华中科技大学电气设备选择.ppt

1.限流电抗器的作用限制短路电流（1）线路电抗器（2）母线电抗器（3）变压器回路电抗器2.限流电抗器的结构类型（1）混凝土柱式限流电抗器,串接在线路或电缆馈线上，使出线能选用轻型断路器以及减小馈线电缆的截面。,串接在发电机电压母线的分段处或主变压器的低压侧，用来限制厂内、外短路时的短路电流，也称为母线分段电抗器。当线路上或一段母线上发生短路时，它能限制另一段母线提供的短路电流。,安装在变压器回路中，用于限制短路电流，以便变压器回路能选用轻型断路器。,构成：绕组、水泥支柱及支持绝缘子。,第四节限流电抗器的选择,（2）分裂电抗器（3）干式空心限流电抗器3.限流电抗器型号,分裂电抗器每相线圈有中间抽头，一般中间抽头接电源侧，两端头接负荷侧，现被广泛应用。,能承受户外恶劣的气象条件，可在户内、户外使用。,1：结构特点：N水泥柱式；F分裂式,K：电抗器,2：线圈材料：L铝线；铜线不表示,3：额定电压（kV）4：额定电流（A）5：电抗百分数（%）,限流电抗器分,普通电抗器,分裂电抗器,一、普通电抗器的选择,1额定电压选择：UNUNs,2额定电流选择：INImax,3电抗百分值的选择,电抗器的百分值：,是以其本身额定电压和额定电流为基准的,在所选基准电压和基准电流下的电抗器的标幺值：,第四节限流电抗器的选择,电抗器的百分值与标幺值的关系为,选择出线电抗器电抗百分值的条件是：经过电抗器限流后的次暂态短路电流I”不大于轻型断路器的额定开断电流INbr。,如果系统至电抗器前的等效电抗为x*，线路电抗器的选择条件为,电抗百分值的选择,电抗器电抗标幺值应满足,由电抗标幺值与百分值的关系可得,出线电抗器电抗百分值一般选3%6%，母线电抗器电抗百分值一般选8%12%。,4电压损失校验,负荷功率因数角，一般取sin=0.6。,电压损失主要是由回路电流的无功分量在电抗上产生的。,5母线残压校验,6热稳定和动稳定校验,iesish,热稳定：,动稳定：,二、分裂电抗器的选择(请大家按照上述分析思路自学),【例6-4】试选择某发电机10kV机压母线上的出线电抗器，要求装设出线电抗器后可以采用SN10-10I型断路器，额定开断电流为INbr=16kA。已知线路最大持续工作电流为350A，功率因数为0.8，系统火电厂总容量300MVA，归算到电抗器前的系统总电抗为0.378，出线继电保护动作时间为2s，断路器全开断时间为0.1s。,解基准选取：Sd=100MVA，Ud=10.5kV，Id=5.5kA。,根据安装地点电网电压和持续工作电流初选NKL-10-400型电抗器。,归算到基准容量下电抗器前的系统总电抗为,选择电抗百分值,曾选用电抗百分值为3%的电抗器，动稳定不能满足要求，改选电抗百分值为4%的电抗器。,重新计算电抗器后短路电流,求计算电抗,查运算曲线，求出短路电流为,动稳定校验,热稳定校验,电压损失校验,残压校验,可以看出，选用NKL-10-400-4型电抗器满足要求。,按照使用环境按结构特点按工作特性高压熔断器的型号,户内式和户外式,支柱式和跌落式,限流型和非限流型,例如：RW410/50型，即指额定电流50A、额定电压10kV、户外4型高压熔断器。,表示自爆式,代表产品名称R熔断器,代表安装场所N户内式；W户外式。,设计系列序号,额定电压，kV,补充工作特性G改进型；Z直流专用；GY高原型,额定电流，A,第五节高压熔断器的选择,户内式高压熔断器,户内高压熔断器全部是限流型熔断器.