35KV主变压器侧 10KV出线侧 10KV主变压器侧 GW5?35ⅡDW 35 2000 100 31.5(4S) GN10?10T 10 6000 200 105(5S) GN10?10T 10 6000 200 105(5S) 5.3 母线的选择
5.3.1 导体选择的一般要求
裸导体应根据具体情况,按下列技术条件分别进行选择和校验; 工作电流;
电晕(对110KV级以上电压的母线); 动稳定性和机械强度; 热稳定性;
同时也应注意环境条件,如温度、日照、海拔等。
导体截面可以按长期发热允许电流或经济密度选择,除配电装置的汇流母线外,对于年负荷利用小时数大,传输容量大,长度在20M以上的导体,其截面一般按经济电流密度选择。
一般来说,母线系统包括截面导体和支撑绝缘两部分,载流导体构成硬母线和软母线,软母线是钢芯铝绞线,有单根,双分和组合导体等形式,因其机械强度决定支撑悬挂的绝缘子,所以不必效验其机械强度。 5.3.2 母线选择的方法
(1) 选择母线的材料、截面形状:
载流导体一般采用铝质材料,对于持续工作电流在4000A及以下时,一般采用矩形导体;在110KV及以上高压配电装置,一般采用软导体。
软母线(钢芯铝绞线)适用于各个电压等级。
(2) 选择母线的截面积:对于汇流母线须按照其最大长期工作电流选择截面积。
(3) 校验母线的动稳定和热稳定:如果选用软母线,则此项校验可以省略。 (4) 电晕校验:对于110kV及以上的母线,还应校验能否发生电晕。但是如果截面积大于最小电晕校验截面积,则不需电晕校验。 5.3.3 母线选择结果
按照上述过程,母线选择结果如下:
第 16 页 共 54 页
35KV:选用63×10(mm×mm)双条矩形铝导体,平放,长期允许载流量
Ial?1800A,集肤效应系数Ks?1.14。
10KV:选用槽形铝导体,其中h=225mm,b=105mm,e=12.5mm,r=16mm,双槽导体截面S=9760mm2,集肤效应系数Ks?1.575,双槽导体长期允许载流量
Ial?10150A,平放,截面系数WY?66.5cm3,惯性矩IY?490cm4,惯性半径rY?3.20cm。
5.4 绝缘子和穿墙套管的选择 5.4.1 绝缘子的选择方法
在发电厂变电站的各级电压配电装置中,高压电器的连接、固定和绝缘,是由导电体、绝缘子和金具来实现的。所以,绝缘子必须有足够的绝缘强度和机械强度,耐热、耐潮湿。
绝缘子型式的选择:对于软导体,由悬式绝缘子悬挂于构架上,所以要选用悬式绝缘子。对于硬母线,则需要支柱绝缘子支撑,所以采用支柱式绝缘子。
如果采用悬式绝缘子,则根据相应规定,选择正确的型号和该型号在不同电压等级时所需要的片数即可。
如果采用支柱式绝缘子,则按照下面的步骤选择: (1) 按安装地点选择支柱绝缘子
一般用于屋内配电装置的选用户内式的,用于屋外配电装置的选用屋外式的。当户外污秽严重时,应选用防污式的。
(2) 按电压条件选择支柱绝缘子 应满足下式 :
UN?UNS (5-2)
式中 UNS——所在电网的额定电压,kV ; UN——支柱绝缘子的额定电压,kV。 (3) 按短路条件校验支柱绝缘子
由于三相母线是通过支柱绝缘子支持和固定的,因此,短路时作用在母线上的相间电动力也会传到支柱绝缘子上,为保证它们在这种情况下不受损坏,应满足下列条件:
F?FP (5-3)
第 17 页 共 54 页
式中 FP——支柱绝缘子的抗弯破坏负荷,N,可从设计手册中查得;
F——作用在支柱绝缘子上的相间电动力,N。
本设计中35KV、10KV均采用硬母线,故这两个电压等级选用支柱绝缘子。 5.4.2 穿墙套管的选择方法
(1) 根据装设地点可选择屋内型和屋外型,根据用途可选择带导体的穿墙套管和不带导体的母线型穿墙套管。屋内配电装置一般选用铝导体穿墙套管。
(2) 额定电压的选择:
按穿墙套管的额定电压UN不得低于其所在电网额定电压UNS的条件来选择。当有冰雪时,应选用高一级电压的产品。
(3) 额定电流的选择:
