【正文】 J——經(jīng)濟(jì)電流密度（）。經(jīng)濟(jì)電流密度J與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax有關(guān)，本設(shè)計(jì)中各級(jí)電壓側(cè)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為： 110kV側(cè) Tmax=4100小時(shí)/年 35kV側(cè) Tmax=4100小時(shí)/年 220kV母線的選擇與校驗(yàn)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面積：正常工作時(shí)的最大長(zhǎng)期工作電流：查經(jīng)濟(jì)電流密度曲線，當(dāng)Tmax =4100h時(shí)，經(jīng)濟(jì)電流密度，則。選擇LF21圓管形鋁錳合金導(dǎo)體作為母線，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表523所示。（1）當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí)，導(dǎo)體最高允許溫度為70℃時(shí)，查表得綜合修正系數(shù)為K=,則按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流校驗(yàn)：（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)。正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度：（℃），表523 技術(shù)數(shù)據(jù)表導(dǎo)體尺寸D1∕D2(mm)導(dǎo)體截面()導(dǎo)體最高允許溫度為下值時(shí)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℃φ60∕54100012401072查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8—9，《供用電工程》表9—1，C=97,則滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：，所以滿足熱穩(wěn)定要求。（3）按電暈電壓校驗(yàn)。110KV及以上的線路、發(fā)變電所母線均應(yīng)以當(dāng)?shù)貧庀髼l件下晴天不出現(xiàn)全面電暈為控制條件，使導(dǎo)線安裝處的最高工作電壓小于臨界電暈電壓。即 ： 式中 Ug ——回路工作電壓（KV）； U0 ——電暈臨界電壓（KV，線電壓有效值）； k ——三相導(dǎo)線水平排列時(shí)，考慮中間導(dǎo)線電容比平均電容大的不均勻系數(shù)，； m1——導(dǎo)線表面粗糙系數(shù)，； m2——天氣系數(shù)； n ——每相分裂導(dǎo)線根數(shù)，對(duì)單根導(dǎo)線n=1； d ——分裂間距（cm）； r0——導(dǎo)線半徑（cm）； δ——相對(duì)空氣密度； P——大氣壓力（Pa）； t——空氣溫度（℃），t=； H——海拔高度（m）； a——相間距離（cm）； k0——次導(dǎo)線電場(chǎng)強(qiáng)度附加影響系數(shù)； rd——分裂導(dǎo)線的等效半徑（cm），單根導(dǎo)線rd= r0電暈校驗(yàn)：其中：n=1，r0=，t=25℃,a=200cm, 110lkV母線的選擇與校驗(yàn)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面積：正常工作時(shí)的最大長(zhǎng)期工作電流：查經(jīng)濟(jì)電流密度曲線，當(dāng)Tmax =4100h時(shí)，經(jīng)濟(jì)電流密度，則。選擇LF21圓管形鋁錳合金導(dǎo)體作為母線，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表524 技術(shù)數(shù)據(jù)表導(dǎo)體尺寸D1∕D2(mm)導(dǎo)體截面()導(dǎo)體最高允許溫度為下值時(shí)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∕72200029002545（1）當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí)，導(dǎo)體最高允許溫度為70℃時(shí)，查表得綜合修正系數(shù)為K=,則按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流校驗(yàn)：（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)。正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度：（℃），查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8—9，《供用電工程》表9—1，C=95,則滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：，所以滿足熱穩(wěn)定要求。（3）按電暈電壓校驗(yàn)：即故滿足檢驗(yàn)要求。 35kV母線的選擇與校驗(yàn)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面積：正常工作時(shí)的最大長(zhǎng)期工作電流：查經(jīng)濟(jì)電流密度曲線，當(dāng)Tmax =4100h時(shí)，經(jīng)濟(jì)電流密度，則。查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)電氣一次部分》及《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分》中表，選取四片矩形硬鋁導(dǎo)體并列使用，矩形母線的布置采取截面的長(zhǎng)邊垂直布置，以提高導(dǎo)體的散熱率。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：導(dǎo)體尺寸bh(mmmm):2(12510)；導(dǎo)體截面S():5000；集膚效應(yīng)系數(shù)： Kf =；豎放允許電流： 8000A（1）當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí)，導(dǎo)體最高允許溫度為70℃時(shí)，查表得綜合修正系數(shù)為K=,則按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流校驗(yàn)：（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)。正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度：（℃），查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8—9，得C=91,則滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：，所以滿足熱穩(wěn)定要求。（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)導(dǎo)體短路時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力一般均按三相短路校驗(yàn)。