以RN1型为典型代表的设计序号为奇数系列的熔断器，用于335kV的电力线路和电气设备的过载和短路保护；以RN2型为代表的设计序号为偶数系列的熔断器，专门用于保护335kV的电压互感器，用于对高压电压互感器的过载及短路保护。,户内高压熔断器主要部分为熔管和熔体，熔管内配置有瓷柱，瓷柱上等间距绕有熔体，熔管的两端配置有压帽，其间填充有石英砂。,1熔管；2静触头座；3支持绝缘子；4底座；5接线座；6瓷质熔管；7黄铜端盖；8顶盖；9陶瓷芯；10熔体；11小锡球；12石英砂；13细钢丝；14、14熔断指示器,1.户外跌落式高压熔断器,跌落式熔断器主要由熔丝具、熔丝管和熔丝元件三部分构成。,户外跌落式熔断器广泛应用于10kV架空配电线路的支线及用户进线处、35kVA以下容量的配电变压器一次侧以及电力电容器等设备作为过载或短路保护和进行系统、设备投、切操作之用。,1上接线端；2上静触点；3上动触点；4管帽；5操作环；6熔管；7熔丝；8下动触点；9下静触点；10下接线端；11绝缘瓷瓶；12固定安装板,户外式高压熔断器,2.户外支柱式高压熔断器,RXW35型限流式熔断器主要用于保护电压互感器。由瓷套、熔管及棒形支持绝缘子和接线端帽等组成。,熔管装于瓷套中，熔件放在充满石英砂填粒的熔管内。熔断器的灭弧原理与RN系列限流式有填料高压熔断器的灭弧原理基本相同，均有限流作用。,1熔断体；2瓷套；3紧固件；4支持绝缘子；5接线帽,户外式高压熔断器,高压熔断器高压接触器配合，用熔断器作为保护电器，开断保护电流，而接触器作为操作元件，接通或断开负荷电流；其实就是将高压断路器的两种功能分开，大量的操作功能由接触器完成，而极少数的保护功能由熔断器完成，降低了经济成本。,F-C回路,高压熔断器的选择,高压熔断器型式的选择,屋外跌开式，屋内式。,限流、不限流限流熔断器在熔件融化后，其电流未达到最大值之前，就立即减小到零的熔断器。不限流熔断器在熔件熔化后，电流几乎不减小，仍继续达到其最大值，在第一次过零或经过几个半周期之后电弧才熄灭。,高压熔断器额定电压的选择,不限流式Un=Uns限流式Un=Uns，不宜使用在低于熔断器额定电压的电网中。,高压熔断器额定电流的选择,熔管的额定电流INft应大于等于熔体的额定电流INfs使熔断器壳不致损坏。INft=INfs,熔体的额定电流,1、被保护设备：35KV及以下电力变压器,熔体额定电流选择：INfs=KImaxK可靠系数（不计电动机自启动时K1.11.3，考虑电动机自启动时K=1.52.0）Imax电力变压器回路最大工作电流,2、被保护设备：电力电容器,熔体额定电流选择：INfs=KINcK可靠系数（对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时K=1.52.0，当一组电力电容器时K=1.31.8）INc电力电容器回路的额定电流目的：当系统电压升高或波形畸变引起回路电流增大或运行中产生涌流时不应误熔断。,熔断器开断电流校验不限流式：INbr=Ish限流式：INbr=I”对于没有限流作用的熔断器，选择时用冲击电流的有效值Ish进行校验；对于有限流作用的熔断器，在电流达最大值之前已截断，故可不计非周期分量的影响，而采用I”进行校验。,1.额定电压选择2.额定电流选择3.熔断器开断电流校验4.熔断器选择性校验,UNUNs,熔管额定电流,INftINfs,35kV及以下电力变压器的高压熔断器熔体,INfs=KImax,不计电动机自启动时K=1.11.3考虑电动机自启动时K=1.52.0,保护电力电容器高压熔断器熔体额定电流,INfs=KINC,一台电力电容器时K=1.52.0一组电力电容器时K=1.31.8,INbrIsh（或）,为了保证前后两级熔断器之间或熔断器与电源（或负荷）保护装置之间动作的选择性,对于保护电压互感器用的高压熔断器，只需按额定电压及断流容量两项来选择。