发电厂电气部分第6章-电抗器和导体的选择

1、第六章 电抗器和导体的选择,教 学 内 容,电抗器的选择,导体、电缆的选择,电抗器的选择,什么情况下使用电抗器？ （1）断路器不能断开短路电流 ： 额定开断电流Nbr ” （2）断路器、隔离开关、电流互感器、导线等设备的热稳定或动稳定校验不合格。 使用电抗器前，应明确：需要将短路电流限制到多少以下,电抗器的选择项目,1、额定电压和额定电流的选择 UN UNS IN Imax,2、电抗百分值的选择： Id-基准电流 Ud-基准电压 I”-短路电流的限定值 X*-电源至电抗器前的系统电抗标幺值,3、正常运行时电压损耗校验： -负荷功率因数角（一般cos=0.8） 短路时母线残压校验： 4、热稳定和

2、动稳定校验 I t2 t Qk ies ish,例题6-4(自学),导体、电缆、绝缘子和套管的选择,1、裸导体的选择 （1）导体材料、类型和敷设方式 铜：只用于持续工作电流大，且出线位置特别狭窄或污秽对铝有严重腐蚀的场所。 纯铝：矩形、槽形和管形 铝合金：管形 铝锰合金：载流量大，机械强度差 铝镁合金：载流量小，机械强度大，焊接困难，使用受限,矩形导体的散热和机械强度与导体的布置方式有关,A B C,散热好，载流量大，机械强度低,A B C,因此，导体的布置方式应根据载流量的大小，短路电流水平和配电装置的具体情况而定。,导体、电缆、绝缘子和套管的选择,（2）导体截面选择 -1,按长期发热允许电

3、流选择 Imax KIal Imax -导体所在回路的最大持续工作电流 Ial -在额定环境温度25度时导体允许电流 K -与实际环境温度和海拔相关的综合修正系数。,导体、电缆、绝缘子和套管的选择,（2）导体截面选择 -2,按经济电流密度选择 适用于:年负荷利用小时数大(5000h)，传输容量大，长度在20米以上的导体。母线不用这种方式选 经济电流密度J: 对应不同类型的导体和不同的最大负荷利用小时数Tmax ，有一个年计算费用最低的电流密度。按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低。 导体的经济截面：S = Imax / J 注意：尽量选择接近的截面，若无合适规格的导体，选小于经济截面的

4、导体。按经济电流密度选择的导体截面，其允许电流必须大于导体的最大持续工作电流。,导体、电缆、绝缘子和套管的选择,（3）电晕电压校验 对110KV以上的裸导体，按晴天不发生全面电晕条件校验： Ucr UmaxUcr -裸导体的临界电压 Umax -最高工作电压 （4）热稳定校验 S Smin （5）硬导体的动稳定校验 al -导体应力（Pa） al -导体材料允许应力（Pa）。 硬铝70106Pa,硬铜140106Pa,S -所选导体截面； Smin -由热稳定决定的导体最小截面； QK -短路电流热效应；Ks-导体的集肤系数； C -热稳定系数，与导体材料和工作温度相关。,导体、电缆、绝缘子和

5、套管的选择,单条矩形导体应力的计算 假定导体为自由支撑在绝缘子上的多跨距、匀载荷梁，在电动力的作用下， 导体所受的最大弯矩M：,绝缘子间的最大允许跨距：,所选跨距一般不超过1.5-2m,W-导体对垂直于作用力方向轴的截面系数,单位长度导体所受相间电动力（N/m）,导体最大相间计算应力,导体支柱绝缘子间的跨距（m）,导体、电缆、绝缘子和套管的选择,多条矩形导体应力的计算,条间应力,条间电动力的计算,（1）双条导体：相电流平均分配,（2）三条导体：中间条流过20相电流，两侧条各流过40,导体、电缆、绝缘子和套管的选择,Mb 边条导体所受弯矩 W 导体对垂直于条间作用力的截面系数 fph - 单位长

6、度导体上所受条间电动力 Lb 条间衬垫跨距（m）,衬垫间允许的最大跨距,满足动稳定的最大允许衬垫跨距,所选衬垫跨距 Lb 应满足,：铜双条1774，三条1355 铝双条1003，三条1197,及,导体、电缆、绝缘子和套管的选择,6）共振频率校验 对于发电机、变压器及汇流母线等重要回路的导体应进行共振校验。已知导体材料、形状、布置方式和应避开的自振频率（一般为30-160HZ），导体不发生共振的最大绝缘子跨距为：,例题 65(自学),导体、电缆、绝缘子和套管的选择,2、电力电缆的选择(自学) （1）电缆芯线材料及型号的选择 （2）电压选择 （3）截面选择 电力电缆截面一般按长期发热允许电流选择，

7、当电缆的最大负荷利用小时数超过5000小时，且长度超过20米时，应按经济电流密度选择。与裸导体不同之处在于修正系数与敷设方式和环境温度有关。敷设时电缆应保持一定的弯曲半径。 （4）允许电压降校验 对供电距离较远、容量较大的电缆线路，应校验其电压损失，一般应满足电压降不超过5%。 U-线路工作电压； L-线路长度； cos-功率因数；r、x -电缆单位长度的电阻和电抗,导体、电缆、绝缘子和套管的选择,（5）热稳定校验 由于电缆芯线一般是由多股绞线构成，截面在400mm2以下时，集肤系数Ks近似为1，满足电缆热稳定的最小截面为： Qk -短路电流的热效应 C-电缆的热稳定系数,导体、电缆、绝缘子和

8、套管的选择,3、绝缘子、穿墙套管的选择(自学),支柱绝缘子应按额定电压和类型选择，并进行动稳定校验； 穿墙套管应按额定电压、额定电流和类型选择，按短路条件校验热稳定和动稳定。 1）按额定电压选择绝缘子和穿墙套管 UN UNS UN-支柱绝缘子或穿墙套管的额定电压 UNS -电网额定电压 2）按额定电流选择穿墙套管 K IN Imax Imax -所在回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流 IN -穿墙套管的额定电流； K -温度修正系数 3） 穿墙套管的热稳定校验 I t2 t Qk Qk-短路电流产生的热效应 It 、t-套管允许通过的热稳定电流和时间,导体、电缆、绝缘子和套管的选择,4）支持绝缘子和套管的动稳定校验 F 0.6 Fde F -短路时作用在支柱绝缘子或穿墙套管的电动力 Fde -支柱绝缘子或穿墙套管的抗弯破坏