沈阳工程学院 华海二次变电所电气部分设计 毕业设计说明书
小于30mm。
8、主母线室用金属板封闭，主母线的连通用穿墙管来完成，主母线室同时装设两组母线，后面一组为系统主母线，前面一组母线可完成柜顶进线和上联络功能，开关柜的下联母线一般都可以到向左或向右联络，或同时左右联络。 7.3.3 KYN—10Z型高压开关柜工作条件 1、10KV时，海拔高度不超过1000米。 2、周围环境温度-5~40摄时度。 3、空气相对湿度不大于90%（25度）。
4、无火灾、爆炸危险、严重污秽、化学腐蚀及剧烈震动的场所。 7.3.4 本次设计所选开关柜 本次设计所选开关柜如下： KYN3—10/11Z
额定工作电流（A） 主电路主要高压电器
高压真空断路器 操动机构 电流互感器 接地开关 3000 ZN28—10 CD10 LZZB1—10 JN4--10 1 1 2 1 KYN3—10/89Z
额定工作电流（A） 主电路主要高压电器
高压熔断器 2500 RN2—10 3 电压互感器 JDZJ 3 - 21 -
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技术参数表：断路器型号：ZN28 额定工作电压 额定工作电流 额定关合电流 额定开断电流 动稳定电流 热稳定电流 热稳定时间 7.4母线的选择
配电装置中的母线，应根据具体使用情况按下列条件选择和校验：1、母线材料、截面形状和布置方式；2、母线截面尺寸；3、电晕；4、热稳定；5、动稳定；6、共振频率。
7.4.1 母线材料、截面形状和布置方式选择
母线一般采用导电率高的铝、铜型材制成。由于铝的成本低，现在除对于持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部，或采用硬铝导体穿墙套管有困难，以及对铝有较严重腐蚀的场所才采用铜导体外，不便使用铝母线。
常见的硬母线截面形状为矩形、槽形和管形。矩形截面的优点是散热面大，并且便于固定和连接，但电流的集肤效应强烈。我国最大的单片矩形母线承载的工作电流可达2KA左右。当工作电流较大时，可采用2~4片组成多条矩形母线。但是受邻近效应的影响，4片矩形母线的载流能力一般不超过6KA。因此，矩形母线常被用于容量为50MW及以下的发电机或容量为60MVA及以下的降压变压器10.5KV侧的引出线及其配电装置。槽形截面母线具有机械强度好、载流量大、集肤效应小的特点。当回路正常工作电流在4~8KA时，一般采用槽形母线。管形母线同样具有机械强度高、集肤效应小的特点，且其电晕放电电压较高，管内可通风或通水进行冷却，从而使载流量大。因此，管形母线可用于8KA以上的大电流母线和100KV及以上的配电装置母线。
母线的散热条件和机械强度与母线的布置方式有关。母线按照其布置方式可分为支持式和悬挂式。支持式是适合母线工作电压的支持绝缘子把母线固定在钢构架或墙板等建筑物上。常见的布置方式有水平布置、垂直布置和三角形布置。
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10KV 3150A 100KA 40KA 130KA 40KA 4S 最高工作电压 操作循环 操动机构型式 满额开断次数 合闸时间 固有分闸时间 机械寿命次数 12KV 40KA(分-180s合分--180s) CD交直流 30 200ms 100ms 1000 沈阳工程学院 华海二次变电所电气部分设计 毕业设计说明书
悬挂式是用悬挂绝缘子把母线吊挂在建筑物上。常见的布置方式为三相垂直排列、水平排列和等边三角形排列。 7.4.2 母线截面尺寸选择
（1） 为了保证母线的长期安全运行，母线导体在额定环境温度和导体正常发
热允许最高温度下的允许电流，经过修正后的数值应大于或等于流过导体的最大持续工作电流 ，
即Igmax?KIe： 式中 K—综合修正系数
（2）为了考虑母线长期运行的经济性，除了配电装置的汇流母线以及断续运行或长度在20m以下的母线外，一般均应按经济电流密度选择导体的截面，这样可使年计算费用最低。经济电流密度的大小和导体的种类和最大年负荷利用小时数Tmax有关。导体的经济截面计算公式为：S?Igmax/je 式中 Igmax--正常工作时的最大持续工作电流 je--经济电流密度
由于按经济电流密度选择的截面是在总费用的最低点，在该点附近总费用随截面积变化不明显。因此，选择时如果导体截面积无合适的数值时，允许选用略小于按经济电流密度求得的截面积。 7.4.3 电晕电压校验