,高压熔断器的选择,对于没有限流作用的高压熔断器，用冲击电流的有效值Ish进行校验，对有限流作用的，用进行校验。,母线：在发电厂和变电站的各级电压配电装置中，将发电机、变压器等大型电气设备与各种电器装置连接的导体。母线的作用：汇集、分配和传送电能母线包括：一次设备部分的主母线和设备连接线、站用电部分的交流母线、直流系统的直流母线、二次部分的小母线等。,第六节裸导体的选择,（一）敞露母线1.按母线的使用材料分类（1）铜母线（2）铝母线（3）铝合金母线（4）钢母线,铜具有导电率高、机械强度高、耐腐蚀等优点，但在工业上有很多重要用途，而且产量少，价格贵，故主要用在易腐蚀的地区（如化工厂附近或沿海地区等）。,铝的导电率仅次于铜，且质轻、价廉、产量高，在屋内和屋外配电装置中广泛采用。,有铝锰合金和铝镁合金两种。铝锰合金母线载流量大，但强度较差，采用一定的补强措施后可广泛使用；铝镁合金母线机械强度大，但载流量小，焊接困难，使用范围较小。,钢的机械强度大，但导电性差，仅用在高压小容量电路（如电压互感器回路以及小容量厂用、所用变压器的高压侧）、工作电流不大于200A的低压电路、直流电路以及接地装置回路中。,母线的结构类型,2.按母线的截面形状分类（1）矩形截面母线（2）圆形截面母线（3）槽形截面母线（4）管形截面母线（5）绞线圆形软母线,常用在35kV及以下、持续工作电流在4000A及以下的屋内配电装置中。,散热条件好，集肤效应小，安装简单，连接方便。当工作电流超过最大截面的单条母线之允许电流时，每相可用两条或三条矩形母线固定在支持绝缘子上，每相矩形母线的条数不宜超过三条。,用在110kV及以上的户外配电装置中以防止发生电晕。,常用在35kV及以下，持续工作电流在40008000A的配电装置中。优点：电流分布均匀，集肤效应小、冷却条件好、金属材料的利用率高、机械强度高。,常用在110kV及以上，持续工作电流在8000A以上的配电装置中。优点：集肤效应小，电晕放电电压高，机械强度高，散热条件好。,钢芯铝绞线由多股铝线绕单股或多股钢线的外层构成，一般用于35kV及以上屋外配电装置中。组合导线由多根铝绞线固定在套环上组合而成，用于发电机与屋内配电装置或屋外主变压器之间的连接。,（二）封闭母线1.封闭母线的结构类型（1）按外壳材料分（2）按外壳与母线间的结构形式分1）不隔相式封闭母线2）隔相式封闭母线3）分相封闭式母线,用外壳将母线封闭起来，用于单机容量在200MW以上的大型发电机组、发电机与变压器之间的连接线以及厂用电源和电压互感器等分支线。,塑料外壳母线和金属外壳母线,三相母线设在没有相间板的公共外壳内，只能防止绝缘子免受污染和外物所造成的母线短路，而不能消除发生相间短路的可能性，也不能减少相间电动力和钢构的发热。,三相母线设在相间有金属（或绝缘）隔板的金属外壳之内，可较好地防止相间故障，在一定程度上减少母线电动力和周围钢构的发热，但是仍然可能发生因单相接地而烧穿相间隔板造成相间短路的故障。,每相导体分别用单独的铝制圆形外壳封闭。根据金属外壳各段的连接方法，又可分为分段绝缘式和全连式两种。,2.全连式分相封闭母线的基本结构（1）载流导体（2）支柱绝缘子（3）保护外壳（4）伸缩补偿装置（5）密封隔断装置,一般用铝制成，采用空心结构以减小集肤效应。当电流很大时可采用水内冷圆管母线。,采用多棱边式结构以加长漏电距离，每个支持点可采用一个至四个绝缘子支持。