載流導(dǎo)體的發(fā)熱、電動(dòng)力及選擇

1、中國(guó)電力出版社教材配套電子教案發(fā)電廠變電所電氣部分劉寶貴 馬仕海 編制第八章 載流導(dǎo)體的發(fā)熱、電動(dòng)力及選擇中國(guó)電力出版社第一節(jié) 載流導(dǎo)體的發(fā)熱v導(dǎo)體和電器在運(yùn)行中常遇到兩種工作狀態(tài)： (1)正常工作狀態(tài) (2)短路工作狀態(tài)v導(dǎo)體正常工作時(shí)將產(chǎn)生各種損耗，包括： 電阻損耗；介質(zhì)損耗；渦流和磁滯損耗。中國(guó)電力出版社載流導(dǎo)體的發(fā)熱發(fā)熱對(duì)導(dǎo)體和電器產(chǎn)生的不良影響包括： (1)機(jī)械強(qiáng)度下降 (2)接觸電阻增加 (3)絕緣性能降低導(dǎo)體最高允許溫度 為了保證導(dǎo)體可靠地工作，必須使其發(fā)熱溫度不得超過(guò)一定數(shù)值，這個(gè)限值叫做最高允許溫度。中國(guó)電力出版社導(dǎo)體最高允許溫度的規(guī)定 導(dǎo)體的正常最高允許溫度N : 一般不超

2、過(guò)+70。u在計(jì)及太陽(yáng)輻射(日照)的影響時(shí)，鋼芯鋁絞線及管形導(dǎo)體，可按不超過(guò)+80來(lái)考慮。u當(dāng)導(dǎo)體接觸面處有鍍(搪)錫的可靠覆蓋層時(shí)，可提高到+85。 短時(shí)最高允許溫度ht: 對(duì)硬鋁及鋁錳合金可取220，硬銅可取320。中國(guó)電力出版社一、載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱1. 導(dǎo)體中通過(guò)負(fù)荷電流及短路電流時(shí)溫度的變化中國(guó)電力出版社正常負(fù)荷電流的發(fā)熱溫度的計(jì)算 式中 0-導(dǎo)體周?chē)橘|(zhì)溫度； N-導(dǎo)體的正常最高容許溫度； IL -導(dǎo)體中通過(guò)的長(zhǎng)期最大負(fù)荷電流； IN -導(dǎo)體容許電流，為導(dǎo)體額定電流IN 的修正值。 200)(NLNLII中國(guó)電力出版社導(dǎo)體額定電流IN的修正 當(dāng)周?chē)橘|(zhì)的溫度0 不等于規(guī)定的周?chē)橘|(zhì)

3、極限溫度tim時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)體額定電流IN乘以修正系數(shù)Kl。 當(dāng)實(shí)際并列敷設(shè)的電纜根數(shù)不是1時(shí)，IN 還要乘以修正系數(shù)K2。 如果還有其它因素要考慮時(shí)，還要乘以其它的修正系數(shù)。中國(guó)電力出版社導(dǎo)體額定電流IN的修正 當(dāng)周?chē)橘|(zhì)溫度0不等于規(guī)定的周?chē)橘|(zhì)極限溫度tim時(shí)，裸導(dǎo)體容許電流也可按下式進(jìn)行修正NNNNNIktimII)()(0中國(guó)電力出版社載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱計(jì)算舉例 例8.1 某降壓變電所10kV屋內(nèi)配電裝置采用裸鋁母線，母線截面積為12010(mm)2，規(guī)定容許電流IN 為1905(A)。配電裝置室內(nèi)空氣溫度為36。試計(jì)算母線實(shí)際容許電流。(tim取25)中國(guó)電力出版社載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱計(jì)

4、算舉例 解：因鋁母線的N=70，規(guī)定的周?chē)橘|(zhì)極限溫度tim=25，介質(zhì)實(shí)際溫度為36，規(guī)定容許電流IN 為1905(A)。利用公式： ANIItimNNN8 .1655869. 01905257036701950)()(0中國(guó)電力出版社載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱計(jì)算舉例 例8.2 鋁猛合金管狀裸母線，直徑為120110（mm）,最高容許工作溫度80時(shí)的額定載流量是2377(A)。如果正常工作電流為1875(A),周?chē)橘|(zhì)(空氣)實(shí)際溫度0為25。計(jì)算管狀母線的正常最高工作溫度L=?(tim=25) 解：利用公式(8.1)計(jì)算CIINLNL2 .59)23771875()2580(25)(2200中國(guó)

