，熔管内配置有瓷柱，瓷柱上等间距绕有熔体，熔管的瓷柱上等间距绕有熔体，熔管的两端配置有压帽，其间填充有

11、石两端配置有压帽，其间填充有石英砂。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2021/9/15121.户外跌落式高压熔断器 跌落式熔断器主要由熔丝具、熔丝管和熔丝元件跌落式熔断器主要由熔丝具、熔丝管和熔丝元件三部分构成。三部分构成。户外跌落式熔户外跌落式熔断器广泛应用于断器广泛应用于10kV10k

12、V架空配电线路架空配电线路的支线及用户进线的支线及用户进线处、处、35kVA35kVA以下容量以下容量的配电变压器一次的配电变压器一次侧以及电力电容器侧以及电力电容器等设备作为过载或等设备作为过载或短路保护和进行系短路保护和进行系统、设备投、切操统、设备投、切操作之用。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

13、 2021/9/15132.户外支柱式高压熔断器 RXW RXW3535型限流式熔断器主要用于保护电压互感器。型限流式熔断器主要用于保护电压互感器。由瓷套、熔管及棒形支持绝缘子和接线端帽等组成。由瓷套、熔管及棒形支持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熔断器填料高压熔断器的灭弧原理基本的灭弧原理基本相同，均有限流相同，均有限流作用。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

14、线帽接线帽户外式高压熔断器户外式高压熔断器 2021/9/1514 高压熔断器高压接触器高压熔断器高压接触器配合，用熔断器作为配合，用熔断器作为保护电器保护电器，开断保护电流，而接触器作为开断保护电流，而接触器作为操作元件操作元件，接通或断开负荷，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，降低了经济成本。降低了经济成本。F-CF-C回路回路2021/9/1515高压熔断器的选择高压熔断器的选择高压熔断器型式的选择高压熔断

15、器型式的选择屋外跌开式，屋内式。屋外跌开式，屋内式。2021/9/1516限流、不限流限流、不限流限流熔断器限流熔断器在熔件融化后，其电流未达到最大在熔件融化后，其电流未达到最大值之前，就立即减小到零的熔断器。值之前，就立即减小到零的熔断器。不限流熔断器不限流熔断器在熔件熔化后，电流几乎不减小，在熔件熔化后，电流几乎不减小，仍继续达到其最大值，在第一次过零或经过几个仍继续达到其最大值，在第一次过零或经过几个半周期之后电弧才熄灭。半周期之后电弧才熄灭。高压熔断器额定电压的选择高压熔断器额定电压的选择不限流式不限流式 U Un n=U=Unsns限流式限流式 U Un n=U=Unsns，不宜使用

16、在低于熔断，不宜使用在低于熔断器额定电压的电网中。器额定电压的电网中。2021/9/1517高压熔断器额定电流的选择高压熔断器额定电流的选择熔管的额定电流熔管的额定电流 I INftNft 应大于等于熔体的额定电应大于等于熔体的额定电流流I INfsNfs使熔断器壳不致损坏使熔断器壳不致损坏。I INftNft =I =INfsNfs熔体的额定电流熔体的额定电流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

17、1.11.11.31.3，考，考虑电动机自启动时虑电动机自启动时K=1.5K=1.52.02.0）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2021/9/15182 2、被保护设备：电力电容器、被保护设备：电力电容器熔体额定电流选择：熔体额定电流选择：I INfsNfs =K I =K INcNcK K可靠系数（对限流式高压熔断器，当一台电力电容器可靠系数（对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时时K=1.5K=1.52.02.0，当一组电力电容器时，当一组电力电容器时K=1.3K=1.31.81.8）I INcNc电力电容器回路的额定电流电力电容器回路的额定电流目的：

18、目的：当系统电压升高或波形畸变引起回路电流增大或当系统电压升高或波形畸变引起回路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不限流式：不限流式：I INbrNbr=Ish =Ish 限流式：限流式：I INbrNbr=I”=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进行校验；对于有限流作用的熔断器，在电流达最大值进行校验；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，而采用之前已截断，故可不计非周期分量的影响，而采用I”I”进行进行校验

19、。校验。2021/9/15191.额定电压选择额定电压选择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及以下电力变压及以下电力变压器的高压熔断器熔体器的高压熔断器熔体 INfs=KImax 不计电动机自启动时不计电动机自启动时K K=1.1=1.11.31.3考虑电动机自启动时考虑电动机自启动时K K=1.5=1.52.02.0 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=1.