一般采用三个绝缘子支持的结构，具有受力好、安装检修方便、可采用轻型绝缘子等优点。,由58毫米的铝板制成圆管形，在外壳上设置检修与观察孔。,在一定长度范围内设置焊接的伸缩补偿装置；在与设备连接处适当部位设置螺接伸缩补偿装置。,封闭母线靠近发电机端及主变压器接线端和厂用高压变压器接线端，采用大口径绝缘板作为密封隔断装置，并用橡胶圈密封，以保证区内的密封维持微正压运行的需要。,3.全连式分相封闭母线的特点优点：（1）运行安全、可靠性高（2）母线附近钢构中的损耗和发热显著减小（3）短路时母线之间的电动力大为减小（4）母线的载流量可做到很大缺点：（1）有色金属消耗约增加一倍。（2）外壳产生损耗，母线功率损耗约增加一倍。（3）相同截面母线载流量减小。,各相的外壳相互分开，母线封闭于外壳中，不受自然环境和外物的影响，能防止相间短路，同时外壳多点接地，保证了人员接触外壳的安全。,三相外壳短接，铝壳电阻很小，外壳上感应产生与母线电流大小相近而方向相反的环流，环流的屏蔽作用使壳外磁场减小到敞露母线的10%以下，壳外钢构发热可忽略不计。,当母线通过三相短路电流时，由一相电流产生的磁场，经其外壳环流屏蔽削弱后所剩余的磁场再进入别相外壳时，还将受到该相外壳涡流的屏蔽作用，使进入壳内磁场明显减弱，作用于该相母线电动力一般可减小到敞露母线电动力的1/4左右。同时，各壳间电动力也减小很多。,母线和外壳可兼作强迫冷却的管道。,2.母线的布置（1）水平布置（2）垂直布置（3）槽形母线布置（4）软母线的布置,如图所示：三相母线固定在支持绝缘子上，具有同一高度。竖放式：散热条件好，母线的额定允许电流较其他放置方式要大，但机械强度不是很好。平放式：载流量不大，机械强度较高,如图（c）所示：三相母线分层安装，采用竖放式垂直布置，散热性强，机械强度和绝缘能力较高。,如图所示：槽形母线均采用竖放式，每相均由两条相同母线之间每隔一段距离用焊接片进行连接，构成一个整体。,一般为三相水平布置，用绝缘子悬挂。,母线的相序排列要求（1）上、下布置的交流母线，由上到下排列为U、V、W相；直流母线正极在上，负极在下。（2）水平布置的交流母线，由盘后向盘面排列U、V、W相；直流母线正极在后，负极在前。（3）引下线的交流母线，由左到右排列为U、V、W相；直流母线正极在左，负极在前右。,母线的着色（1）三相交流母线：U相黄色，V相绿色，W相红色（2）单相交流母线：从三相母线分支来的应与引出相颜色相同（3）直流母线：正极赭色，负极蓝色（4）直流均衡汇流母线及交流中性汇流母线：不接地者紫色，接地者紫色带黑色横条软母线因受温度影响而伸缩较大以及各股绞线常有相对扭动都会破坏着色层，故不需着色。,第六节裸导体与电缆的选择,（一）导体材料、类型与布置方式选择,1导体的材料,铜：电阻率低，机械强度高，耐腐蚀性比铝强，但储量少，价格高。铝：电阻率比铜高，机械强度低，耐腐蚀性较铜差，但储量高，价格低。一般优先采用铝导体，在工作电流大，地方狭窄的场所和对铝有严重腐蚀的地方可采用铜导体。,2导体的选型,(1)常用硬导体的截面形状有矩形、槽形和管形。导体截面形状影响硬导体的散热、集肤效应系数和机械强度。,一、导体的选择,矩形导体广泛用于35kV及以下，工作电流不超过4000A的屋内配电装置中，例如，主母线，连接导体和变压器及小容量发电机的引出线母线。当单条导体的载流量不能满足要求时，每相可采用24条并列使用；槽形导体适用于35kV及以下，工作电流为40008000A的配电装置中，例如，100MW发电机的引出线母线；管形导体适用于8000A以上的大电流母线，例如，容量为200MW及以上的发电机引出线。