【文章內容簡介】 度選擇導體截面可以 使年計算費用最小 。 ?除匯流母線、廠用電動機的電纜等外，年最大負荷利用時數(shù)較大，長度在 20m以上的導體，如發(fā)電機和變壓器引出線，其截面一般按經濟電流密度選擇。 JIS max?Imax—— 正常運行方式下導體的最大持續(xù)工作電流，計算時 不考慮過負荷和事故時轉移過來的負荷； J—— 經濟電流密度，常用導體的 J值，可根據(jù)最大負荷利用時數(shù) Tmax由圖 63查得。 Imax—— 導體的最大持續(xù)工作電流，計算時一般 需考慮過負荷和事故時轉移過來的負荷。 ?經濟截面的計算： 圖 63 經濟電流密度 1— 變電所所用 、 工礦和電纜線路的鋁紙絕緣鉛包 、 鋁包 、 塑料護套及各種鎧裝電纜 2— 鋁矩形 、 槽形及組合導線 3— 火電廠廠用的鋁紙絕緣鉛包 、 鋁包 、 塑料護套及各種鎧裝電纜 4— 35~220kV線路的 LGJ、 LGJQ型鋼心鋁絞線 ? 按經濟電流密度選擇的導體截面應盡量接近計算的經濟截面，當無合適規(guī)格的導體時，允許 選用小于但接近經濟截面的導體。 ? 按經濟電流密度選擇的導體截面 還需要進行長期發(fā)熱條件校驗 ，此時計算 Imax需考慮過負荷和事故時轉移過來的負荷。 ? 由于匯流母線各段的工作電流大小不相同，且差別較大，故匯流母線不按經濟電流密度選擇截面 。 （三）電暈電壓校驗 ?導體的電暈放電會產生電能損耗、噪聲、無線電干擾和金屬腐蝕等不良影響。 ?為了防止發(fā)生全面電暈，要求 110kV及以上裸導體的電暈臨界電壓 Ucr應大于其最高工作電壓 Umax，即 maxrcUU ??在海拔不超過 1000m的地區(qū)：下列情況可不進行電暈電壓校驗。 1) 110kV采用了不小于 LGJ70型 鋼心鋁絞線 和外徑不小于 φ20型 管形導體時； 2) 220kV采用了不小于 LGJ300型鋼心鋁絞線和外徑不小于 φ30型的管形導體時。 （四）熱穩(wěn)定校驗 對于特定網絡和短路切除時間，短路電流熱效應 Qk 保持不變，利用上式，取短時最高允許溫度 θal計算短路終了時的 A值得 Ah，取短路前導體的工作溫度 θw計算短路開始時的 A值得 Aw，定義熱穩(wěn)定系數(shù)為 whAAC ??此時 C達到上限值，若計及集膚效應系數(shù) Kf影響，可得到滿足熱穩(wěn)定的導體最小截面為 ifk21 AAQS ?? ff KQCKQAAS kkwhmi n11 ???顯然，當所選導體截面 S≥Smin時 ，由于短路電流熱效應 Qk保持不變，短路終了時的 A值 Af減小， Af Ah，故導體短路時的溫升不會超過短時最高允許溫度。 根據(jù) 可以看出 ?最小截面法 : ?Qk的 單位為 A178。s； 熱穩(wěn)定系數(shù) C的單位為 。2214244 /m msA)mms/(A)mms/(W)mm/( ??????????????JC可以根據(jù)短路前導體的工作溫度由表 612查出。 ?實際環(huán)境溫度下，短路前導體的工作溫度 θw的計算： 由長期發(fā)熱計算公式得 和RFI )( wmax ??? ?? 2al θ2maxalw )( II???? ???RFI )( alal θ??? ??兩式兩邊相除再平方得： θ、 Ialθ—— 實際環(huán)境溫度和對應于實際環(huán)境溫度 θ的允許電流。 （五）硬導體的動穩(wěn)定校驗 ?硬導體的動穩(wěn)定校驗條件為最大計算應力 σmax不大于導體的最大允許應力 σal，即 σmax≤σal 硬導體的最大允許應力：硬鋁為 70106 Pa， 硬銅為 140106Pa， 1Pa=1N/m2。 ?計算相間電動力 fph（單位為 N/m）時，由于相間距離較大，可不考慮形狀的影響，均按下式計算 ?2sh7ph iaf ???ish為三相短路沖擊電流（ A）； a為相間距離（ m）； β為動態(tài)應力系數(shù)。 1．每相為單條矩形導體母線的應力計算與校驗 矩形導體母線系統(tǒng)可以視為均勻荷載作用的多跨連續(xù)粱，導體所受到的最大彎矩 M（ Nm）為 102ph LfM ?導體最大相間計算應力 σph（單位為 Pa）為 WLfWM102phph ???W—— 導體的截面系數(shù)（ m3），即導體對垂直于電動力作用方向軸的抗彎矩，與導體尺寸和布置方式有關。 滿足動穩(wěn)定的條件為： σmax = σph≤σal 單條平放 62bhW ?，單條豎放 62 hbW ?不滿足動穩(wěn)定時，可適當減小支柱絕緣子跨距 L，重新計算。 也可以 用絕緣子間最大允許跨距 Lmax校驗動穩(wěn)定： 令 σph=σal ，可得到： phalmax10fWL ??只要支柱絕緣子跨距 L≤ Lmax ，即可滿足動穩(wěn)定要求。 2．