发电厂电气部分第六章电气设备选择

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

2、或一段母线上发生短路时，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 （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，

3、可在户内、能承受户外恶劣的气象条件，可在户内、 户外使用。户外使用。 1K2345 1 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（% %） 限流电抗器分限流电抗器分 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

4、电抗百分值的选择 电抗器的百分值：电抗器的百分值： %100 3 % N LN L U xI x 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 dN NdL L* 100 % UI UIx x 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 %100% Nd dN L*L UI UI xx 选择出线电抗器电抗百分值的条件是：选择出线电抗器电抗百分值的条件是：经过电抗器限流后的次经过电抗器限流后的次 暂态短路电流暂态短

5、路电流I”不大于轻型断路器的额定开断电流不大于轻型断路器的额定开断电流INbr。 如果如果系统至电抗器前的等效电抗系统至电抗器前的等效电抗为为x*，线路电抗器的选择条，线路电抗器的选择条 件为件为 Nbr L* d I xx I I 电抗百分值的选择电抗百分值的选择 电抗器电抗标幺值应满足电抗器电抗标幺值应满足 * Nbr d * x I I x L %100)(% Nd dN * Nbr d UI UI x I I xL 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 出线电抗器电抗百分值一般选出线电抗器电抗百分值一般选3% 6%，母线电抗器电抗百分，母线电抗器电抗百分 值一般

6、选值一般选8% 12%。 4电压损失校验电压损失校验 %5sin%100 sin3 100% N max L N maxL N I I x U Ix U U U 负荷功率因数角，一般取负荷功率因数角，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 %70%60% N Lre I I xU 6热稳定和动稳定校验热稳定和动稳定校验 tIQ t 2 k 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

7、自学) 【例例6-4】试选择某发电机试选择某发电机10kV机压母线上的出线电抗器，要求机压母线上的出线电抗器，要求 装设出线电抗器后可以采用装设出线电抗器后可以采用SN10-10I型断路器，额定开断电流型断路器，额定开断电流 为为INbr=16kA。已知线路最大持续工作电流为。已知线路最大持续工作电流为350A，功率因数为，功率因数为 0.8，系统火电厂总容量，系统火电厂总容量300MVA，归算到电抗器前的系统总电，归算到电抗器前的系统总电 抗为抗为0.378，出线继电保护动作时间为，出线继电保护动作时间为2s，断路器全开断时间为，断路器全开断时间为 0.1s。 解解 基准选取：基准选取：Sd

8、=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NKL-10-400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 126. 0 300 100 378. 0 * x 选择电抗百分值选择电抗百分值 %663. 1%100 100005500 10500400 )126. 0 16 5 . 5 ( %100)(% Nd dN * Nbr d L UI UI x I I x 曾选用电抗百分值为曾选用电抗百分值为3%的电抗器，动稳定不能满足要求，改的电抗器，动稳定

9、不能满足要求，改 选电抗百分值为选电抗百分值为4%的电抗器。的电抗器。 重新计算电抗器后短路电流重新计算电抗器后短路电流 524. 0 10500400 100005500 04. 0 100 % dN NdL L* UI UIx x 求计算电抗求计算电抗 95. 1 100 300 )126. 0524. 0( *c x 查运算曲线查运算曲线，求出短路电流为，求出短路电流为 kA677. 8kA 5 .103 300 526. 0 I kA825. 8kA 5 .103 300 535. 0 kk t2/t II kA5 .25kA13.22kA677. 855. 2 sh es ii 动稳

10、定校验动稳定校验 热稳定校验热稳定校验 s(kA)5 .22s(kA)1 .163 s)(kA)825. 8825. 810677. 8( 12 1 . 2 222 2222 pk QQ 电压损失校验电压损失校验 %5%1 . 26 . 0 400 350 %4sin% N max L I I xU 残压校验残压校验 %7077.86 400 8677 %4% N Lre I I xU 可以看出，选用可以看出，选用NKL-10-400-4型电抗器满足要求。型电抗器满足要求。 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