对110kV及以上屋内外配电装置，采用硬母线时，应选用管形导体（防止电晕）。,(2)常用的软导线有钢心铝绞线、组合导线、空心导线、扩径导线和分裂导线。,钢心铝绞线适用于35kV及以上的屋外软母线；组合导线用于中小容量发电机和变压器的引出线；空心导线、扩径导线和分裂导线直径大，可以减小线路电抗、减小电晕损耗和对通讯的干扰，用于超高压母线和输电线路。220kV输电线路常采用两分裂导线。,220kV管形母线,110kV软母线(LGJ),110kV管形母线,10KV母线桥,220kV管形母线,220kV管形母线,离相封闭母线,3导体的布置方式,导体的布置方式常采用三相水平布置和三相垂直布置。,（二）导体截面的选择,1按导体的长期发热允许电流选择,汇流母线及长度在20m以下的导体等，一般应按长期发热允许电流选择其截面，即,ImaxKIal,图6-2b中矩形导体平放，机械强度较高，但散热条件较差；,图6-2a中矩形导体竖放，散热条件好，载流量大，但机械强度较差；,图6-2c为矩形导体三相垂直布置，它综合了图6-2a、b的优点。,2按经济电流密度选择,按经济电流密度选择导体截面可以使年计算费用最小。除汇流母线、厂用电动机的电缆等外，年最大负荷利用时数较大，长度在20m以上的导体，如发电机和变压器引出线，其截面一般按经济电流密度选择。,Imax正常运行方式下导体的最大持续工作电流，计算时不考虑过负荷和事故时转移过来的负荷；,J经济电流密度，常用导体的J值，可根据最大负荷利用时数Tmax由图6-3查得。,Imax导体的最大持续工作电流，计算时一般需考虑过负荷和事故时转移过来的负荷。,经济截面的计算：,图6-3经济电流密度1变电所所用、工矿和电缆线路的铝纸绝缘铅包、铝包、塑料护套及各种铠装电缆2铝矩形、槽形及组合导线3火电厂厂用的铝纸绝缘铅包、铝包、塑料护套及各种铠装电缆435220kV线路的LGJ、LGJQ型钢心铝绞线,按经济电流密度选择的导体截面应尽量接近计算的经济截面，当无合适规格的导体时，允许选用小于但接近经济截面的导体。按经济电流密度选择的导体截面还需要进行长期发热条件校验，此时计算Imax需考虑过负荷和事故时转移过来的负荷。由于汇流母线各段的工作电流大小不相同，且差别较大，故汇流母线不按经济电流密度选择截面。,（三）电晕电压校验,导体的电晕放电会产生电能损耗、噪声、无线电干扰和金属腐蚀等不良影响。为了防止发生全面电晕，要求110kV及以上裸导体的电晕临界电压Ucr应大于其最高工作电压Umax，即,在海拔不超过1000m的地区：下列情况可不进行电晕电压校验。1)110kV采用了不小于LGJ-70型钢心铝绞线和外径不小于20型管形导体时；2)220kV采用了不小于LGJ-300型钢心铝绞线和外径不小于30型的管形导体时。,（四）热稳定校验,对于特定网络和短路切除时间，短路电流热效应Qk保持不变，利用上式，取短时最高允许温度al计算短路终了时的A值得Ah，取短路前导体的工作温度w计算短路开始时的A值得Aw，定义热稳定系数为,此时C达到上限值，若计及集肤效应系数Kf影响，可得到满足热稳定的导体最小截面为,显然，当所选导体截面SSmin时，由于短路电流热效应Qk保持不变，短路终了时的A值Af减小，AfSmin=153.388mm2，能满足热稳定要求。,（3）共振校验,取=1，即不考虑共振影响。,（4）动稳定校验,相间电动力,相间应力,根据,，,可以查得形状系数,，条间电动力为,最大允许衬垫跨距,衬垫临界跨距,每跨选取2个衬垫时,可以满足动稳定要求。