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如何选择适合的母线?

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:母线选择的项目一般包括材料、型式、敷设方式和截面选择,并应进行短路热稳定、动稳定校验。当母线工作电流很大,每相需要三条以上的矩形母线才能满足要求时,一般均选用槽形母线。

如何选择适合的母线?

在发电厂和变电站中,将发电机变压器与各种电器连接起来的导体称为母线,如发电机出口母线,10kV汇流母线,220kV汇流母线等。母线是电气主接线和各级电压配电装置中的重要环节,它的作用是用来汇集、传送和分配电能。母线选择的项目一般包括材料、型式、敷设方式和截面选择,并应进行短路热稳定、动稳定校验。

一、母线的分类及特点

1.母线按所使用的材料分类

(1)铜母线。铜母线电阻率低、机械强度高、抗腐蚀性强,是很好的导电材料。但铜储量少,属贵重金属,只在含有腐蚀性气体的场合才采用。

(2)铝母线。铝的电阻率比铜高,但储量多,比重小,加工方便,价格便宜,所以通常情况下应尽量采用铝母线。

(3)钢母线。钢母线的优点是机械强度高,价格便宜。但钢的电阻率是铜的7倍,用于交流时会产生很强的集肤效应,所以仅用在高压小容量回路(如电压互感器)和电流在200A以下的低压和直流电路,以及接地装置中。

2.母线按截面形状分类

(1)矩形母线。矩形母线具有集肤效应系数小、散热条件好、安装简单、连接方便等优点。在35kV及以下的户内配电装置中多采用矩形母线。

(2)管形母线。管形母线是空芯导体,集肤效应系数小,且其直径较大、电晕临界电压高。在35kV以上的户外配电装置中多采用管形母线。

(3)槽形母线。槽形母线的电流分布较均匀,与同截面矩形母线相比,集肤效应系数小、冷却条件好、金属材料的利用率高、机械强度高。当母线工作电流很大,每相需要三条以上的矩形母线才能满足要求时,一般均选用槽形母线。

(4)圆形软母线。屋外高压配电装置大多采用钢芯铝绞线的软母线。如500kV、330kV的母线都用软母线。

二、母线的着色

母线着不同的颜色有利于工作人员识别交流相序和直流极性。在交流装置中,A、B、C三相分别涂黄、绿、红色,不接地的中性线涂白色,接地的中性线涂紫色。在直流装置中,正极涂红色,负极涂蓝色。同时,母线的着色可以增加母线的热辐射能力,有利于散热,钢母线着色还可以防止生锈。

三、母线截面尺寸的选择

1.按最大工作电流选择母线

配电装置的汇流母线,一律按最大工作电流来选择。因为流经其中各段的电流数值是变化不定的,根本无法计算其经济性。

配电装置汇流母线可能出现的最大工作电流,总会小于汇入母线的全部电源电流的总和。具体数值应分析主接线图中电源和负荷接入母线的位置来确定。

2.按经济电流密度选择母线(www.xing528.com)

对于传输容量大,年负荷利用小时数高,长度在20m以上的导体,例如发电机出口母线,其截面应按经济电流密度选择。

四、母线截面尺寸的短路稳定性校验

1.母线截面尺寸的短路热稳定校验

母线截面尺寸的热稳定校验,与前已讲过的载流导体短路热稳定校验完全相同。

2.母线截面尺寸的短路动稳定校验

软母线不需进行动稳定校验。硬母线要计算出承受短路冲击电流ish时出现的最大应力σmax,只有此值小于母线材料的允许应力(例如铝为70×106Pa)才是动稳定的。

最大应力σmax的计算公式为:

式中 M——弯矩,N•m;

W——抗弯矩,又称母线的截面系数,m3,矩形母线的截面系数见表5-15;

表5-15 矩形母线截面系数 单位:m3

注 b为母线的厚度,h为母线的宽度,均为m,故W为m3

f——作用在母线1m长度上的电动力,与短路冲击电流ish平方成正比,N/m;

L——跨距,支撑母线的两个相邻绝缘子间的距离,m;

a——母线的相间距离,m。

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