5、電力出版社載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱計(jì)算舉例 例8.3 三根10kV紙絕緣三芯鋁電纜，截面各為150（mm）2，并列敷設(shè)在地下，凈距為0.1(m)，土壤的實(shí)際溫度為30。該電纜在N=60， tim=25時(shí)的規(guī)定容許正常工作電流為235（A）。試求每根電纜的實(shí)際容許電流，并求最大長(zhǎng)期負(fù)荷電流為160A時(shí)電纜線芯的正常最高工作溫度L。 中國(guó)電力出版社載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱計(jì)算舉例解：由表8.1查得kl=0.94； 由表8.2查得k2=0.85 ； 每根電纜的實(shí)際容許電流： IL =0.940.85235=187.7（A） 最大長(zhǎng)期負(fù)荷電流為160A時(shí)的發(fā)熱溫度： CIINLNL52)7 .187160()30

6、60(30)(2200中國(guó)電力出版社二、載流導(dǎo)體的短時(shí)發(fā)熱載流導(dǎo)體的短時(shí)發(fā)熱，是指短路開(kāi)始至短路切除為止很短一段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程。短時(shí)發(fā)熱計(jì)算的目的，就是要確定導(dǎo)體的最高溫度h，以校驗(yàn)導(dǎo)體和電器的熱穩(wěn)定是否滿足要求。中國(guó)電力出版社載流導(dǎo)體的短時(shí)發(fā)熱 載流導(dǎo)體短時(shí)發(fā)熱的特點(diǎn)是：發(fā)熱時(shí)間很短，基本上是一個(gè)絕熱過(guò)程。即導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，全都用于使導(dǎo)體溫度升高。 又因載流導(dǎo)體短路前后溫度變化很大，電阻和比熱容也隨溫度而變，故也不能作為常數(shù)對(duì)待。中國(guó)電力出版社短時(shí)發(fā)熱過(guò)程 在導(dǎo)體短時(shí)發(fā)熱過(guò)程中熱量平衡的關(guān)系是，電阻損耗產(chǎn)生的熱量應(yīng)等于使導(dǎo)體溫度升高所需的熱量。用公式可表示為 QR=Qc (Wm) 中國(guó)

7、電力出版社短時(shí)發(fā)熱過(guò)程 當(dāng)時(shí)間由0到td(td為短路切除時(shí)間)，導(dǎo)體溫度由開(kāi)始溫度L上升到最高溫度h，其相應(yīng)的平衡關(guān)系經(jīng)過(guò)變換成為 hlddCdtISmtf)11(100022中國(guó)電力出版社短時(shí)發(fā)熱過(guò)程 左邊的 I2f dt與短路電流產(chǎn)生的熱量成正比，稱為短路電流的熱效應(yīng)，用Qk表示。右邊為導(dǎo)體吸熱后溫度的變化。 中國(guó)電力出版社短路電流熱效應(yīng)Qd的計(jì)算 npptfpttpttfkQQdtidtIdtIdddQ020202 式中Ipt-對(duì)應(yīng)時(shí)間t的短路電流周期分量有效(kA)；ifpt-短路電流非周期分量起始值(kA)； Qp-短路電流周期分量熱效應(yīng)(kA2s)；Qnp-短路電流非周期分量熱效應(yīng)

8、(kA2s ) 中國(guó)電力出版社短路電流周期分量熱效應(yīng)圖示中國(guó)電力出版社短路電流非周期分量熱效應(yīng)圖示中國(guó)電力出版社短路電流熱效應(yīng)Qp的計(jì)算 采用近似的數(shù)值積分法，即可求出短路電流周期分量熱效應(yīng)為dtttptptIIIdtIQddd12102)(2) 2 /(2 ) 0 (02式中 I(0)-次暫態(tài)短路電流周期分量有效值； I(td/2)- td/2時(shí)刻短路電流周期分量有效值； I(td)- td時(shí)刻短路電流周期分量有效值。 中國(guó)電力出版社短路電流熱效應(yīng)Qp的計(jì)算 td =tb+toff式中 td-短路電流持續(xù)時(shí)問(wèn)； tb -繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間； toff -斷路器全分閘時(shí)間。中國(guó)電力出版社短路電流