,优点：防潮、防腐、防损伤，不占地面、不占用空中走廊、不妨碍观瞻，基本不受外力和气象条件影响、运行安全可靠缺点：造价高、敷设麻烦、维护检修不便、难于发现和排除故障电力电缆主要用于：发电厂、变电站的进出线；跨越海峡、山谷及江河地区；大城市缺少空中走廊的地区；国防等特殊需要的地区,二、电力电缆的选择,1.电缆线芯2.绝缘层3.保护层,1导体；2相绝缘；3纸绝缘；4铅包皮；5麻衬；6钢带铠甲；7麻被；8钢丝铠甲；9填充物,传导电流。通常由多股铜绞线或铝绞线制成。根据导体的芯数，可分为单芯、双芯、三芯和四芯电缆。,使各导体之间及导体与包皮之间相互绝缘。使用的材料：橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、交联聚乙烯、聚丁烯、棉、麻、丝、绸、纸、矿物油、植物油、气体等。,保护导体和绝缘层，防止外力损伤、水份侵入和绝缘油外流。分内保护层和外保护层。内保护层由铝、铅或塑料制成，外保护层由内衬层和外被层组成。,电力电缆的基本结构,如CYZQ102220/14表示铜芯、纸绝缘、铅护套、铜带径向加强、无铠装、聚氯乙稀护套、额定电压220kV、单芯、标称截面积400mm的自容式充油电缆。,ZR阻燃，NH耐火，ZA（IA）本安，CY自容式充油电缆,绝缘层代号。V聚氯乙烯，Y聚乙烯或聚烯烃，YJ交联聚乙烯或交联聚烯烃，X橡皮，Z纸,导体代号。T铜芯缺省表示，L铝芯,内护层（护套）代号。V聚氯乙烯，Y聚乙烯，Q铅包，L铝包，H橡胶，HF非燃性橡胶，LW皱纹铝套，F氯丁胶,特征代号。统包型不用表示，F分相铅包分相护套，D不滴油，CY充油，P屏蔽，C滤尘器用，Z直流,铠装层代号。0无，2双钢带（24钢带、粗圆钢丝），3细圆钢丝，4粗圆钢丝（44双粗圆钢丝）,外被层代号。0无，1纤维层，2聚氯乙烯护套，3聚乙烯护套,额定电压。以数字表示，kV,电力电缆的型号,（1）按电压等级分（2）按电缆导电线芯截面分（3）按电缆芯数分（4）按传输电能的形式分（5）按特殊需求分（6）按电缆绝缘材料和结构分,低压电缆（1kV及以下）；中压电缆（3、6、l0、35kV）；高压电缆（60kV及以上）。,2.5，4，6，110，16，25，35，50，70，95，120，150，185，240，300，400，500，625，800mm2。,单芯、双芯、三芯、四芯。,直流电缆和交流电缆。,输送大容量电能的电缆、阻燃电缆和光纤复合电缆等。,油浸纸绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘电缆（简称塑力电缆）、交联聚乙烯绝缘电缆（简称交联电缆）、橡皮绝缘电缆、高压充油电缆等。,电力电缆的种类和特点,1.油浸纸绝缘电缆2.聚氯乙烯电力电缆3.交联聚氯乙烯电力电缆4.橡胶绝缘电力电缆5.高压充油电力电缆6.SF6气体绝缘电缆,主绝缘用经过处理的纸浸透电缆油制成，适用于35kV及以下的输配电线路。优点：绝缘性能好、耐热能力强、承受电压高、使用寿命长黏性浸渍电缆：将电缆以松香和矿物油组成的黏性浸渍剂充分浸渍，其额定电压为135kV。不滴流电缆：采用与黏性浸渍电缆完全相同的结构尺寸，以不滴流浸渍剂的方法制造，敷设时不受高差限制。,主绝缘采用聚氯乙烯，内护套大多也是采用聚氯乙烯。主要用于6kV及以下电压等级的线路。优点：电气性能好、耐水、耐酸碱盐、防腐蚀、机械强度较好、敷设不受高差限制，可垂直敷设。缺点：塑料易老化，绝缘强度低，介质损耗大，耐热性能差，并且燃烧时会释放氯气，对人体有害，对设备有严重腐蚀作用。