11、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 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 户内式

12、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

13、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 1.户外跌落式高压熔断器 跌落式熔断器主

14、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 10kV10kV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

15、；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 2.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

16、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接线帽接线帽 户外式高压熔断器户外式高压熔断器 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

17、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 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器型式的选择 屋外跌开式，屋内式。屋外跌开式，屋内式。 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

18、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=Uns ns 限流式限流式 U Un n=U=Uns ns，不宜使用在低于熔断 ，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。 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 INft Nft 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 INfs Nfs使熔断器壳不致损坏 使熔断器壳不致损坏。 I INft Nft = I = INfs Nfs 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：35K

19、V35KV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 INfs Nfs = K Imax = K Imax K 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 K1.11.11.31.3，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 2 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 INfs Nfs = K I = K INc Nc K 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

20、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 INc Nc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：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 INbr Nbr =Ish =Ish 限流式：限流式： I INbr Nbr = 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

21、，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。校验。 1.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 INftINfs 35kV35kV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

22、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=1.5=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 ） I 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

23、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 Ish sh进 进 行校验，对有限流作用的，用行校验，对有限流作用的，用 进行校验。进行校验。 I 母线：母线：在发电厂和变电站的各级电压在发电厂和变电站的各级电压 配电装置中，将发电机、变压器等大型配电装置中，将发电机、变压器等大型 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 母线包括：母线包括：一次设备部

24、分的主母线和一次设备部分的主母线和 设备连接线、站用电部分的交流母线、设备连接线、站用电部分的交流母线、 直流系统的直流母线、二次部分的小母直流系统的直流母线、二次部分的小母 线等。线等。 第六节第六节 裸导体的选择裸导体的选择 （一）敞露母线（一）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

25、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。高，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

26、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路中。 母线的结构类型母线的结构类型 2.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

27、、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

28、续工作电流在40004000 8000A8000A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、机效应小、冷却条件好、金属材料的利用率高、机 械强度高。械强度高。 常用在常用在110kV110kV及以上，持续工作电流在及以上，持续工作电流在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

29、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。 （二）封闭母线（二）封闭母线 1.封闭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

30、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

31、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。 2.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

32、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。

33、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。 3.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

34、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）外壳产生损耗，母线功率损耗约增 加一倍。加一倍。 （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，

35、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，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

36、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母线和外壳可兼作强迫冷却的 管道。管道。 2.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

37、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：如图所示： 槽形母线均采用槽形母线均采用 竖放式，每相均竖放式，每相均 由两条相同母线由两条相同母线 之间每隔一段距之间每隔一段距

38、离用焊接片进行离用焊接片进行 连接，构成一个连接，构成一个 整体。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。 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

39、线正极在左，负极在前右相；直流母线正极在左，负极在前右。 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：）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

40、色层，故不需着色。绞线常有相对扭动都会破坏着色层，故不需着色。 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：电阻率低，机械强度高，耐腐蚀性比铝强，但储量少，铜：电阻率低，机械强度高，耐腐蚀性比铝强，但储量少， 价格高。价格高。 铝：电阻率比铜高，机械强度低，耐腐蚀性较铜差，但储量铝：电阻率比铜高，机械强度低，耐腐蚀性较铜差，但储量 高，价格低。高，价格低。 一般优先采用铝导体，在工作电流大，地方狭窄的场所和对一般优先采用铝导体，在工作电流大，地方狭窄的场所和对 铝有严重腐蚀的地方可采用铜导

41、体。铝有严重腐蚀的地方可采用铜导体。 2导体的选型导体的选型 (1) 常用硬导体的截面形状有矩形、槽形和管形。导体截面形常用硬导体的截面形状有矩形、槽形和管形。导体截面形 状影响硬导体的散热、集肤效应系数和机械强度。状影响硬导体的散热、集肤效应系数和机械强度。 一、导体的选择一、导体的选择 矩形导体广泛用于矩形导体广泛用于35kV及以下，工作电流不超过及以下，工作电流不超过4000A的屋的屋 内配电装置中，例如，主母线，连接导体和变压器及小容量发内配电装置中，例如，主母线，连接导体和变压器及小容量发 电机的引出线母线。当单条导体的载流量不能满足要求时，每电机的引出线母线。当单条导体的载流量不能

