【正文】 110lkV母線的選擇與校驗按經(jīng)濟電流密度選擇導體截面積：正常工作時的最大長期工作電流：查經(jīng)濟電流密度曲線，當Tmax =4600h時，經(jīng)濟電流密度，則。選擇LF21圓管形鋁錳合金導體作為母線，其技術數(shù)據(jù)如下表所示：表524 技術數(shù)據(jù)表導體尺寸D1∕D2(mm)導體截面()導體最高允許溫度為下值時的載流量(A)截面系數(shù)W()慣性半徑慣性矩J()質(zhì)量（kg/m）70℃80℃φ80∕7295419001545（1）當環(huán)境溫度為40℃時，導體最高允許溫度為70℃時，查表得綜合修正系數(shù)為K=,則按長期發(fā)熱允許電流校驗：（2）熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導體溫度：（℃），查《電力工程電氣設計手冊》表8—9，《供用電工程》表9—1，C=95,則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為：，所以滿足熱穩(wěn)定要求。（3）按電暈電壓校驗：即故滿足檢驗要求。 35kV母線的選擇與校驗按經(jīng)濟電流密度選擇導體截面積：正常工作時的最大長期工作電流：查經(jīng)濟電流密度曲線，當Tmax =4000h時，經(jīng)濟電流密度，則。查《電力工程電氣設備手冊電氣一次部分》及《電力工程電氣設計手冊電氣一次部分》中表，選取二片矩形硬鋁導體并列使用，矩形母線的布置采取截面的長邊垂直布置，以提高導體的散熱率。相關數(shù)據(jù)如下：導體尺寸bh(mmmm):2(12510)；導體截面S():2500；集膚效應系數(shù)： Kf =；豎放允許電流： 3152A（1）當環(huán)境溫度為40℃時，導體最高允許溫度為70℃時，查表得綜合修正系數(shù)為K=,則按長期發(fā)熱允許電流校驗：（2）熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導體溫度：（℃），查《電力工程電氣設計手冊》表8—9，得C=91,則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為：，所以滿足熱穩(wěn)定要求。（3）動穩(wěn)定校驗導體短路時產(chǎn)生的機械應力一般均按三相短路校驗。校驗應滿足的要求為： ①對于三相導體布置在同一平面的矩形導體，相間應力按下式計算：式中 l——絕緣子間跨距（cm）； a——相間距離（cm）；W——導體的截面系數(shù)（），見《電力工程電氣設計手冊——電氣一次部分》表812及813； β——振動系數(shù)相間距離：a=，沖擊電流：絕緣子的最大允許跨距取絕緣子跨距l(xiāng)=。對于三相母線布置在同一平面，母線的自振頻率為：式中 可見f在35～155Hz范圍內(nèi)，應考慮振動系數(shù)，查《供用電工程》表814的曲線，對應f=,β=。則相間作用應力為：②母線同相兩條間作用應力計算如下：當每相為兩片時，片間中心距離為a=2b（根據(jù)《供用電工程》中描述），則 ， 時，由矩形導體形狀系數(shù)曲線得，增加片間襯墊的數(shù)量可以減少各片間的應力，但會使母線散熱條件變壞，根據(jù)經(jīng)驗一般每隔30～50cm設一襯墊，所以襯墊跨距可取，則短路時同相導體片間相互作用的應力為：所以，滿足動穩(wěn)定校驗要求。綜上，所選的二片矩形硬鋁導體滿足要求。互感器在主接線中的配置如下所述：電壓互感器的配置：（1）母線。除旁路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護裝置；（2）線路。35kV及以上輸電線路，當對端有電源時，為了監(jiān)視線路有無電壓，進行同步和設置重合閘，裝有一臺單相電壓互感器；（3）變壓器。變壓器低壓側(cè)有時為了滿足同期和繼電保護的要求，設有一組電壓互感器。電流互感器的配置:（1）為了滿足測量和保護配置的需要，在變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設有電流互感器。