校驗(yàn)應(yīng)滿足的要求為： ①對(duì)于三相導(dǎo)體布置在同一平面的矩形導(dǎo)體，相間應(yīng)力按下式計(jì)算：式中 l——絕緣子間跨距（cm）； a——相間距離（cm）；W——導(dǎo)體的截面系數(shù)（），見(jiàn)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)——電氣一次部分》表812及813； β——振動(dòng)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(duì)于三相母線布置在同一平面，母線的自振頻率為：式中 可見(jiàn)f在35～155Hz范圍內(nèi)，應(yīng)考慮振動(dòng)系數(shù)，查《供用電工程》表814的曲線，對(duì)應(yīng)f=,β=。則相間作用應(yīng)力為：②母線同相兩條間作用應(yīng)力計(jì)算如下：當(dāng)每相為兩片時(shí)，片間中心距離為a=2b（根據(jù)《供用電工程》中描述），則 ， 時(shí)，由矩形導(dǎo)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(yīng)力，但會(huì)使母線散熱條件變壞，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般每隔30～50cm設(shè)一襯墊，所以襯墊跨距可取，則短路時(shí)同相導(dǎo)體片間相互作用的應(yīng)力為：所以，滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)要求。綜上，所選的二片矩形硬鋁導(dǎo)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(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置；（2）線路。35kV及以上輸電線路，當(dāng)對(duì)端有電源時(shí)，為了監(jiān)視線路有無(wú)電壓，進(jìn)行同步和設(shè)置重合閘，裝有一臺(tái)單相電壓互感器；（3）變壓器。變壓器低壓側(cè)有時(shí)為了滿足同期和繼電保護(hù)的要求，設(shè)有一組電壓互感器。電流互感器的配置:（1）為了滿足測(cè)量和保護(hù)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(shè)有電流互感器。對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對(duì)于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，依具體情況按二相或三相配置；（2）保護(hù)用電流互感器的裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的死區(qū)來(lái)設(shè)置。如有兩組斷路器，應(yīng)盡可能設(shè)在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護(hù)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(shè)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(shè)計(jì)中主接線的配置見(jiàn)附錄Ⅲ。第6章 高壓配電系統(tǒng)及配電裝置設(shè)計(jì)高壓配電裝置的設(shè)計(jì)必須認(rèn)真貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循上級(jí)頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點(diǎn)和運(yùn)行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設(shè)備，積極慎重地采用新布置、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。變電所的配電裝置型式選擇，應(yīng)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(yùn)行、檢修和安裝要求，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較予以確定。在確定配電裝置型式時(shí)必須滿足以下四點(diǎn)要求：（1）節(jié)約用地；（2）運(yùn)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(jià)。 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(kāi)關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量裝置，母線和必要的輔助設(shè)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(yùn)行下，用來(lái)接受和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。為此，配電裝置應(yīng)滿足下述基本要求。保證運(yùn)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(luò)，隔離開(kāi)關(guān)因誤操作而發(fā)生相間短路，斷路器因開(kāi)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(guān)規(guī)程要求合理選擇電氣設(shè)備，使選用電氣設(shè)備具有正確的技術(shù)參數(shù)，保證具有足夠的安全凈距；還應(yīng)采取防火、防爆、蓄油和排油措施，考慮設(shè)備防水、防風(fēng)、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(yīng)使操作集中，盡可能避免運(yùn)行人員在操作一個(gè)回路時(shí)需要走幾層樓或幾條走廊。配電裝置的結(jié)構(gòu)和布置應(yīng)力求整齊、清晰，便于操作巡視和檢修；還應(yīng)裝設(shè)防誤操作的閉鎖裝置及連鎖裝置，以防帶負(fù)荷拉合隔離開(kāi)關(guān)、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(duì)配電裝置應(yīng)采取一系列措施，例如用隔墻把相鄰電路的設(shè)備隔開(kāi)，以保證電氣設(shè)備檢修時(shí)安全；設(shè)置遮攔；留出安全距離，以防觸及帶電部分；設(shè)置適當(dāng)?shù)陌踩隹?；設(shè)備外殼和底座都采用保護(hù)接地等；在建筑結(jié)構(gòu)等方面還應(yīng)考慮防火等安全措施。力求提高經(jīng)濟(jì)性在滿足上述要求的前提下，電氣設(shè)備的布置應(yīng)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(jià)。具有擴(kuò)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(kuò)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(lèi)配電裝置按電氣設(shè)備裝設(shè)地點(diǎn)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(chǎng)將電氣組裝而成的稱(chēng)為裝配配電裝置；在制造廠按要求預(yù)先將開(kāi)關(guān)電氣、互感器等組成各種電路成套后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝使用的稱(chēng)為成套配電裝置。（1）屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)：①由于允許安裝凈距小和可以分層布置而使占地面積較??