42、满足要求时，每 相可采用相可采用24条并列使用；条并列使用； 槽形导体适用于槽形导体适用于35kV及以下，工作电流为及以下，工作电流为40008000A的配的配 电装置中，例如，电装置中，例如，100MW发电机的引出线母线；发电机的引出线母线； 管形导体适用于管形导体适用于8000A以上的大电流母线，例如，容量为以上的大电流母线，例如，容量为 200MW及以上的发电机引出线。对及以上的发电机引出线。对110kV及以上屋内外配电装及以上屋内外配电装 置，采用硬母线时，应选用管形导体（防止电晕）。置，采用硬母线时，应选用管形导体（防止电晕）。 (2) 常用的软导线有钢心铝绞线、组合导线、空心导线、

43、扩径常用的软导线有钢心铝绞线、组合导线、空心导线、扩径 导线和分裂导线。导线和分裂导线。 钢心铝绞线适用于钢心铝绞线适用于35kV及以上的屋外软母线；及以上的屋外软母线； 组合导线用于中小容量发电机和变压器的引出线；组合导线用于中小容量发电机和变压器的引出线； 空心导线、扩径导线和分裂导线直径大，可以减小线路电抗、空心导线、扩径导线和分裂导线直径大，可以减小线路电抗、 减小电晕损耗和对通讯的干扰，用于超高压母线和输电线路。减小电晕损耗和对通讯的干扰，用于超高压母线和输电线路。 220kV输电线路常采用两分裂导线。输电线路常采用两分裂导线。 220kV220kV管形母线管形母线 110kV110

44、kV软母线软母线(LGJ)(LGJ) 110kV110kV管形母线管形母线 10KV母线桥母线桥 220kV220kV管形母线管形母线 220kV220kV管形母线管形母线 离相封闭母线离相封闭母线 3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

45、图图6-2b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6-2a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6-2c为矩形导体三相垂直布置，为矩形导体三相垂直布置， 它综合了图它综合了图6-2a、b的优点。的优点。 0al al K 2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

46、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。 J I S max Imax正常运行方式下导体的最大持续工作电流，计算时正常运行方式下导体的最大持续工作电流，计算时不不 考虑过负荷和事故时转移过来的负荷；考虑过负荷和事故时转移过来的负荷； J经济电流密度，常用导体的经济电流密度，常用导体的J值，可根据最大负荷利用时值，可根据最大负荷利用时 数数Tmax由图由图6-3查得。查得。 Imax导体的最大持续工作电流，计算时一般导体的最大持续工作电流，计算时一般需考虑过负荷需考虑过

47、负荷 和事故时转移过来的负荷。和事故时转移过来的负荷。 经济截面的计算：经济截面的计算： 图图6-3 6-3 经济电流密度经济电流密度 1 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 种铠装电缆种铠装电缆 2 2铝矩形、槽形及组合导线铝矩形、槽形及组合导线 3 3火电厂厂用的铝纸绝缘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铅包、铝包、塑料护套及各种铠装电缆 4 43535220kV220kV线路的线路的LGJLGJ、LGJQLGJQ 型钢心铝绞线型钢心铝绞线 按经济电流密度选择的导体截面应尽量接近计

48、算的经济截面，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。选用小于但接近经济截面的导体。 按经济电流密度选择的导体截面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还需要进行长期发热条件校 验验，此时计算，此时计算Imax需考虑过负荷和事故时转移过来的负荷。需考虑过负荷和事故时转移过来的负荷。 由于汇流母线各段的工作电流大小不相同，且差别较大，故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汇流母线不按经济电流密度选择截面。 （三）电晕电压校验（三）电晕电

