《母線的選擇》課件.ppt

1、第六節(jié) 母線的選擇,一、母線的作用,母線：在發(fā)電廠和變電站的各級電壓配電裝置中，將發(fā)電機、變壓器等大型電氣設備與各種電器裝置連接的導體。 母線的作用：匯集、分配和傳送電能 母線包括：一次設備部分的主母線和設備連接線、站用電部分的交流母線、直流系統(tǒng)的直流母線、二次部分的小母線等。,首頁,二、母線的結構類型,（一）敞露母線 1.按母線的使用材料分類 （1）銅母線 （2）鋁母線 （3）鋁合金母線 （4）鋼母線,銅具有導電率高、機械強度高、耐腐蝕等優(yōu)點，但在工業(yè)上有很多重要用途，而且產量少，價格貴，故主要用在易腐蝕的地區(qū)（如化工廠附近或沿海地區(qū)等）。,鋁的導電率僅次于銅，且質輕、價廉、產量高，在屋內和

2、屋外配電裝置中廣泛采用。,有鋁錳合金和鋁鎂合金兩種。鋁錳合金母線載流量大，但強度較差，采用一定的補強措施后可廣泛使用；鋁鎂合金母線機械強度大，但載流量小，焊接困難，使用范圍較小。,鋼的機械強度大，但導電性差，僅用在高壓小容量電路（如電壓互感器回路以及小容量廠用、所用變壓器的高壓側）、工作電流不大于200A的低壓電路、直流電路以及接地裝置回路中。,二、母線的結構類型,2.按母線的截面形狀分類 （1）矩形截面母線 （2）圓形截面母線 （3）槽形截面母線 （4）管形截面母線 （5）絞線圓形軟母線,常用在35kV及以下、持續(xù)工作電流在4000A及以下的屋內配電裝置中。,散熱條件好，集膚效應小，安裝簡單

3、，連接方便。當工作電流超過最大截面的單條母線之允許電流時，每相可用兩條或三條矩形母線固定在支持絕緣子上，每相矩形母線的條數不宜超過三條。,用在110kV及以上的戶外配電裝置中以防止發(fā)生電暈。,常用在35kV及以下，持續(xù)工作電流在40008000A的配電裝置中。優(yōu)點：電流分布均勻，集膚效應小、冷卻條件好、金屬材料的利用率高、機械強度高。,常用在110kV及以上，持續(xù)工作電流在8000A以上的配電裝置中。優(yōu)點：集膚效應小，電暈放電電壓高，機械強度高，散熱條件好。,鋼芯鋁絞線由多股鋁線繞單股或多股鋼線的外層構成，一般用于35kV及以上屋外配電裝置中。組合導線由多根鋁絞線固定在套環(huán)上組合而成，用于發(fā)電

4、機與屋內配電裝置或屋外主變壓器之間的連接。,二、母線的結構類型,（二）封閉母線 1.封閉母線的結構類型 （1）按外殼材料分 （2）按外殼與母線間的結構形式分 1）不隔相式封閉母線 2）隔相式封閉母線 3）分相封閉式母線,用外殼將母線封閉起來，用于單機容量在200MW以上的大型發(fā)電機組、發(fā)電機與變壓器之間的連接線以及廠用電源和電壓互感器等分支線。,塑料外殼母線和金屬外殼母線,三相母線設在沒有相間板的公共外殼內，只能防止絕緣子免受污染和外物所造成的母線短路，而不能消除發(fā)生相間短路的可能性，也不能減少相間電動力和鋼構的發(fā)熱。,三相母線設在相間有金屬（或絕緣）隔板的金屬外殼之內，可較好地防止相間故障，

5、在定程度上減少母線電動力和周圍鋼構的發(fā)熱，但是仍然可能發(fā)生因單相接地而燒穿相間隔板造成相間短路的故障。,每相導體分別用單獨的鋁制圓形外殼封閉。根據金屬外殼各段的連接方法，又可分為分段絕緣式和全連式兩種。,二、母線的結構類型,2.全連式分相封閉母線的基本結構 （1）載流導體 （2）支柱絕緣子 （3）保護外殼 （4）伸縮補償裝置 （5）密封隔斷裝置,一般用鋁制成，采用空心結構以減小集膚效應。當電流很大時可采用水內冷圓管母線。,采用多棱邊式結構以加長漏電距離，每個支持點可采用一個至四個絕緣子支持。一般采用三個絕緣子支持的結構，具有受力好、安裝檢修方便、可采用輕型絕緣子等優(yōu)點。,由58毫米的鋁板制成圓

6、管形，在外殼上設置檢修與觀察孔。,在一定長度范圍內設置焊接的伸縮補償裝置；在與設備連接處適當部位設置螺接伸縮補償裝置。,封閉母線靠近發(fā)電機端及主變壓器接線端和廠用高壓變壓器接線端，采用大口徑絕緣板作為密封隔斷裝置，并用橡膠圈密封，以保證區(qū)內的密封維持微正壓運行的需要。,二、母線的結構類型,3.全連式分相封閉母線的特點 優(yōu)點： （1）運行安全、可靠性高 （2）母線附近鋼構中的損耗和發(fā)熱顯著減小 （3）短路時母線之間的電動力大為減小 （4）母線的載流量可做到很大 缺點：（1）有色金屬消耗約增加倍。 （2）外殼產生損耗，母線功率損耗約增加倍。 （3）相同截面母線載流量減小。,各相的外殼相互分開，母線