9、非周期分量熱效應(yīng)Qnp的計(jì)算daadtTtaTttnptnpTIIeTdteIdtiQ022/2/2202)1 (2式中 ，稱為非周期分量等效時(shí)間，它的大小決定于Ta及td。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可以從表8.3中查取不同情況的T值。 )1 (/2aTtaeTT中國(guó)電力出版社非周期分量等效時(shí)間T(s)短路點(diǎn)短路點(diǎn) T(s)T(s) t td d0.10.1t td d0.10.1 發(fā)電機(jī)出口及母線發(fā)電機(jī)出口及母線發(fā)電機(jī)電壓電抗器發(fā)電機(jī)電壓電抗器后后 0.150.150.20.2 發(fā)電廠升高電壓發(fā)電廠升高電壓母線及出線母線及出線 0.080.08 0.10.1 變電所各級(jí)電壓變電所各級(jí)電壓母線及出線母線及

10、出線 0.050.05 中國(guó)電力出版社短路電流熱效應(yīng)Qk的計(jì)算舉例 例8.1.4 發(fā)電機(jī)出口的短路電流I“(0)=18（kA），I（0.5）=9（kA），I（1）=7.8（kA），短路電流持續(xù)時(shí)間td=l（s），試求短路電流熱效應(yīng)。 解：短路電流周期分量熱效應(yīng)： =(182+1092+7.82)1/12=101(kA2s ) dttptptIIIdtIQdd12102)(2)2/(2 )0(102中國(guó)電力出版社短路電流熱效應(yīng)Qk的計(jì)算舉例)(8 .64182 . 0222)0(102sKATIdtinptnpQ 短路電流熱效應(yīng)： )(8 .1658 .641012SkAQQQnppk短路電流非

11、周期分量熱效應(yīng)：中國(guó)電力出版社三、導(dǎo)體短時(shí)最高溫度h的計(jì)算 令： v式中 Ah及AL 僅與導(dǎo)體材料的參數(shù)及溫度有關(guān)?？刹榘础X、鋼三種材料的平均參數(shù)作成了A=f()曲線。 當(dāng)已知導(dǎo)體溫度時(shí)，可方便地求出A值；反之，由A值也可求出導(dǎo)體溫度。 hLLhmAAdC1100中國(guó)電力出版社由A=f()曲線求導(dǎo)體短時(shí)最高溫度h步驟 熱平衡方程可改寫(xiě)為當(dāng)已知導(dǎo)體材料和導(dǎo)體正常發(fā)熱溫度L 時(shí)，可按A=f()曲線查出相應(yīng)的AL值。然后加上短路電流的熱效應(yīng)Qk，即可求出Ah值，最后再由A=f()曲線查出Ah對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體短時(shí)最高溫度h。 22SQQASQAAnppkkLh中國(guó)電力出版社銅、鋁、鋼三種材料的A=f()曲

12、線 中國(guó)電力出版社載流導(dǎo)體熱穩(wěn)定校驗(yàn)舉例 例8.5：截面為15010-6(m2)的10kV鋁芯紙絕緣電纜，正常運(yùn)行時(shí)溫度L為50，短路電流熱效應(yīng)為165.8(kA2s)，試校驗(yàn)該電纜能否滿足熱穩(wěn)定要求。 解：由圖8.4查得AL=0.381016 (A2sm4) )s/m(A101.12)10/(15010165.8100.38421626-6162SQAAkLh中國(guó)電力出版社載流導(dǎo)體熱穩(wěn)定校驗(yàn)舉例 由圖8.4查得h=150Smin=132.7106(m2) 所以熱穩(wěn)定滿足要求。)(107 .1321097108 .1652666minmCQSk中國(guó)電力出版社第二節(jié) 載流導(dǎo)體短路的電動(dòng)力效應(yīng)在配