對于中性點直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對于中性點非直接接地系統(tǒng)，依具體情況按二相或三相配置；（2）保護用電流互感器的裝設地點應按盡量消除主保護裝置的死區(qū)來設置。如有兩組斷路器，應盡可能設在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護范圍之中；（3）電流互感器通常布置斷路器的出線或變壓器側(cè)，即盡可能不在緊靠母線側(cè)裝設電流互感器。根據(jù)以上互感器在主接線中的配置原則，互感器在本設計中主接線的配置見附錄Ⅲ。第6章 高壓配電系統(tǒng)及配電裝置設計高壓配電裝置的設計必須認真貫徹國家的技術經(jīng)濟政策，遵循上級頒發(fā)的有關規(guī)程、規(guī)范及技術規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點和運行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設備，積極慎重地采用新布置、新設備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設計不斷創(chuàng)新，做到技術先進、經(jīng)濟合理、運行可靠、維護方便。變電所的配電裝置型式選擇，應考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運行、檢修和安裝要求，通過技術經(jīng)濟比較予以確定。在確定配電裝置型式時必須滿足以下四點要求：（1）節(jié)約用地；（2）運行安全和操作巡視方便；（3）便于檢修和安裝；（4）節(jié)約材料，降低造價。 配電裝置的要求配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關電器、保護和測量裝置，母線和必要的輔助設備組建而成的總體裝置，是發(fā)電廠和變電站的重要組成部分，其作用是在正常情況運行下，用來接受和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時，迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運行。為此，配電裝置應滿足下述基本要求。保證運行可靠配電裝置中引起事故的主要原因是，絕緣子因污穢而閃絡，隔離開關因誤操作而發(fā)生相間短路，斷路器因開斷能力不足而發(fā)生爆炸等。因此，要按照系統(tǒng)和自然條件以及有關規(guī)程要求合理選擇電氣設備，使選用電氣設備具有正確的技術參數(shù)，保證具有足夠的安全凈距；還應采取防火、防爆、蓄油和排油措施，考慮設備防水、防風、抗震、耐污等性能。便于操作、巡視和檢修配電裝置的結(jié)構(gòu)應使操作集中，盡可能避免運行人員在操作一個回路時需要走幾層樓或幾條走廊。配電裝置的結(jié)構(gòu)和布置應力求整齊、清晰，便于操作巡視和檢修；還應裝設防誤操作的閉鎖裝置及連鎖裝置，以防帶負荷拉合隔離開關、帶電拉接地線、誤拉合斷路器、誤入屋內(nèi)有電間隔。保證工作人員安全為了保證工作安全，對配電裝置應采取一系列措施，例如用隔墻把相鄰電路的設備隔開，以保證電氣設備檢修時安全；設置遮攔；留出安全距離，以防觸及帶電部分；設置適當?shù)陌踩隹冢辉O備外殼和底座都采用保護接地等；在建筑結(jié)構(gòu)等方面還應考慮防火等安全措施。力求提高經(jīng)濟性在滿足上述要求的前提下，電氣設備的布置應緊湊，節(jié)省占地面積，節(jié)約鋼材、水泥和有色金屬等原材料，并降低造價。具有擴建可能要根據(jù)發(fā)電廠和變電站的具體情況，分析是否有發(fā)展和擴建的可能。如有，在配電裝置結(jié)構(gòu)和占地面積等方面要留有余地。 配電裝置的分類配電裝置按電氣設備裝設地點不同，可分為屋內(nèi)配電裝著和屋外配電裝置；按其組裝方式，又可分為裝配式和成套式。