电晕放电会造成电晕损耗、无线电干扰、噪音和金属腐蚀等许多危害。因此，110~220KV裸母线晴天不发生可见电晕的条件是：电晕临界电压 Uli应大于最高工作电压Ugmax
即：Uli?Ugmax
对于330~500KV超高压配电装置，电晕是选择导线的控制条件。要求在1.1倍最高工作相电压下，晴天夜晚不应出现可见电晕。选择母线时应综合考虑导体直径、分裂间距和相间距离等条件，经过技术经济比较，确定最佳方案。
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7.4.4 热稳定校验
按照上述情况选择的导体截面S，还应校验其在短路条件下的热稳定。裸导体热稳定校验公式为：S>Smin?式中 S--所选导体截面；
Smin--根据热稳定条件决定的导体最小允许截面； Qd--短路电流热效应； C--热稳定系数； 7.4.5 动稳定校验
由于硬母线都安装在支持绝缘子上，当短路冲击电流通过母线时，电动力将使母线产生弯曲应力。
按照母线与绝缘子、金具的连接特点，母线的每个支持点都属于简支。在跨数很多、母线所受载荷是同向均匀分布电动力的情况下，可以把母线作为自由支承在绝缘子上的多跨距、载荷均匀分布的连续梁来考虑。选取绝缘子的跨度L=1200mm，相间距250mm。
当跨距数等于2时，母线所受最大弯距为：
fL2?N?m? M?8QdC
M（Pa） W式中，W为母线对垂直于作用力方向轴的截面系数（或称抗弯距）。矩形母
母线最大相间计算弯曲应力：?max?2线水平布置时，W=Wy?bh?m?；垂直布置时，W=W63x?bh2?m?。 63当三相母线水平布置且相间距离为a（m）时，三相短路的最大电动力为：
?3?21fmax?1.73?10?7iim?（N）
a???3?式中 iim——三相短路冲击电流值（A）
若按式求出的母线最大相间计算应力?max不超过母线材料的允许应力?y，即：
?max≤?y（Pa）
则认为母线的动稳定是满足要求的。
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第八章 防雷保护的设计
变电所是电力系统的重要组成部分。如果发生雷击事故，可能会使变压器及其他电器等主要设备发生损坏，造成大面积停电，严重地影响国民经济和人民生活，因此，对变电所的防雷保护，必须十分可靠。
变电所的雷害事故可来自两个方面，一是雷击于变电所的导线或设备，二是雷击于线路后沿线路向变电所传来雷电波。
对于直击雷的保护是采用避雷针或避雷线。我国运行经验证明，凡装设有符合规程要求的避雷针的变电所，可认为是完全可靠的。
由于线路绝缘水平较高，线路落雷频繁，所以沿线路入侵的雷电波幅值会很大，如不采用防护措施势必造成变电所内电器设备绝缘损坏。所以变电所对雷击进行波的防护是非常重要的任务，其主要的防护措施是在变电所内装设阀型避雷器，以限制入侵雷电波幅值，同时在变电所进线上，设置进线保护段以限制流过阀型避雷器的雷电波和限制入侵雷电波的陡度。 8.1 装设避雷针的原则
为了防止雷直击变电所可以装设避雷针，装设避雷针的原则是：
1. 所有被保护设备（电气设备，烟囱，冷却水塔，水电厂的水工建筑、易燃易爆装置等）均可处于避雷针的保护范围之内，以免遭受雷击。此外，对于变电所进线的最后一档线路，也应包括在避雷针的保护范围之内。
对于35KV及以下的变电所，因其绝缘水平较低，故不允许避雷针装在配电构架上，以免发生反击，需架设独立的避雷针，并应满足不发生反击的要求。
2. 当雷击避雷针时，雷电流通过避雷针入地，使避雷针对地电位升高，此时应防止避雷针至被保护设备发生反击。 8.2 装设避雷器的原则
变电所母线上必须装设阀型避雷器，以限制雷电波入侵时的过电压，这是变电所防雷保护的基本措施之一。由于避雷器直接接在变压器旁，故变压器上的过电压波形与避雷器上电压波形相同。若变压器的冲击放电电压和5KA下的线压，则变压器可得到可靠的保护。
变电所中有很多电气设备，不可能在每个设备旁边都装设一组避雷器，一般只在变电所母线上装设避雷器。由于变压器是变电所中最重要的设备，因此避雷器应尽量靠近变压器，这样避雷器离开变压器和各电气设备都有一长度不等的距离。为了保证变压器上电压不超过一定的允许值，变压器与避雷器之间的距离不
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