13、電裝置中，許多地方都存在著電磁作用力。短路電流產(chǎn)生的電磁力稱為電動(dòng)力效應(yīng)。短路電流數(shù)值很大，產(chǎn)生的電動(dòng)力也非常大，足以使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體產(chǎn)生變形或破壞。 載流導(dǎo)體處在磁場(chǎng)中將受到電磁作用力。中國(guó)電力出版社一、平行載流導(dǎo)體的電動(dòng)力 兩根平行載流導(dǎo)體1和2，分別流過(guò)電流il和i2。若導(dǎo)體長(zhǎng)度L遠(yuǎn)大于兩導(dǎo)體軸線間距離a，而軸線間距離a又比導(dǎo)體直徑大得多，則可以把導(dǎo)體當(dāng)作無(wú)限長(zhǎng)來(lái)處理。 中國(guó)電力出版社平行載流導(dǎo)體的電動(dòng)力 電流i2在導(dǎo)體1軸線位置產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為： 其中 a兩導(dǎo)體軸線間距(m)； 0真空中的磁導(dǎo)率（H/m）, 0=410-7（H/m）。 aiB220中國(guó)電力出版社平行載流導(dǎo)體的電動(dòng)

14、力 在導(dǎo)體1軸線上每一點(diǎn)B的方向處處與導(dǎo)體1軸線垂直。因此導(dǎo)體1受力的大小為： 其中L為導(dǎo)體長(zhǎng)度(m)。導(dǎo)體2受力與導(dǎo)體1受力相等。)(2210NaLi iF中國(guó)電力出版社平行載流導(dǎo)體的電動(dòng)力 力F的方向：電流il和i2在兩平行導(dǎo)體中流向相同時(shí)，產(chǎn)生相互吸引的力。電流il和i2的流向相反時(shí)，產(chǎn)生互相排斥的力。 中國(guó)電力出版社平行載流導(dǎo)體的電動(dòng)力 電動(dòng)力F在導(dǎo)體上實(shí)際是均勻分布的。單位長(zhǎng)度載流導(dǎo)體上的受力為： 受鄰近效應(yīng)的影響，實(shí)際電流il 和i2并非在軸線而是向?qū)w截面外側(cè)排擠，電流在導(dǎo)體截面上分布不均勻。所以在公式中應(yīng)引入一個(gè)形狀系數(shù)。 )/(1102217mNaiif中國(guó)電力出版社矩形截面

15、母線形狀系數(shù)用運(yùn)算曲線中國(guó)電力出版社二、短路電流的電動(dòng)力 1.兩相短路時(shí)電動(dòng)力的計(jì)算 在三相交流電路中發(fā)生兩相短路時(shí)，設(shè)短路電流周期分量不衰減，短路電流大小可表示為 其中 I(2)兩相短路次暫態(tài)電流(A)； Ta 非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)(s)。 )cos(2i/)2(2)teIaTt中國(guó)電力出版社1.兩相短路時(shí)電動(dòng)力的計(jì)算 兩相短路電流在平行導(dǎo)體中產(chǎn)生的電動(dòng)力大小為 最大電動(dòng)力出現(xiàn)在短路開(kāi)始后0.01秒。這時(shí)的短路電流最大，等于沖擊電流ish(2) NaLteIaTtF 2/27)2(cos2102aL i 102 F2(2)sh-7max(2)aL i 101.5 F2(3)sh-7max(

16、2)中國(guó)電力出版社短路電流變化曲線中國(guó)電力出版社2.三相短路時(shí)電動(dòng)力的計(jì)算 三相平行載流導(dǎo)體流過(guò)三相短路電流： 其中U剛短路時(shí)U相電流的初相位。 U相導(dǎo)體受V相和W相電流作用力；V相導(dǎo)體受U相和W相電流作用力。 coscosI 2= i/(3)(3)UUUTttea 32cos32cosI 2= i/(3)(3)V UUTttea32cos32cosI 2= i/(3)(3)W UUTttea中國(guó)電力出版社三相短路時(shí)三相母線所受電動(dòng)力中國(guó)電力出版社2.三相短路時(shí)電動(dòng)力的計(jì)算UWUVUFFFVWVUVFFFWUFFU相導(dǎo)體受V相和W相電流作用力；V相導(dǎo)體受U相和W相電流作用力?？蓪?xiě)出下列關(guān)系：

