发电厂变电站电气设备 母线及运行 母线二.ppt

封闭母线运行中应注意的问题 1）严格控制母线温度 2）金属外壳牢固接地 3）应保证封闭母线安装正确 4）做好防潮，防结露工作 5）封闭母线表面涂漆完好。 4.1 母线 在发电厂和变电所的各级电压配电装置中，将发电机、变压器与各种电器连接的导线称为母线。母线是各级电压配电装置的中间环节，它的作用是汇集、分配和传送电能。 软母线：电压等级较高、户外配电 硬母线：电压等级较低、户内外配电 母线材料 铜母线：具有电阻率低、机械强度高、抗腐蚀性强等特点，是很好的导电材料。但铜贮藏量少，在国防工业上应用很广，因此，在电力工业中应尽量以铝代铜，除技术上要求必须应用铜母线外，都应采用铝母线。 铝母线：铝的电阻率稍高于铜，但贮量多，重量轻，加工方便，且价格便宜。用铝母线较铜母线经济，因此，目前我国广泛采用铝母线。 钢母线：钢的电阻率比铜大七倍多，用于交流时，有很强的集肤效应。优点是机械强度高和价廉。仅适用于高压小容量电路(如电压互感器)和电流在200A以下的低压及直流电路中。接地装置中的接地线多数应用钢母线。 矩形截面： 一般应用于35kV及以下的户内配电装置中。矩形截面母线的优点(与相同截面积的圆形母线比较)是散热条件较好，集肤效应较小，在容许发热温度下通过的允许工作电流大。 为增强散热条件和减小集肤效应的影响，宜采用厚度较小的矩形母线。但考虑到母线的机械强度，通常铜和铝的矩形截面母线的边长之比为1:5～1:12，最大的截面积为10×120=1200(mm2)。 但是，矩形母线的截面积增加时，散热面积并不是成比例地增加，所以，允许工作电流也不能成比例增加。因此，矩形母线的最大截面积受到限制。当工作电流很大，最大截面的矩形母线也不能满足要求时，可采用多条矩形母线并联使用，并间隔一定距离(一条母线的厚度) ，但一般不超过3条。 圆形截面： 在35kV以上的户外配电装置中，为了防止产生电晕，一般采用圆形截面母线。在110kV以上的户外配电装置中，采用钢芯铝绞线和管形母线；在110kV以上的户内配电装置中，都采用管形母线。 电压为35kV及以下的户外配电装置中，一般也采用钢芯铝绞线，这样可使母线的结构简化，投资降低。 槽形截面： 当每相三条以上的矩形母线不能满足要求时，一般采用由槽形截面母线组成近似正方形的空心母线结构，如图4.1所示。这种结构的优点是：邻近效应较小，冷却条件好，金属材料利用率较高。另外，为了加大槽形母线的截面系数，可将两条槽形母线每相隔一定距离，用连接片焊住，构成一个整体。槽形母线的工作电流可达10～12kA。 图4.1 槽形母线及其焊接片 相同截面积的槽形母线最大允许持续电流大于矩形母线. 对于大容量发电机，除采用多条矩形母线并联或槽形母线外，目前，国内已采用如下几种形式的母线。 (1)水内冷母线 水内冷母线是利用水热传导能力强的特点，使母线温升大大降低，以提高载流能力，减少金属消耗量。水内冷母线可用铜或铝做成的圆管形母线。由于铝母线容易腐蚀，因此一般采用铜材。图4.2所示为水内冷母线的一般布置和水冷系统的简图。水内冷母线的水冷系统与水内冷发电机共用。 图4.2 绝缘水内冷母线的一般布置和水内冷系统 水内冷发电机 主变压器 电流互感器 冷却水管 电路 绝缘管 不锈钢波纹管 发电机定子绕组 冷却器 水泵 电流 互感器 冷却水 绝缘层 圆管母线 (2.)封闭母线 随着电力系统的迅速发展，单机容量不断增大，300MW发电机的额定电流已达一万一千多安培，这样大的电流通过发电机与变压器之间的连接母线时，将引起一系列问题： 如母线短路时产生巨大电动力；母线本身发热及母线对附近钢构件的感应发热；母线故障对系统的影响。 封闭母线: 将母线用非磁性金属材料(一般用铝合金)制成的外壳 保护起来 高压共箱式母线槽 全连式分相封闭母线 1—母线；2—封闭外壳；3—相间隔板；4—活动外壳； 5—橡胶绝缘垫；6—连接外壳；7—短路板 图4.3全连式分相封闭母线 全连式分相封闭母线的屏蔽原理：由于同相外壳各段已焊成一体，且三相外壳间又用金属板短接，这好似1:1的电流互感器二次线圈被短路一样：主母线的电流所产生的交变磁通作用于外壳，在外壳上产生感应电势，此电势在外壳的闭合回路中产生三相环流，由于外壳是采用低值电阻的铝合金制成，所以外壳上的三相环流与母线电流基本上是方向相反，数值相等，这就使主母线在外壳外面所产生的磁通被抵消，这就是屏蔽作用。 减小了短路电流在母线导体上产生的电动力和附近钢构件的感应发热损耗 图4.4 封闭母线断面图 1－载流导体；2－保护外壳；3－支柱绝缘子； 4－弹性板；5－垫圈；6－底座；7－加强圈 (b) (a) 全连式分