20、5=1.52.02.0一组电力电容器时一组电力电容器时K K=1.3=1.31.81.8 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进进行校验，对有限流作用的，用行校验，对有限流作

21、用的，用 进行校验。进行校验。2021/9/1520 母母线线：在在发发电电厂厂和和变变电电站站的的各各级级电电压压配配电电装装置置中中，将将发发电电机机、变变压压器器等等大大型型电气设备与各种电器装置连接的导体。电气设备与各种电器装置连接的导体。母线的作用：母线的作用：汇集、分配和传送电能汇集、分配和传送电能 母母线线包包括括：一一次次设设备备部部分分的的主主母母线线和和设设备备连连接接线线、站站用用电电部部分分的的交交流流母母线线、直直流流系系统统的的直直流流母母线线、二二次次部部分分的的小小母母线等。线等。第六节第六节 裸导体的选择裸导体的选择 2021/9/1521（一）敞露母线（一）

22、敞露母线1.按母线的使用材料分类按母线的使用材料分类（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、机械强度高、耐腐蚀等优点，铜具有导电率高、机械强度高、耐腐蚀等优点，但在工业上有很多重要用途，而且产量少，价格贵，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（如化工厂附近或沿海地故主要用在易腐蚀的地区（如化工厂附近或沿海地区等）。区等）。铝的导电率仅次于铜，且质轻、价廉、产量高，铝的导电率仅次于铜，且质轻、价廉、产量高，在屋内和屋外配电装置中广泛采用。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

23、合金母线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载流量大，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，但载流可广泛使用；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。量小，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

24、路中。母线的结构类型母线的结构类型 2021/9/15222.按母线的截面形状分类按母线的截面形状分类（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、持续工作电流在及以下、持续工作电流在4000A4000A及及以下的屋内配电装置中。以下的屋内配电装置中。散热条件好，集肤效应小，安装简单，连接散热条件好，集肤效应小，安装简单，连接方便。当工作电流超过最大截面的单条母线之允方便。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

25、母线固定在许电流时，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支持绝缘子上，每相矩形母线的条数不宜超过三条。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、机械效应小、冷却条件好、金属材料的利用率高、机械强度高。强度高。常用在常用在110kV110kV及以上，持续工作电流在及以上，持

26、续工作电流在8000A8000A以上的配电装置中。优点：集肤效应小，电晕放以上的配电装置中。优点：集肤效应小，电晕放电电压高，机械强度高，散热条件好。电电压高，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，一般用于层构成，一般用于35kV35kV及以上屋外配电装置中。组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，用于发电机与屋内配电装置或屋外主变压器之间的连接。发电机与屋内配电装置或屋外主变压器之间的连接。2021/9/1523（二）封闭母线（二）封闭母线 1.封闭

27、母线的结构类型封闭母线的结构类型（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，用于单机容量在用外壳将母线封闭起来，用于单机容量在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。塑料外壳母线和金属外壳塑料外壳母线和金属外壳母线母线 三相母线设在没有相间板的公共外壳内，只能三相母线设在没

28、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，而不能消除发生相间短路的可能性，也不能减少相间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的发热。电动力和钢构的发热。三相母线设在相间有金属（或绝缘）隔板的金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，在一定程度属外壳之内，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，但是仍然可上减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能发生因单相接地而烧穿相间隔板造成相间短路的故障。故障。每