17、。W相導(dǎo)體位置與U 相導(dǎo)體位置相同，所以中國(guó)電力出版社2.三相短路時(shí)電動(dòng)力的計(jì)算利用公式(8.19)可以寫(xiě)出 /2)iii(i102 F (3)W(3)U(3)V(3)U-7UaL)( 102 F)3()3()3()3(-7VVWVUiiiiaL中國(guó)電力出版社2.三相短路時(shí)電動(dòng)力的計(jì)算U相或W相(旁邊相)所受最大電動(dòng)力為 V相(所謂中間相)所受最大電動(dòng)力為 三相短路時(shí)中間相(V相)所受電動(dòng)力最大。 NaLiFFshWU2)3(7max.max.10616. 1 NaLiFshV2)3(7max.1073. 1中國(guó)電力出版社3.母線共振時(shí)三相短路電動(dòng)力的計(jì)算u母線作為一個(gè)彈性振動(dòng)系統(tǒng)，也具有固有

18、振動(dòng)頻率。u如果短路電動(dòng)力中的工頻分量和二倍工頻分量的頻率與母線固有頻率相等或接近，母線將產(chǎn)生共振(強(qiáng)迫振動(dòng))。 u振動(dòng)時(shí)的位移在兩支點(diǎn)中間就是撓度，撓度越大，母線材料所受彎曲應(yīng)力越大，超過(guò)容許極限應(yīng)力時(shí)母線將變形損壞。 中國(guó)電力出版社母線振動(dòng)時(shí)的位移中國(guó)電力出版社3.母線共振時(shí)三相短路電動(dòng)力的計(jì)算 在彈性限度范圍內(nèi)，母線材料的應(yīng)力和母線撓度y成正比，撓度最大時(shí)，應(yīng)力也最大。所以有下列關(guān)系： 其中c 母線在靜態(tài)電動(dòng)力作用下的應(yīng)力(Pa) 。 max振動(dòng)系數(shù)。 max=cmax (Pa) 中國(guó)電力出版社單自由度振動(dòng)系數(shù)曲線中國(guó)電力出版社3.母線共振時(shí)三相短路電動(dòng)力的計(jì)算 把母線材料在共振時(shí)所受應(yīng)

19、力的額外增大部分考慮進(jìn)來(lái)時(shí)，即有：max振動(dòng)系數(shù)。 說(shuō)明共振時(shí)的動(dòng)態(tài)應(yīng)力大于靜態(tài)應(yīng)力。 NaLiFsh2)3(max7max1073. 1中國(guó)電力出版社第三節(jié) 母線和電纜的選擇 8.3.1 母線的選擇 配電裝置中的母線，應(yīng)根據(jù)具體使用情況按下列條件選擇和校驗(yàn)： 母線材料、截面形狀和布置方式； 母線截面尺寸； 電暈；熱穩(wěn)定；動(dòng)穩(wěn)定；共振頻率。 中國(guó)電力出版社一、母線材料、截面形狀和布置方式選擇 l母線材料：一般采用導(dǎo)電率高的鋁、銅型材制成。 l母線形狀：常用的硬母線截面形狀為矩形、槽形和管形。 l母線的散熱條件和機(jī)械強(qiáng)度與母線的布置方式有關(guān)。中國(guó)電力出版社矩形母線的布置方式中國(guó)電力出版社二、母線

20、截面尺寸選擇 為了保證母線的長(zhǎng)期安全運(yùn)行，母線導(dǎo)體在額定環(huán)境溫度tim和導(dǎo)體正常發(fā)熱允許最高溫度N下的允許電流IN ，經(jīng)過(guò)修正后的數(shù)值應(yīng)大于或等于流過(guò)導(dǎo)體的最大持續(xù)工作電流Iwmax。 為了考慮母線長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，除了配電裝置的匯流母線以及斷續(xù)運(yùn)行或長(zhǎng)度在20米以下的母線外，一般均應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體的截面。中國(guó)電力出版社二、母線截面尺寸選擇 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面Ssec計(jì)算公式： 式中Iwmax 正常工作時(shí)的最大持續(xù)工作電流(A)； j經(jīng)濟(jì)電流密度(Amm2)。jIwSmaxsec中國(guó)電力出版社三、電暈電壓校驗(yàn)電暈放電會(huì)造成電暈損耗、無(wú)線電干擾、噪音和金屬腐蝕等許多危害。110220千伏裸母

