母线和电缆的选择课件

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,二级,三级,四级,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8000A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，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，(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，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,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,.,此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！,部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！,