在現(xiàn)場將電氣組裝而成的稱為裝配配電裝置；在制造廠按要求預先將開關電氣、互感器等組成各種電路成套后運至現(xiàn)場安裝使用的稱為成套配電裝置。（1）屋內(nèi)配電裝置的特點：①由于允許安裝凈距小和可以分層布置而使占地面積較?。虎诰S修、巡視和操作在室內(nèi)進行，可減小維護工作量，不受氣候影響；③外界污穢空氣對電氣設備影響較小，可以減少維護工作量；④房屋建筑投資較大，建設周期長，但可采用價格較低的戶內(nèi)型設備。（2）屋外配電裝置的特點：①土建工作量和費用較小，建設周期短；②與屋內(nèi)配電裝置相比，擴建比較方便；③相鄰設備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；④與屋內(nèi)配電裝置相比，占地面積大；⑤受外界環(huán)境影響，設備運行條件較差，須加強絕緣；⑥不良氣候?qū)υO備維修和操作有影響。（3）成套配電設備的特點：①電氣設備布置在封閉或半封閉的金屬（外殼或金屬框架）中，相間和對地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積??；②所有電氣設備已在工廠組裝成一體，如SF6全封閉組合電器、開關柜等，大大減少現(xiàn)場安裝工作量，有利于縮短建設周期，也便于擴建和搬遷；③運行可靠性高，維護方便；④耗用鋼材較多，造價較高。 配電裝置的應用在發(fā)電廠和變電所中，35kV及以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，其中3～10kV的大多采用成套配電裝置；110kV及以上的配電裝置大多采用屋外配電裝置；對110～220kV配電裝置有特殊要求時，如建于城市中心或處于嚴重污穢地區(qū)時，也可以采用屋內(nèi)配電裝置。成套配電裝置一般布置在屋內(nèi)，目前我國生產(chǎn)的3～35kV的各種成套配電裝置，在發(fā)電廠和變電所中已被廣泛采用，110～500kV的SF6全封閉組合電器也得到應用。 配電裝置的設計要求及步驟高壓配電裝置的設計要求⑴滿足安全凈距的要求：屋外配電裝置的安全凈距亦不應小于規(guī)定數(shù)值，并按規(guī)定標準進行校驗。，應裝設固定遮攔。屋外配電裝置使用軟導線時，帶電部分至接地部分和不同相的帶電部分之間的最小電氣距離，應根據(jù)外過電壓和風偏，內(nèi)過電壓和風偏，最大工作電壓、短路搖擺和風偏三種條件進行校驗，并采用其中最大數(shù)值。屋外配電裝置帶電部分的上面或下面，不應有照明、通信和信號線路架空跨越或穿過。屋內(nèi)配電裝置的安全凈距不應小于規(guī)定數(shù)值，并按規(guī)定標準進行校驗。，應裝設固定遮攔。屋內(nèi)配電裝置帶電部分的上面不應有明敷的照明或動力線路跨越。配電裝置中相鄰帶電部分的額定電壓不同時，應按較高的額定電壓確定其安全凈距。⑵施工、運行和檢修的要求：①施工要求。配電裝置的結(jié)構(gòu)在滿足安全運行的前提下應盡量予以簡化，并考慮構(gòu)架的標準化和工廠化，減少架構(gòu)的類型，以達到節(jié)約材料、縮短工期的目的；設計時，要考慮安裝檢修時設備搬運及起吊的便利；還應考慮土建施工誤差，保證電氣安全凈距的要求，一般不宜選用規(guī)程規(guī)定的最小值，而應留有適當?shù)脑６龋?cm左右），這在屋內(nèi)配電裝置的設計中更要引起重視。②運行要求。各級電壓配電裝置之間，以及他們和各種建（構(gòu)）筑物之間的距離和相對位置，應按最終規(guī)模統(tǒng)籌規(guī)劃，充分考慮運行的安全和便利。③檢修要求。應考慮到檢修方便要求。電壓為110KV及以上的屋外配電裝置，應視其在系統(tǒng)中的地位、接線方式、配電裝置型式以及該地區(qū)的檢修經(jīng)驗等情況，考慮帶電作業(yè)的要求。為保證檢修人員在檢修電氣設備及母線時的安全，屋內(nèi)配電裝置間隔內(nèi)硬導體及接地線上，應留有接觸面和連接端子，以便于安裝攜帶式接地線。⑶噪聲的允許標準及限制措施： 配電裝置中的主要噪聲源是主變壓器、電抗器及電暈放電。