21、線晴天不發(fā)生可見(jiàn)電暈的條件是：電暈臨界電壓Ucj應(yīng)大于最高工作電壓Uwmax，即 UcUwmax 對(duì)于330500千伏超高壓配電裝置,電暈是選擇導(dǎo)線的控制條件。要求在1.1倍最高工作相電壓下，晴天夜晚不應(yīng)出現(xiàn)可見(jiàn)電暈。 中國(guó)電力出版社四、熱穩(wěn)定校驗(yàn) 裸導(dǎo)體熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式為： 式中S所選導(dǎo)體截面（mm2）； Smin根據(jù)熱穩(wěn)定條件決定的導(dǎo)體最小允許截面（mm2）； Qk短路電流熱效應(yīng)； kf集膚效應(yīng)系數(shù)； C熱穩(wěn)定系數(shù)，其值與材料及發(fā)熱溫度有關(guān)。CQkSSkfmin中國(guó)電力出版社五、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 單條母線的應(yīng)力計(jì)算 在電動(dòng)力的作用下，當(dāng)跨距數(shù)大于2時(shí)，母線所受的最大彎矩為 式中f單位長(zhǎng)度母線上所受

22、最大相間電動(dòng)力(Nm)；L母線支持絕緣子之間的跨距(m)。 中國(guó)電力出版社單條母線的應(yīng)力計(jì)算 當(dāng)跨距數(shù)等于2時(shí)，母線所受最大彎矩為 母線最大相間計(jì)算彎曲應(yīng)力 式中W為母線對(duì)垂直于作用力方向軸的截面系數(shù)(或稱抗彎矩)。 )(maxPaWMc中國(guó)電力出版社單條母線的應(yīng)力計(jì)算 當(dāng)三相母線水平布置且相間距離為a(m)時(shí)，三相短路的最大電動(dòng)力為 母線最大相間計(jì)算應(yīng)力cmax 式中ish(3) 三相短路沖擊電流值(A) Naifsh11073. 12)3(7max NaWLcish22) 3(7max1073. 1中國(guó)電力出版社單條母線的應(yīng)力計(jì)算 求出的母線最大相間計(jì)算應(yīng)力cmax不超過(guò)母線材料的允許應(yīng)力

23、y，即 則認(rèn)為母線的動(dòng)穩(wěn)定是滿足要求的。母線材料的允許應(yīng)力y見(jiàn)相應(yīng)表格。 ycmax中國(guó)電力出版社絕緣子間的最大允許跨距Lmax 在設(shè)計(jì)中，常根據(jù)母線材料的最大允許應(yīng)力y來(lái)決定絕緣子間的最大允許跨距Lmax mfWyLmaxmax10中國(guó)電力出版社絕緣子間的最大允許跨距Lmax 計(jì)算得到的Lmax可能較大，為了避免水平放置的母線因自重而過(guò)分彎曲，所選擇的跨距一般不超過(guò)1.52米。 為便于安裝絕緣子支座及引下線，最好選取跨距等于配電裝置的間隔寬度。中國(guó)電力出版社六、母線共振的校驗(yàn) 母線應(yīng)盡量避免共振。為了避開(kāi)共振和校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)于重要回路(如發(fā)電機(jī)、變壓器及匯流母線等)的母線應(yīng)進(jìn)行共振校驗(yàn)。

24、母線的一階自振頻率f1可按下式計(jì)算mEILff2N1中國(guó)電力出版社六、母線共振的校驗(yàn)其中 L母線絕緣子之間的跨距(m)； E導(dǎo)體材料的彈性模量(Nm2)； I導(dǎo)體截面的慣性矩(m4)； m單位長(zhǎng)度母線導(dǎo)體的質(zhì)量(kgm)； Nf頻率系數(shù)，與母線的連接跨數(shù)和支承方式有關(guān)，可由相應(yīng)表格查得。中國(guó)電力出版社六、母線共振的校驗(yàn) 為了避免導(dǎo)體產(chǎn)生危險(xiǎn)的共振，對(duì)于重要回路的母線，應(yīng)使其固有振動(dòng)頻率在下述范圍以外：v 單條母線及母線組中各單條母線：35150Hzv 對(duì)于多條母線組及帶引下線的單條母線： 35155Hzv 對(duì)于槽形母線和管形母線：30160 Hz中國(guó)電力出版社六、母線共振的校驗(yàn) 當(dāng)母線固有振動(dòng)