29、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。2021/9/15242.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）保护外壳（4）伸缩补偿装置（5）密封隔断装置 一般用铝制成，采用空心结构以减小集肤一般用铝制成，采用空心结构以减小集肤效应。当电流很大时可采用水内冷圆管母线。效应。当电流很大时可采用水内冷圆管母线。采用多棱边式结构以加长漏电距离，每采用多棱边式结构以加长漏电距离，每个支持点可采用一个至四个绝缘子支持。一个支持点可采

30、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、般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。安装检修方便、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，在外毫米的铝板制成圆管形，在外壳上设置检修与观察孔。壳上设置检修与观察孔。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置；在与设备连接处适当部位设置螺接伸缩补偿装置。偿装置。封闭母线靠近发电机端及主变压器接线端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，采用大口径绝缘板和厂用高压变压器接线端，采

31、用大口径绝缘板作为密封隔断装置，并用橡胶圈密封，以保证作为密封隔断装置，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。区内的密封维持微正压运行的需要。2021/9/15253.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）母线附近钢构中的损耗和发热显著）母线附近钢构中的损耗和发热显著减小减小 （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）

32、外壳产生损耗，母线功率损耗约增加一倍。一倍。（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，同时外壳多点接地，保证了人员接触外壳的安全。同时外壳多点接地，保证了人员接触外壳的安全。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，外壳上感应产生与母线电流大小相近而方向相反的环流，环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流的屏蔽作用使壳外磁场减小到敞露母线的10%10%以下，

33、壳外钢构发热可忽略不计。以下，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母线和外壳可兼作强迫冷却的

34、管道。道。2021/9/15262.母线的布置母线的布置（1）水平布置）水平布置（2）垂直布置）垂直布置（3）槽形母线布置）槽形母线布置（4）软母线的布置）软母线的布置 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：散热条件好，竖放式：散热条件好，母线的额定允许电流较其母线的额定允许电流较其他放置方式要大，但机械他放置方式要大，但机械强度不是很好。强度不是很好。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：三相母线分示：三相母线分层安装，采用竖层安装，采用竖放式垂直布置，放式垂直

35、布置，散热性强，机械散热性强，机械强度和绝缘能力强度和绝缘能力较高。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。一般为三相水一般为三相水平布置，用绝缘子平布置，用绝缘子悬挂。悬挂。2021/9/1527母线的相序排列要求母线的相序排列要求（1）上、下布置的交流母线，由上到下排列）上、下布置的交流母线，由上到下排列为为U、V、W相；直流母线正极在上，负极相；直流母线正极在上，负极在下。在下。（2）水平布置的交流母线，由盘后向盘面排）水平

36、布置的交流母线，由盘后向盘面排列列U、V、W相；直流母线正极在后，负极相；直流母线正极在后，负极在前。在前。（3）引下线的交流母线，由左到右排列为）引下线的交流母线，由左到右排列为U、V、W相；直流母线正极在左，负极在前右相；直流母线正极在左，负极在前右。2021/9/1528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：）直流母线：正极正极赭色，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线：）

37、直流均衡汇流母线及交流中性汇流母线：不接地者不接地者紫色，接地者紫色，接地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及各股绞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，故不需着色。线常有相对扭动都会破坏着色层，故不需着色。2021/9/1529第六节第六节 裸导体与电缆的选择裸导体与电缆的选择（一）导体材料、类型与布置方式选择（一）导体材料、类型与布置方式选择 1导体的材料导体的材料 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，量少，价格高。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

38、，耐腐度低，耐腐蚀蚀性性较铜较铜差，但差，但储储量量高，价格低。高，价格低。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。导导体截面形状体截面形状影响硬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 2021/9/1530 矩形矩形导导体广泛用于体广泛用于35kV及以下，工作及以下，工作电电流不超流不超过过4