,主要绝缘材料为交联聚乙烯，用于1110kV线路。在35kV及以下电压等级，交联聚乙烯电缆已逐步取代了油浸绝缘电缆。优点：结构简单、外径小、质量小、耐热性能好、线芯允许工作温度高（长期90，短路时250）、比相同截面的油浸纸绝缘电缆允许载流量大、可制成较高电压级、机械性能好、敷设不受高差限制、安装工艺较为简便。缺点：抗电晕和游离放电性能差。,绝缘材料为橡皮，主要用于35kV及以下电力线路。优点：柔软性好，弯曲方便，防水及防潮性能好，具有较好的耐寒性能、电气性能、机械性能、化学稳定性。缺点：耐压强度不高，耐热、耐油性能差且绝缘易老化，易受机械损伤。,特点：铅套内部有油道。油道由缆芯导线或扁铜线绕制成的螺旋管构成。在单芯电缆中，油道就直接放在线芯的中央；在三芯电缆中，油道则放在芯与芯之问的填充物处。,额定电压等级为110330kV的单芯充油电缆最具有代表性。充油电缆的纸绝缘是用黏度很低的变压器油浸渍的，电缆的铅包内部有油道，里面也充满粘度很低的变压器油。在连接盒和终端盒处装有压力油箱，补偿电缆中油体积因温度变化而引起的变动，以保证油道始终充满油，并保持恒定的油压。,主绝缘为SF6气体，即将单相或三相导体封在充有SF6气体的金属圆筒中，带电部分与接地的金属圆筒间的绝缘由SF6气体来承担。,电力电缆的种类及特点,优点：（1）适宜于远距离输送。（2）额定电流大。（3）增高气体压力提高SF6气体绝缘的性能和额定电压。（4）SF6气体绝缘电缆的波阻抗大，与架空线连接时对行波的反射减少。（5）SF6气体绝缘电缆解决高落差地区的电缆输电问题。（6）无着火危险。,适用场所：（1）超高压大容量的功率传输，目前额定电压可达500kV，额定电流为30005000A。（2）用于大城市中大容量的供电。（3）用于SF6全封闭组合电器与架空线之间的连接（4）用于高落差地区油纸绝缘电缆无法使用的场所,二、电力电缆的选择,1电缆型号的选择,基本结构：由导电线芯、绝缘层和保护层三部分组成。,常用的线芯数目：单芯充油电缆（用于110kV及以上）三芯电缆（用于35kV及以下三相系统）双芯电缆（用于单相系统）四芯、五芯电缆（用于380/220V三相四线系统或有一线芯用于安全接地）。,线芯材料：铜芯和铝芯两种。,110kV单芯充油电缆,线芯绝缘：有油浸纸绝缘，塑料绝缘和橡皮（胶）绝缘三类。,扇形三芯电缆示意图1导体2纸绝缘3铅包皮4麻衬5钢带铠甲6麻被,保护层：塑料电缆的保护层由聚乙烯做成。油浸纸绝缘电力电缆保护层由内保护层和外保护层构成。,内保护层目的是防潮和防漏油，有金属铝包和铅包两种；,外保护层防机械损伤和防腐蚀，有钢带铠装（抗压）、钢丝铠装（抗拉）等种类，铠装层外还有防腐蚀外被层。,选择电缆时，应根据其用途、敷设方式和场所、工作条件及负荷大小，选择线芯材料、线芯数目、线芯绝缘材料和保护层等，进而确定电缆的型号。,2额定电压选择：UNUNs,3截面选择,1)长度在20m以下的电缆，一般按长期发热允许电流选择其截面，即ImaxKIal,综合修正系数K的计算,在空气中敷设时,在空气中穿管敷设时,土壤中直埋或穿管直埋时,以上三式中：Kt为温度修正系数，按式（6-4）计算；K1为电缆在空气中多根并列敷设和穿管敷设时的修正系数；K2为空气中穿管敷设时的修正系数，当电压在10kV及以下时，截面S95mm2时，K2=1，当截面S=120185mm2时，K2=0.85；K3为直埋因土壤热阻不同的修正系数；K4为土壤中多根并列敷设的修正系数。