49、压校验 导体的电晕放电会产生电能损耗、噪声、无线电干扰和金属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。腐蚀等不良影响。 为了防止发生全面电晕，要求为了防止发生全面电晕，要求110kV及以上裸导体的电晕临及以上裸导体的电晕临 界电压界电压Ucr应大于其最高工作电压应大于其最高工作电压Umax，即，即 maxrc UU 在海拔不超过在海拔不超过1000m的地区：下列情况可不进行电晕电压校的地区：下列情况可不进行电晕电压校 验。验。 1) 110kV采用了不小于采用了不小于LGJ-70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)

50、 220kV采用了不小于采用了不小于LGJ-300型钢心铝绞线和外径不小于型钢心铝绞线和外径不小于30 型的管形导体时。型的管形导体时。 （四）热稳定校验（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，保持不变， 利用上式，取短时最高允许温度利用上式，取短时最高允许温度al计算短路终了时的计算短路终了时的A值得值得Ah， 取短路前导体的工作温度取短路前导体的工作温度w计算短路开始时的计算短路开始时的A值得值得Aw，定义，定义 热稳定系数为热稳定系数为 wh AAC 此时此时C达到上限值，若计及集肤效应系数达到上限值，若计及集

51、肤效应系数Kf影响，可得到满足热影响，可得到满足热 稳定的导体最小截面为稳定的导体最小截面为 ifk 2 1 AAQ S ff KQ C KQ AA S kk wh min 11 显然，当所选导体截面显然，当所选导体截面SSmin时时 ，由于短路电流热效应，由于短路电流热效应Qk保持保持 不变，短路终了时的不变，短路终了时的A值值Af减小，减小，Af Smin=153.388mm2，能满足热稳定要求。，能满足热稳定要求。 （3）共振校验）共振校验 mkg/7 . 2270001. 01 . 0 w bhm 46433 m10667. 16/m1 . 001. 06/ bhI Hz155Hz96

52、.513 7 . 2 10667. 1107 2 . 1 56. 3 610 22 f 1 m EI L N f 取取=1=1，即不考虑共振影响。，即不考虑共振影响。 （4）动稳定校验）动稳定校验 kA5 .64kA3 .2555. 2 sh i 相间电动力相间电动力 N/m17.1028)64500( 7 . 0 1 1073. 1 1 1073. 1 272 sh 7 ph i a f 3622 m103 .333/1 . 001. 03/ bhW 相间应力相间应力 Pa104461. 4 103 .3310 2 . 117.1028 10 6 6 2 2 ph ph W Lf 1 . 0

53、 h b 091. 0 10100 1020 bh ba 43. 0 12 K N/m27.4472 01. 0 10 )64500(43. 05 . 210 1 5 . 2 8 282 sh12b b iKf m54. 0 27.4472 10)4461. 470(1 . 02 01. 0 2 6 b bal maxb f h bL m69. 027.4472/1 . 001. 01003/ 4 4 brc fhbL crmaxbb m4 . 0m 12 2 . 1 1 LL n L L 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

54、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。 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

55、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 1.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 7麻被；麻被；8 8钢丝铠甲；钢丝铠甲；9 9填充物填充物 传导电流。传导电流。 通常由多股铜绞通常由多股铜绞 线或铝绞线制成。线或铝绞线制成。 根据导体的芯数，根据导体的芯数， 可分为单芯、双可分为单芯、双 芯、三芯和四芯芯、三芯和四芯 电缆。电缆。 使各导体之间使各导体之间 及导体与包