39、000A的屋的屋内配内配电电装置中，例如，主母装置中，例如，主母线线，连连接接导导体和体和变压变压器及小容量器及小容量发发电电机的引出机的引出线线母母线线。当。当单单条条导导体的体的载载流量不能流量不能满满足要求足要求时时，每，每相可采用相可采用24条并列使用；条并列使用；槽形槽形导导体适用于体适用于35kV及以下，工作及以下，工作电电流流为为40008000A的配的配电电装置中，例如，装置中，例如，100MW发电发电机的引出机的引出线线母母线线；管形管形导导体适用于体适用于8000A以上的大以上的大电电流母流母线线，例如，容量，例如，容量为为200MW及以上的及以上的发电发电机引出机引出线线

40、。对对110kV及以上屋内外配及以上屋内外配电电装装置，采用硬母置，采用硬母线时线时，应选应选用管形用管形导导体（防止体（防止电晕电晕）。）。(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。钢钢心心铝绞线铝绞线适用于适用于35kV及以上的屋外及以上的屋外软软母母线线；组组合合导线导线用于中小容量用于中小容量发电发电机和机和变压变压器的引出器的引出线线；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直径大，可以减小直径大，可以减小线线路路电电抗、抗、减小减小电晕损电晕损耗和耗和对对通通讯讯的干的干扰扰，用

41、于超高，用于超高压压母母线线和和输电线输电线路。路。220kV输电线输电线路常采用两分裂路常采用两分裂导线导线。2021/9/1531220kV220kV管形母线管形母线2021/9/1532110kV110kV软母线软母线(LGJ)(LGJ)2021/9/1533110kV110kV管形母线管形母线2021/9/153410KV母线桥母线桥2021/9/1535220kV220kV管形母线管形母线2021/9/1536220kV220kV管形母线管形母线2021/9/1537离相封闭母线离相封闭母线2021/9/15383导体的布置方式导体的布置方式 导体的布置方式常采用三相水平导体的布置方

42、式常采用三相水平布置和三相垂直布置。布置和三相垂直布置。（二）导体截面的选择（二）导体截面的选择 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，一般应按长期发热允许电流选择其截面，即电流选择其截面，即 Imax KIal 图图62b中矩形导体平放，机械强中矩形导体平放，机械强度较高，但散热条件较差；度较高，但散热条件较差；图图62a中中矩形矩形导体竖放，散热条件导体竖放，散热条件好，载流量大，但机械强度较差；好，载流量大，但机械强度较差；图图62c为矩形导体三相垂直布置，为矩形导体三相垂直布置，

43、它综合了图它综合了图62a、b的优点。的优点。2021/9/15392按经济电流密度选择按经济电流密度选择 按经济电流密度选择导体截面可以按经济电流密度选择导体截面可以使年计算费用最小使年计算费用最小。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，长度在较大，长度在20m以上的导体，如发电机和变压器引出线，其以上的导体，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。截面一般按经济电流密度选择。Imax正常运行方式下正常运行方式下导导体的最大持体的最大持续续工作工作电电流，流，计计算算时时不不考考虑过负虑过负荷和事故荷和事故

44、时转时转移移过过来的来的负负荷；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63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荷和事故和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：2021/9/1540 图图6-3 6-3 经济电流密度经济电流密度1 1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 2 2铝铝矩矩形形、槽槽形形及及组组合

45、合导导线线 3 3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、塑塑料料护护套套及及各各种种铠铠装装电电缆缆 4 43535220kV220kV线线路路的的LGJLGJ、LGJQLGJQ型钢心铝绞线型钢心铝绞线2021/9/1541 按按经济电经济电流密度流密度选择选择的的导导体截面体截面应应尽量接近尽量接近计计算的算的经济经济截面，截面，当无合适当无合适规规格的格的导导体体时时，允，允许许选选用小于但接近用小于但接近经济经济截面的截面的导导体。体。按按经济电经济电流密度流密度选择选择的的导导体截面体截面还还需要需要进进行行长长期期发热发热条件校条件校验验，此，此时计时计算算Im