,2)年最大负荷利用时数5000h，长度在20m以上的电缆，按经济电流密度选择电缆截面：,按经济电流密度选择的电缆还应满足长期发热要求：ImaxKIal,为了便于敷设，一般尽量选用线芯截面不大于185mm2的电缆。,4热稳定校验,电缆的热稳定校验仍采用最小截面法，即所选截面S（单位为mm2）应满足,Qk短路电流热效应(A2s)。,热稳定系数C用下式计算,计及电缆芯线充填物热容量随温度变化以及绝缘散热影响的校正系数，对于36kV厂用回路，取0.93；对于10kV及以上回路取1.0；,Q电缆芯单位体积的热容量，铝心取0.59J/(cm3)，铜心取0.81J/(cm3)；,电缆芯在20时的电阻温度系数,铝心取0.00403/，铜心取0.00393/；,Ks电缆芯在20时的集肤效应系数，S150mm2的三芯电缆Ks=1，S=150240mm2的三芯电缆Ks=1.011.035；,20电缆芯在20时的电阻温度系数，铝心取3.110-6cm2/cm，铜心取1.8410-6cm2/cm；,h短路时电缆的最高允许温度（）；,w短路前电缆的工作温度（）。,5允许电压降校验,对供电距离较远的电缆线路应校验其电压损失:,UN、cos分别为线路额定电压（线电压）和功率因数；,L电缆线路长度（km）；,r=/S、x单位长度电缆的电阻和电抗（/km）。,610kV三芯电缆电抗约为0.08/km，35kV三芯电缆约为0.12/km。,【例6-2】某变电所10kV电压母线用双回电缆线路向一重要用户供电，用户最大负荷5400kW，功率因数cos=0.9，最大负荷利用小时数为5200h/年，当一回电缆线路故障时，要求另一回仍能供给80%的最大负荷。线路直埋地下，长度为1200m，电缆净距为200mm，土壤温度10，热阻系数80cm/W，短路电流I”=8.7kA，I1=7.2kA，I2=6.6kA，短路切除时间为2s，试选择该电缆。,解正常情况下每回路的最大持续工作电流为,根据最大负荷利用小时数查图6-3曲线1，得J=0.72,直埋敷设一般选用钢带铠装电缆，每回路选用两根三芯油浸纸绝缘铝心铝包铠装防腐电缆，每根S=120mm2，热阻系数80cm/W时的允许载流量为Ial=215A，最高允许温度为60，额定环境温度为25。,长期发热按一回电缆线路故障时转移过来的负荷校验，即,满足长期发热要求。,短路热效应,短路前电缆的工作温度,热稳定系数C为,满足热稳定要求。,电压损失校验,根据以上计算可以看出，所选电缆满足要求。,绝缘子作用：支持和固定裸载流导体，并使裸载流导体与地绝缘，或使装置中处于不同电位的载流导体之间绝缘。1.按额定电压分2.按安装地点分3.按结构形式分4.按用途分,（1）高压绝缘子（1000V以上）（2）低压绝缘子（1000V及以下）,（1）户内式（无伞裙）（2）户外式（有伞裙）,支柱式、套管式、盘形悬式,（1）电站绝缘子:支柱绝缘子和套管绝缘子（2）电器绝缘子:支柱绝缘子和套管绝缘子（3）线路绝缘子:针式、悬式、蝴蝶式、瓷横担,第七节支柱绝缘子与穿墙套管的选择,1.主要结构部件（1）绝缘件（2）金属附件2.金属附件与瓷件的胶装方式（1）外胶装（2）内胶装（3）联合胶装,电工瓷、钢化玻璃,作用：固定,铸铁底座和圆形铸铁帽均用水泥胶合剂胶装在瓷件的外表面,将绝缘子的上、下金属配件均胶装在瓷件孔内,上金属配件采用内胶装，下金属配件采用外胶装,第七节支柱绝缘子与穿墙套管的选择,支柱绝缘子与穿墙套管用作裸导体的对地绝缘和支撑固定。,一、支柱绝缘子的选择,支柱绝缘子只承受导体的电压、电动力和正常机械荷载，不载流，没有发热问题。,1种类和型式选择,屋内型支柱绝缘子：由瓷件及用水泥