我國規(guī)定有人值班的生產(chǎn)建筑最高允許連續(xù)噪聲級的最大值為90dB（A），控制室為65dB（A）。我國《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》中規(guī)定：受噪聲影響人的居住或工作建筑物外1m處的噪聲級，白天不大于65dB（A），晚上不大于55dB（A）。因此，配電裝置布置要盡量遠離職工宿舍或居民區(qū)，保持足夠的間距，以滿足職工宿舍或居民區(qū)對噪聲的要求。⑷靜電感應的場強水平和限制措施：在高壓輸電線路或配電裝置的母線下和電氣設備附近有對地絕緣的導電物體時，由于電容耦合感應而產(chǎn)生電壓。當上述被感應物體接地時，就產(chǎn)生感應電流。這種感應通稱為靜電感應。鑒于感應電壓和感應電流與空間場強的密切關系，故實用中常以空間場強來衡量某處的靜電感應水平。所謂空間場強。對于220KV變電所，測得其空間場強一般不超過5kV/m以內(nèi)，因此認為靜電感應問題并不突出。關于靜電感應的限制措施，設計時應注意：①盡量不要在電氣設備上方設置軟導線；②對平行跨導體的相序排列要避免同相布置，盡量減少同相母線交叉與同相轉(zhuǎn)角布置，以免場強直接疊加；③當技術經(jīng)濟合理時，可適當提高電器及引線安裝高度；④控制箱等操作設備盡量布置在場強較低區(qū)，必要時可增設屏蔽線或設備屏蔽環(huán)等。配電裝置設計的基本步驟⑴選擇配電裝置的型式。選擇時應考慮配電裝置的電壓等級、電氣設備的型式、出線多少和方式、有無電抗器、地形、環(huán)境條件等因素。⑵配電裝置的型式確定后，接著擬定配電裝置的配置圖。⑶按照所選電氣設備的外形尺寸、運輸方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照配電裝置設計有關技術規(guī)程的規(guī)定，并參考各種配電裝置的典型設計和手冊，設計繪制配電裝置平面圖和斷面圖。 屋內(nèi)配電裝置的布置原則總體布置⑴盡量將電源布置在每段母線的中部，使母線截面通過較小的電流，但有時為了連接的方便，根據(jù)主廠房或變電所的布置而將變壓器間隔設在每段母線的端部。⑵同一回路的電器和導體應布置在一個間隔內(nèi)，以保證檢修和限制故障范圍。⑶較重的設備（如電抗器）布置在下層，以減輕樓板的荷重并便于安裝。⑷充分利用間隔的位置。⑸設備對應布置，便于操作。⑹有利于擴建。間隔內(nèi)設備的布置尺寸除滿足最小安全凈距外，還應考慮設備的安裝和檢修條件，進而確定間隔的寬度和高度。設計時，布置尺寸可參考一些典型方案進行。屋內(nèi)配電裝置的設備布置⑴母線及隔離開關母線通常裝在配電裝置的上部，一般呈水平布置、垂直布置和直角三角形布置。水平布置不如垂直布置便于觀察，但建筑部分簡單，可降低建筑物的高度，安裝比較容易，因此在中、小容量變電所的配電裝置中采用較多。垂直布置時，相間距離可以取得較大，無需增加間隔深度；支柱絕緣子裝在水平間隔板上，絕緣子間的距離可取較小值。因此，垂直布置的母線結(jié)構(gòu)可獲得較高的機械強度；但垂直布置的結(jié)構(gòu)復雜，并增加建筑高度。垂直布置可用于20kV以下、短路電流很大的配電裝置中。直角三角形布置的結(jié)構(gòu)緊湊，可充分利用間隔的高度和深度，但三相為非對稱布置，外部短路時，各項母線和絕緣子機械強度均不相同。這種布置方式可用于6～35KV大、中容量的配電裝置中。母線相間距離a決定于相間電壓，并考慮短路時母線和絕緣子的機械強度和安裝條件。35KV配電裝置中母線水平布置時，相間距離a約為500mm。在負荷變動或溫度變化時，硬母線將會脹縮，如母線很長，又是固定連接，則在母線、絕緣子和套管中可能會產(chǎn)生危險的應力。為了將它消除，必須按規(guī)定加裝母線補償器。不同材料的導體相互連接時，應采取措施，防止產(chǎn)生電化腐蝕。母線隔離開關，通常設在母線的下方。為了防止帶負荷誤拉隔離開關引起飛弧造成母線短路，在雙母線布置的屋內(nèi)配電裝置中，母線與母線隔離開關之間宜裝設耐火隔板。兩層以上的配電裝置中，母線隔離開關宜單獨布置在一個小室內(nèi)。