25、頻率無(wú)法限制在共振頻率范圍之外時(shí)，母線受力計(jì)算必須乘以振動(dòng)系數(shù)，值可由相應(yīng)曲線查得。 在考慮母線共振影響的母線絕緣子之間的最大允許跨距為mEIfNLf0max中國(guó)電力出版社六、母線共振的校驗(yàn) 若已知母線的材料、形狀、布置方式和應(yīng)避開(kāi)共振的固有振動(dòng)頻率f0(一般f0=200Hz)時(shí)，可由上式算出母線不發(fā)生共振所允許的最大絕緣子跨距 ，如選擇的絕緣子跨距小于Lmax ，則=l。 中國(guó)電力出版社8.3.2 電力電纜的選擇 一、按結(jié)構(gòu)類(lèi)型選擇電力電纜 根據(jù)電力電纜的用途、敷設(shè)方法和使用場(chǎng)所，選擇電力電纜的芯數(shù)、芯線的材料、絕緣的種類(lèi)、保護(hù)層的結(jié)構(gòu)以及電纜的其它特征，最后確定電力電纜的型號(hào)。 二、按電壓

26、選擇 要求電力電纜的額定電壓UN不小于安裝地點(diǎn)的最大工作電壓Ugmax，即 UNUwmax中國(guó)電力出版社8.3.2 電力電纜的選擇 三、按最大持續(xù)工作電流選擇電纜截面 要使電纜的正常發(fā)熱溫度不超過(guò)其長(zhǎng)期允許發(fā)熱溫度N，必須滿足下列條件： IwmaxkIN 式中 Iwmax 電纜電路中長(zhǎng)期通過(guò)的最大工作電流； IN電纜的長(zhǎng)期允許電流； k綜合修正系數(shù)，與環(huán)境溫度、敷設(shè)方式及土壤熱阻有關(guān)。 中國(guó)電力出版社8.3.2 電力電纜的選擇四、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面 對(duì)于發(fā)電機(jī)、變壓器回路，當(dāng)其最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)超過(guò)5000小時(shí)年，且長(zhǎng)度超過(guò)20米時(shí)，應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面，并按最大長(zhǎng)期工作電流進(jìn)

27、行校驗(yàn)。中國(guó)電力出版社8.3.2 電力電纜的選擇 五、按短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)電纜截面 滿足熱穩(wěn)定要求的最小電纜截面可按下式求得：式中 Qk 短路電流熱效應(yīng)（A2s）； C 熱穩(wěn)定系數(shù)，它與電纜類(lèi)型、額定電壓及短路允許最高溫度有關(guān)。CQSkmin中國(guó)電力出版社8.3.2 電力電纜的選擇 六、電壓損失校驗(yàn) 當(dāng)電纜用于遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行允許電壓損失校驗(yàn)。電纜電壓損失可按如下公式校驗(yàn): 其中電纜導(dǎo)體的電阻率(mm2m)； L電纜長(zhǎng)度(m)； UN電纜額定電壓(V)； S電纜截面(mm2)； Iwmax電纜的最大長(zhǎng)期工作電流(A)。SULIUNw1003%max中國(guó)電力出版社8.3.2 電力電纜的選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選出的電纜，還應(yīng)確定經(jīng)濟(jì)合理的電纜根數(shù)。一般情況下，電纜截面在150mm2以下時(shí)，其經(jīng)濟(jì)根數(shù)為一根。當(dāng)截面S大于150 mm2時(shí)，其經(jīng)濟(jì)根數(shù)可按S150決定。若電纜截面比一根150 mm2的電纜大，但又比兩根150 mm2的電纜小時(shí)，通常宜采用兩根120mm2的電纜。中國(guó)電力出版社電力電纜的選擇舉例 例例8.7 8.7 如圖8.12所示接線，選擇出線電纜。在變電所A兩段母線上各接有一臺(tái)3