7、封閉于外殼中，不受自然環(huán)境和外物的影響，能防止相間短路，同時外殼多點接地，保證了人員接觸外殼的安全。,三相外殼短接，鋁殼電阻很小，外殼上感應產生與母線電流大小相近而方向相反的環(huán)流，環(huán)流的屏蔽作用使殼外磁場減小到敞露母線的10%以下，殼外鋼構發(fā)熱可忽略不計。,當母線通過三相短路電流時，由一相電流產生的磁場，經其外殼環(huán)流屏蔽削弱后所剩余的磁場再進入別相外殼時，還將受到該相外殼渦流的屏蔽作用，使進入殼內磁場明顯減弱，作用于該相母線電動力一般可減小到敞露母線電動力的1/4左右。同時，各殼間電動力也減小很多。,母線和外殼可兼作強迫冷卻的管道。,二、母線的結構類型,（三）絕緣母線 由導體、環(huán)氧樹脂漬紙絕緣

8、、地屏、端屏、端部法蘭和接線端子構成，最適用于緊湊型變電站、地下變電所及地鐵用變電站，占地面積減少，運行可靠。 主要優(yōu)點,（1）絕緣母線全絕緣，相間距不受電壓等級的限制，只取決于安裝尺寸，相間距大大減小，且運行可靠。,（2）單根絕緣母線可根據通過的電流的大小設計，可滿足任何電流的要求，避免了電流較大時使用多根電纜并用所帶來的電流不平衡問題。,（3）絕緣母線絕緣層的無模具澆注故意使得母線的形狀尺寸可根據需要做隨意調整，滿足各種需要。,（4）絕緣母線連接裝置的使用使得絕緣母線的安裝非常靈活，可根據不同的空間位置、安裝尺寸做隨意分段組合，同時還可彌補由于某種原因造成的安裝尺寸上的一些偏差。,三、母線

9、的安裝,1.母線的布置 （1）水平布置 （2）垂直布置 （3）槽形母線布置 （4）軟母線的布置,如圖所示：三相母線固定在支持絕緣子上，具有同一高度。 豎放式：散熱條件好，母線的額定允許電流較其他放置方式要大，但機械強度不是很好。 平放式：載流量不大，機械強度較高,如圖（c）所示：三相母線分層安裝，采用豎放式垂直布置，散熱性強，機械強度和絕緣能力較高。,如圖所示：槽形母線均采用豎放式，每相均由兩條相同母線之間每隔一段距離用焊接片進行連接，構成一個整體。,一般為三相水平布置，用絕緣子懸掛。,三、母線的安裝,2.母線的相序排列要求 （1）上、下布置的交流母線，由上到下排列為U、V、W相；直流母線正極

10、在上，負極在下。 （2）水平布置的交流母線，由盤后向盤面排列U、V、W相；直流母線正極在后，負極在前。 （3）引下線的交流母線，由左到右排列為U、V、W相；直流母線正極在左，負極在前右。,三、母線的安裝,3.母線的著色 （1）三相交流母線： U相黃色，V相綠色，W相紅色 （2）單相交流母線： 從三相母線分支來的應與引出相顏色相同 （3）直流母線：正極赭色，負極藍色 （4）直流均衡匯流母線及交流中性匯流母線： 不接地者紫色，接地者紫色帶黑色橫條 軟母線因受溫度影響而伸縮較大以及各股絞線常有相對扭動都會破壞著色層，故不需著色。,四、母線的選擇,1.導體材料、類型和布置方式 2.導體截面選擇 3.電

11、暈電壓校驗,一般采用鋁或鋁合金材料作為導體材料。常用的軟導線有鋼芯鋁絞線、組合導線、分裂導線和擴徑導線，后者多用于330kV及以上的配電裝置。 導體的布置方式應根據載流量的大小、短路電流水平和配電裝置的具體情況而定。,（1）按導體長期發(fā)熱允許電流選擇,（2）按經濟電流密度選擇,110kV及以上裸導體可按晴天不發(fā)生全面暈條件校驗,UcrUmax,當所選軟導線型號和管形導體外徑大于或等于下列數值時，可不進行電暈校驗,110kV LGJ7020 220kY LGJ30030,四、母線的選擇,4.熱穩(wěn)定校驗 5.硬導體的動穩(wěn)定校驗,熱穩(wěn)定決定的導體最小截面,單條矩形導體構成母線的應力計算,導體所受的最大彎矩,當跨距數等于2時，導體所受最大彎距,導體最大相間計算應力,求出的導體應力不應超過導體材料允許應力和導體,絕緣子間最大允許跨距,當矩形