每相為多條矩形導體母線的應力計算與校驗 每相為多條導體時，除受相間電動力的作用外， 還受到同相中條與條之間的電動力作用 ，滿足動穩(wěn)定的條件為 σmax=σph+σb≤σal 1)多條矩形導體的相間計算應力 σph與單條矩形導體時的相同： WLfWM102phph ???但截面系數(shù)為多條矩形導體的截面系數(shù)，根據(jù)每相導體的條數(shù)和布置方式選用。 雙條平放 3/2bhW ?雙條豎放 hbW ?三條平放 2/2三條豎放 hb ?圖 64 雙條平放矩形導體側視圖 2)單位長度條間最大電動力 fb (單位為 N/m)的 計算 多條導體的結構： 相鄰導體條間距離：一般為矩形導體短邊 b的 2倍。 由于條間距離很小，故條間應力 σb比相間應力大的多 ，為了減小條間計算應力 ， 一般在同相導體的條間每隔 30~50 cm左右裝設一 金屬襯墊 ，如圖所示。襯墊跨距 Lb可通過動穩(wěn)定校驗條件來確定。 72sh137shsh12b 1041)(21021))((2 ?? ????biKbiiKf 92sh1312 101)(8 ????biKK上兩式中， K12和 K13分別是第 2條導體和第 3條導體間的形狀系數(shù)。 ?每相多條矩形導體中，電流的方向相同，邊條受的電動力最大。根據(jù)兩平行導體電動力計算公式，并考慮導體形狀對電動力的影響， 每相為兩條且各通過 50%的電流時 ，單位長度條間最大電動力 fb (單位為 N/m)為 82sh1272sh12b 21)(2 ?? ????biKbiKf?每相為三條時，可以認為中間條通過 20%電流， 兩邊條各通過 40%電流， 則單位長度條間最大電動力 fb (單位為 N/m)為 3)條間計算應力 σb（單位為 Pa）的計算 邊條導體所受的最大彎矩 Mb（單位為 Nm）為 122bbbLfM ?不論導體是平放還是豎放，每相多條導體所受條間電動力的方向與每相單條豎放時所受相間電動力方向相同，故邊條導體的截面系數(shù)為 W=b2h/6， 因而條間計算應力 σb（單位為 Pa）為 hbLfWLfWM22bb2bbbb212 ????按 σmax=σph + σb≤σal校驗動穩(wěn)定， 如果不滿足動穩(wěn)定要求時，可以適當減小襯墊跨距 Lb，重新計算應力 σb 。 4)動穩(wěn)定校驗 5)用 最大允許襯墊跨距 Lbmax校驗動穩(wěn)定 令 σmax=σph + σb中 σmax=σal ，得條間允許應力 σbal=σal σph，代入式（ 624）得最大允許襯墊跨距 Lbmax（單位為 m）為 bbalbbalmaxb212fhbfWL ?? ??為防止因 Lb太大，同相各條導體在條間電動力作用下彎曲接觸，還應計算 襯墊臨界跨距 Lcr（單位為 m），即 4rc / bfhbL ??λ 的取值，鋁：雙條為 1003，三條為 1197。 只要 Lb=L/(n+1)≤min{Lbmax， Lcr}，就能滿足動穩(wěn)定又避免同相各條導體在條間電動力作用下彎曲接觸，其中 n 即為滿足 動穩(wěn)定的襯墊個數(shù)。 【 例 61】 某降壓變電所，兩臺 31500kVA自然油循環(huán)冷卻主變壓器并列運行，電壓為 110/。已知：最大負荷利用小時為 4100h，環(huán)境溫度為 32℃ ，主保護動作時間為 ，后備保護動作時間為 ，斷路器全開斷時間為 ，引出線導體三相水平布置，導體平放，相間距離 a=，支持絕緣子跨距 L=，短路電流 I”=， =， =。試選擇變壓器低壓側引出線導體。 解 （ 1） 按經濟電流密度選擇導體截面 8A315 3NNmax ?????USI采用矩形鋁導體，根據(jù)最大負荷利用小時 4100h，由圖 63可以查得 J=，經濟截面為 2max 0 8 ???JIS查矩形鋁導體長期允許載流量表，每相選用 2條 100 mm10 mm雙條矩形鋁導體，平放時允許電流 Ial=2613A ，集膚系數(shù)Ks=。環(huán)境溫度為 32℃ 時的允許電流為 3A261 3270alal ??????? IKI滿足長期發(fā)熱條件要求。 （ 2）熱穩(wěn)定校驗 sQ ??????? 2222p (kA))(12 sTIQ ????? 222np (kA)短路電流熱效應 sQ ?????? 2nppk (kA))(短路前導體的工作溫度為 )3270(32)(222θal2maxalw ????????? II????查表 612，用插值法得 )9395(5055 )( 2112w22 ??????????? CCCC????26skmin 11 ?????? KQCS所選截面 S=2023mm2Smin=，能滿足熱穩(wěn)定要求。 （ 3）共振校驗 mkg/ ??????? ?bhm 46433 ?????? bhI 61022