56、皮之间及导体与包皮之间 相互绝缘。使用的相互绝缘。使用的 材料：橡胶、聚乙材料：橡胶、聚乙 烯、聚氯乙烯、交烯、聚氯乙烯、交 联聚乙烯、聚丁烯、联聚乙烯、聚丁烯、 棉、麻、丝、绸、棉、麻、丝、绸、 纸、矿物油、植物纸、矿物油、植物 油、气体等。油、气体等。 保护导体和绝缘保护导体和绝缘 层，防止外力损伤、层，防止外力损伤、 水份侵入和绝缘油外水份侵入和绝缘油外 流。分内保护层和外流。分内保护层和外 保护层。内保护层由保护层。内保护层由 铝、铅或塑料制成，铝、铅或塑料制成， 外保护层由内衬层和外保护层由内衬层和 外被层组成。外被层组成。 电力电缆的基本结构电力电缆的基本结构 如如CYZQ102

57、220/14表示铜芯、纸绝表示铜芯、纸绝 缘、铅护套、铜带径向加强、无铠装、聚氯缘、铅护套、铜带径向加强、无铠装、聚氯 乙稀护套、额定电压乙稀护套、额定电压220kV、单芯、标称截、单芯、标称截 面积面积400mm的自容式充油电缆。的自容式充油电缆。 12345678 ZRZR阻燃，阻燃，NHNH耐火，耐火，ZAZA （IAIA）本安，）本安，CYCY自容式自容式 充油电缆充油电缆 绝缘层代号。绝缘层代号。V V聚氯乙烯，聚氯乙烯， Y Y聚乙烯或聚烯烃，聚乙烯或聚烯烃，YJYJ 交联聚乙烯或交联聚烯烃，交联聚乙烯或交联聚烯烃， X X橡皮，橡皮，Z Z纸纸 导体代号。导体代号。T T铜铜 芯

58、缺省表示，芯缺省表示，L L 铝芯铝芯 内护层（护套）代号。内护层（护套）代号。V V 聚氯乙烯，聚氯乙烯，Y Y聚乙烯，聚乙烯，Q Q 铅包，铅包，L L铝包，铝包，H H橡橡 胶，胶，HFHF非燃性橡胶，非燃性橡胶，LWLW 皱纹铝套，皱纹铝套，F F氯丁胶氯丁胶 特征代号。统包型不用特征代号。统包型不用 表示，表示，F F分相铅包分分相铅包分 相护套，相护套，D D不滴油，不滴油， CYCY充油，充油，P P屏蔽，屏蔽，C C 滤尘器用，滤尘器用，Z Z直流直流 铠装层代号。铠装层代号。0 0 无，无，2 2双钢带双钢带 （2424钢带、粗圆钢带、粗圆 钢丝），钢丝），3 3细圆细圆 钢

59、丝，钢丝，4 4粗圆钢粗圆钢 丝（丝（4444双粗圆钢双粗圆钢 丝）丝） 外被层代号。外被层代号。0 0无，无，1 1 纤维层，纤维层，2 2聚氯乙烯护聚氯乙烯护 套，套，3 3聚乙烯护套聚乙烯护套 额定电压。以数额定电压。以数 字表示，字表示，kV kV 电力电缆的型号电力电缆的型号 （1）按电压等级分）按电压等级分 （2）按电缆导电线芯截面分）按电缆导电线芯截面分 （3）按电缆芯数分）按电缆芯数分 （4）按传输电能的形式分）按传输电能的形式分 （5）按特殊需求分）按特殊需求分 （6）按电缆绝缘材料和结构分）按电缆绝缘材料和结构分 低压电缆（低压电缆（1kV1kV及以下）；中压电缆（及以下）

60、；中压电缆（3 3、6 6、 l0l0、35kV35kV）；高压电缆（）；高压电缆（60kV60kV及以上）。及以上）。 2.5 2.5，4 4，6 6，110110，1616，2525，3535，5050，7070， 9595，120120，150150，185185，240240，300300，400400，500500， 625625，800mm800mm2 2。 单芯、双芯、三芯、四芯。单芯、双芯、三芯、四芯。 直流电缆和交流电缆。直流电缆和交流电缆。 输送大容量电能的电缆、阻燃电缆和输送大容量电能的电缆、阻燃电缆和 光纤复合电缆等。光纤复合电缆等。 油浸纸绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘电缆油