46、ax需考需考虑过负虑过负荷和事故荷和事故时转时转移移过过来的来的负负荷。荷。由于由于汇汇流母流母线线各段的工作各段的工作电电流大小不相同，且差流大小不相同，且差别较别较大，故大，故汇汇流母流母线线不按不按经济电经济电流密度流密度选择选择截面截面。2021/9/1542（三）电晕电压校验（三）电晕电压校验 导导体的体的电晕电晕放放电电会会产产生生电电能能损损耗、噪声、无耗、噪声、无线电线电干干扰扰和金属和金属腐腐蚀蚀等不良影响。等不良影响。为为了防止了防止发发生全面生全面电晕电晕，要求，要求110kV及以上裸及以上裸导导体的体的电晕临电晕临界界电压电压Ucr应应大于其最高工作大于其最高工作电压电

47、压Umax，即，即 在海拔不超在海拔不超过过1000m的地区：下列情况可不的地区：下列情况可不进进行行电晕电压电晕电压校校验验。1)110kV采用了不小于采用了不小于LGJ70型型钢心铝绞线钢心铝绞线和外径不小于和外径不小于20型型管形导体时；管形导体时；2)220kV采用了不小于采用了不小于LGJ300型型钢钢心心铝绞线铝绞线和外径不小于和外径不小于30型的管形型的管形导导体体时时。（四）热稳定校验（四）热稳定校验 2021/9/1543对对于特定网于特定网络络和短路切除和短路切除时间时间，短路，短路电电流流热热效效应应Qk 保持不保持不变变，利用上式，取短利用上式，取短时时最高允最高允许许

48、温度温度al计计算短路算短路终终了了时时的的A值值得得Ah，取短路前，取短路前导导体的工作温度体的工作温度w计计算短路开始算短路开始时时的的A值值得得Aw，定，定义热稳义热稳定系数定系数为为此此时时C达到上限达到上限值值，若，若计计及集肤效及集肤效应应系数系数Kf影响，可得到影响，可得到满满足足热热稳稳定的定的导导体最小截面体最小截面为为 显显然，当所然，当所选导选导体截面体截面SSmin时时，由于短路，由于短路电电流流热热效效应应Qk保持保持不不变变，短路，短路终终了了时时的的A值值Af减小，减小，Af Smin=153.388mm2，能，能满满足足热稳热稳定要求。定要求。（3）共振校验）共

49、振校验 2021/9/1555取取=1=1，即不考，即不考虑虑共振影响。共振影响。（4）动稳定校验）动稳定校验 相间电动力相间电动力 相间应力相间应力 2021/9/1556根据根据，可以查得形状系数可以查得形状系数，条间电动力为，条间电动力为 最大允许衬垫跨距最大允许衬垫跨距 衬垫临界跨距衬垫临界跨距 每跨选取每跨选取2个衬垫时个衬垫时可以满足动稳定要求。可以满足动稳定要求。2021/9/1557优点：优点：防潮、防腐、防损伤，不占地面、防潮、防腐、防损伤，不占地面、不占用空中走廊、不妨碍观瞻，基本不不占用空中走廊、不妨碍观瞻，基本不受外力和气象条件影响、运行安全可靠受外力和气象条件影响、运

50、行安全可靠 缺点：缺点：造价高、敷设麻烦、维护检修不便、造价高、敷设麻烦、维护检修不便、难于发现和排除故障难于发现和排除故障 电力电缆主要用于：电力电缆主要用于：发电厂、变电站的进发电厂、变电站的进出线；跨越海峡、山谷及江河地区；大出线；跨越海峡、山谷及江河地区；大城市缺少空中走廊的地区；国防等特殊城市缺少空中走廊的地区；国防等特殊需要的地区需要的地区 二、电力电缆的选择二、电力电缆的选择 2021/9/15581.电缆线芯电缆线芯2.绝缘层绝缘层3.保护层保护层1 1导体；导体；2 2相绝缘；相绝缘；3 3纸绝缘；纸绝缘；4 4铅包皮；铅包皮；5 5麻衬；麻衬；6 6钢带铠甲；钢带铠甲；7