；②維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，可減小維護(hù)工作量，不受氣候影響；③外界污穢空氣對(duì)電氣設(shè)備影響較小，可以減少維護(hù)工作量；④房屋建筑投資較大，建設(shè)周期長(zhǎng)，但可采用價(jià)格較低的戶內(nèi)型設(shè)備。（2）屋外配電裝置的特點(diǎn)：①土建工作量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；②與屋內(nèi)配電裝置相比，擴(kuò)建比較方便；③相鄰設(shè)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(shè)備運(yùn)行條件較差，須加強(qiáng)絕緣；⑥不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。（3）成套配電設(shè)備的特點(diǎn)：①電氣設(shè)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(duì)地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積?。虎谒须姎庠O(shè)備已在工廠組裝成一體，如SF6全封閉組合電器、開(kāi)關(guān)柜等，大大減少現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬遷；③運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便；④耗用鋼材較多，造價(jià)較高。 配電裝置的應(yīng)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(duì)110～220kV配電裝置有特殊要求時(shí)，如建于城市中心或處于嚴(yán)重污穢地區(qū)時(shí)，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(guó)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(yīng)用。 配電裝置的設(shè)計(jì)要求及步驟高壓配電裝置的設(shè)計(jì)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(yīng)小于規(guī)定數(shù)值，并按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校驗(yàn)。，應(yīng)裝設(shè)固定遮攔。屋外配電裝置使用軟導(dǎo)線時(shí)，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(yīng)根據(jù)外過(guò)電壓和風(fēng)偏，內(nèi)過(guò)電壓和風(fēng)偏，最大工作電壓、短路搖擺和風(fēng)偏三種條件進(jìn)行校驗(yàn)，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(yīng)有照明、通信和信號(hào)線路架空跨越或穿過(guò)。屋內(nèi)配電裝置的安全凈距不應(yīng)小于規(guī)定數(shù)值，并按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校驗(yàn)。，應(yīng)裝設(shè)固定遮攔。屋內(nèi)配電裝置帶電部分的上面不應(yīng)有明敷的照明或動(dòng)力線路跨越。配電裝置中相鄰帶電部分的額定電壓不同時(shí)，應(yīng)按較高的額定電壓確定其安全凈距。⑵施工、運(yùn)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(yùn)行的前提下應(yīng)盡量予以簡(jiǎn)化，并考慮構(gòu)架的標(biāo)準(zhǔn)化和工廠化，減少架構(gòu)的類(lèi)型，以達(dá)到節(jié)約材料、縮短工期的目的；設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮安裝檢修時(shí)設(shè)備搬運(yùn)及起吊的便利；還應(yīng)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(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑６龋?cm左右），這在屋內(nèi)配電裝置的設(shè)計(jì)中更要引起重視。②運(yùn)行要求。各級(jí)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(duì)位置，應(yīng)按最終規(guī)模統(tǒng)籌規(guī)劃，充分考慮運(yùn)行的安全和便利。③檢修要求。應(yīng)考慮到檢修方便要求。電壓為110KV及以上的屋外配電裝置，應(yīng)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(yàn)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(shè)備及母線時(shí)的安全，屋內(nèi)配電裝置間隔內(nèi)硬導(dǎo)體及接地線上，應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(guó)規(guī)定有人值班的生產(chǎn)建筑最高允許連續(xù)噪聲級(jí)的最大值為90dB（A），控制室為65dB（A）。我國(guó)《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》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(jí)，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(yuǎn)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(duì)噪聲的要求。⑷靜電感應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)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(shè)備附近有對(duì)地絕緣的導(dǎo)電物體時(shí)，由于電容耦合感應(yīng)而產(chǎn)生電壓。當(dāng)上述被感應(yīng)物體接地時(shí)，就產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種感應(yīng)通稱(chēng)為靜電感應(yīng)。鑒于感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流與空間場(chǎng)強(qiáng)的密切關(guān)系，故實(shí)用中常以空間場(chǎng)強(qiáng)來(lái)衡量某處的靜電感應(yīng)水平。所謂空間場(chǎng)強(qiáng)。對(duì)于220KV變電所，測(cè)得其空間場(chǎng)強(qiáng)一般不超過(guò)5kV/m以內(nèi)，因此認(rèn)為靜電感應(yīng)問(wèn)題并不突出。關(guān)于靜電感應(yīng)的限制措施，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：①盡量不要在電氣設(shè)備上方設(shè)置軟導(dǎo)線；②對(duì)平行跨導(dǎo)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(chǎng)強(qiáng)直接疊加；③當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可適當(dāng)提高電器及引線安裝高度；④控制箱等操作設(shè)備盡量布置在場(chǎng)強(qiáng)較低區(qū)，必要時(shí)可增設(shè)屏蔽線或設(shè)備屏蔽環(huán)等。