带导体的穿墙套管,其额定电流IN不得小于所在回路最大持续工作电流Imax。母线型穿墙套管本身不带导体,没有额定电流选择问题,但应校核窗口允许穿过的母线尺寸。
(4) 热稳定效验: 满足热稳定的条件为
Qk?It2t (5-4)
式中 Qk—短路电流热效应?KA??S;
2??It—制造厂家给出的t秒内允许通过的热稳定电流(KA)
母线型穿墙套管不需进行热稳定效验。 (5) 动稳定效验:
当三相导体水平布置时,穿墙套管端部所受电动力Fmax(单位为N)为
F1?F2L?L22 ?1.73?10?71ish (5-5)
22aFmax?式中L1—套管端部至最近一个支柱绝缘子间的距离(m);
L2—套管本身长度Lca(m)。
第 18 页 共 54 页
动稳定效验的条件为
Fmax?0.6Fde (5-6)
式中 Fde—抗弯破坏负荷(N),0.6为安全系数。 5.4.3 绝缘子和穿墙套管选择结果
按照以上方法,本设计中绝缘子[5]选择结果如下表5-3所示:
表5-3 绝缘子的选择结果
安装地点 型式 型号 高度(mm) 机械破坏负荷(KN) 35KV 10KV 支柱式 支柱式 ZS-35/8 ZL-10/8 400 170 8 8 穿墙套管[5]选择结果如下表5-4所示:
表5-4 穿墙套管的选择结果
型号 额定电压(KV) 额定电流(A) 套管长度(mm) 机械破坏负荷(KN) CWLC2-10 10 6000 435 12.5 5.5 电流互感器的选择 5.5.1 电流互感器的选择原则
电流互感器的选择和配置应按下列条件:
型式:电流互感器的型时应根据使用环境条件和产品情况选择。对于6~20KV屋内配电装置,可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV及以上配电装置,一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时,应尽量采用套管式电流互感器。
一次回路电压:ug(一次回路工作电压)?un 一次回路电流:
Ig?max(一次回路最大工作电压)?I(原边额定电流) m准确等级:要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等级
第 19 页 共 54 页
的要求,并按准确等级要求高的表计来选择。
二次负荷:Sn?I2n?Z2n(VA) (5-7)
S2?I22n?Z2n (5-8)
动稳定:ish<2ImKdw (5-9) 式中,Kdw 是电流互感器动稳定倍数。
2(ImKt)热稳定:I2?tdz? (5-10)
Kt为电流互感器的1s热稳定倍数。
5.5.2电流互感器的选择结果
电流互感器[5]的选择结果如下表5-5所示
表5-5 电流互感器的选择结果
型号 额定电压(KV) 电流比 准确级次组合 热稳定电流(KA) 动稳定电流(KA) 135 LCWB4?110 110 600/5 0.5/B1/B2/B3 75 LDB?35 LMZD?10 35 10 2000/5 11000/5 0.5/10P/10P 30 0.5/D 40 75 90 5.6 电压互感器的选择 5.6.1 电压互感器的选择原则
电压互感器的选择和配置应按下列条件:
型式:6~20KV屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器;35KV~110KV配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器;220KV级以上的配电装置,当容量和准确等级满足要求,一般采用电容式电压互感器。在需要检查和监视一次回路单相接地时,应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器。
一次电压u1、un为电压互感器额定一次线电压。
二次电压:按表所示选用所需二次额定电压u2n。如表5-6所示。
表5-6 电压互感器一二次绕组
绕组 主二次绕组 附加二次绕组 第 20 页 共 54 页