高压电气设备选择[精选].ppt

220kV管形母线、支柱绝缘子 3．导体的布置方式 导体的布置方式常采用三相水平布置和三相垂直布置。对于矩形导体，图6-2a中导体竖放，散热条件好，载流量大，但机械强度较差；图6-2b中导体平放，机械强度较高，但散热条件较差；图6-2c为矩形导体三相垂直布置，它综合了图6-2a、b的优点。 （二）导体截面的选择 1．按导体的长期发热允许电流选择 汇流母线及长度在20m以下的导体等，一般应按长期发热允许电流选择其截面，即 Imax ≤KIal 2．按经济电流密度选择 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流密度选择。经济截面用下式计算： Imax——正常运行方式下导体的最大持续工作电流，计算时不考虑过负荷和事故时转移过来的负荷； J——经济电流密度，常用导体的J值，可根据最大负荷利用时数Tmax由图6-3查得。 Imax——导体的最大持续工作电流，计算时一般需考虑过负荷和事故时转移过来的负荷。 图6-3 经济电流密度 1—变电所所用、工矿和电缆线路的铝纸绝缘铅包、铝包、塑料护套及各种铠装电缆 2—铝矩形、槽形及组合导线 3—火电厂厂用的铝纸绝缘铅包、铝包、塑料护套及各种铠装电缆 4—35~220kV线路的LGJ、LGJQ型钢心铝绞线 1) 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。 2) 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校验，此时计算Imax需考虑过负荷和事故时转移过来的负荷。 3) 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。 （三）电晕电压校验 1. 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。 2. 为了防止发生全面电晕，要求110kV及以上裸导体的电晕临界电压Ucr应大于其最高工作电压Umax，即 在海拔不超过1000m的地区：下列情况可不进行电晕电压校验。 1) 110kV采用了不小于LGJ-70型钢心铝绞线和外径不小于φ20型管形导体时； 2) 220kV采用了不小于LGJ-300型钢心铝绞线和外径不小于φ30型的管形导体时。 （四）热稳定校验 对于特定网络和短路切除时间，短路电流热效应Qk 保持不变，利用上式，取短时最高允许温度θal计算短路终了时的A值得Ah，取短路前导体的工作温度θw计算短路开始时的A值得Aw，定义热稳定系数为 C达到上限值，若计及集肤效应系数KS影响，可得到满足热稳定的导体最小截面为 显然，当所选导体截面S≥Smin时 ，由于短路电流热效应Qk保持不变，短路终了时的A值Af减小，Af Ah，故导体短路时的温升不会超过短时最高允许温度。 Qk的单位为 A2·s；热稳定系数C的单位为 C可以根据短路前导体的工作温度由表6-2查出。 实际环境温度下，短路前导体的工作温度θw的计算： 由长期发热计算公式得 两式两边相除再平方得： θ、Ialθ——实际环境温度和对应于实际环境温度θ的允许电流。 （五）硬导体的动稳定校验 硬导体的动稳定校验条件为最大计算应力σmax不大于导体的最大允许应力σal，即 σmax≤σal 硬导体的最大允许应力：硬铝为70×106 Pa， 硬铜为140×106Pa，1Pa=1N/m2。 由于相间距离较大，无论什么形状的导体和组合，计算相间电动力fph（单位为N/m）时，可不考虑形状的影响，均按下式计算 ish为三相短路冲击电流（A）；a为相间距离（m）；β为动态应力系数。 1．每相为单条矩形导体母线的应力计算与校验 矩形导体母线系统可以视为均匀荷载作用的多跨连续粱，导体所受到的最大弯矩M（N·m）为 导体最大相间计算应力σph（单位为Pa）为 W——导体的截面系数（m3），即导体对垂直于电动力作用方向轴的抗弯矩，与导体尺寸和布置方式有关，见表6-3。 满足动稳定的条件为： σmax = σph≤σal 单条平放 ，单条竖放 不满足动稳定时，可适当减小支柱绝缘子跨距L，重新计算。 也可以用绝缘子间最大允许跨距Lmax校验动稳定： 令σph=σal ，可得到： 只要支柱绝缘子跨距L≤ Lmax ，即可满足动稳定要求。 ， 2．每相为多条矩形导体母线的应力计算与校验 每相为多条导体时，除受相间电动力的作用外，还受到同相中条与条之间的电动力作用，满足动稳定的条件为 σmax=σph+σb≤σal 1)多条矩形导体的相