《发电厂电气主系统》第8章载流导体的发热.ppt

5、动稳定校验 （1）单条矩形导体的应力计算 在电动力的作用下，母线所受的最大弯矩为 母线最大相间计算弯曲应力 式中 f——单位长度母线上所受最大相间电动力(N／m) L——母线支持绝缘子之间的跨距(m)。 W ——母线对垂直于作用力方向轴的截面系数(或称抗弯矩) （1）单条矩形导体的应力计算 当三相母线水平布置且相间距离为a(m)时，三相短路的最大电动力为 母线最大相间计算应力σcmax 式中ish(3) ——三相短路冲击电流值(A) （1）单条矩形导体的应力计算 求出的母线最大相间计算应力σcmax不超过母线材料的允许应力σy，即 则认为母线的动稳定是满足要求的。母线材料的允许应力σy见相应表8.8。 （1）单条矩形导体的应力计算 在设计中，常根据母线材料的最大允许应力σy来决定绝缘子间的最大允许跨距Lmax 计算得到的Lmax可能较大，为了避免水平放置的母线因自重而过分弯曲，所选择的跨距一般不超过1.5～2米。 为便于安装绝缘子支座及引下线，最好选取跨距等于配电装置的间隔宽度。 　　母线中最大机械应力由相间应力和同相条间应力叠加而成，则满足动稳定的条件为 式中， 表示同相条间应力，为 (2)　多条矩形导体的应力计算 相条间中心距为2b，因条间距离近，故需考虑截面形状系数。 双条导体，相电流在两条中平均分配， 三条导体，边条中通过40%相电流，中间条通过20%相电流，边条受力最大， (2)　多条矩形导体的应力计算 满足动稳定要求的最大允许衬垫跨距为 为了防止同相各条矩形导体在条间作用力作用下产生弯曲而互相接触，衬垫间允许的最大跨距，即临界跨距 　－系数，铜：双条为1774；三条为1355；铝：双条为1003,三条为1197。 (2)　多条矩形导体的应力计算 6、母线共振的校验 母线应尽量避免共振。为了避开共振和校验机械强度，对于重要回路(如发电机、变压器及汇流母线等)的母线应进行共振校验。 母线的一阶自振频率f1可按下式计算 其中, L——母线绝缘子之间的跨距(m)； E ——导体材料的弹性模量(N／m2)； I——导体截面的惯性矩(m4)； m——单位长度母线导体的质量(kg／m)； Nf——频率系数，与母线的连接跨数和支承方式有关，可由相应表格查得。 为了避免导体产生危险的共振，对于重要回路的母线，应使其固有振动频率在下述范围以外： 单条母线及母线组中各单条母线：35～150Hz 对于多条母线组及带引下线的单条母线： 35～155Hz 对于槽形母线和管形母线：30～160 Hz 当母线固有振动频率无法限制在共振频率范围之外时，母线受力计算必须乘以振动系数β，β值可由相应曲线查得。 在考虑母线共振影响的母线绝缘子之间的最大允许跨距为 若已知母线的材料、形状、布置方式和应避开共振的固有振动频率f0(一般f0=200Hz)时，可由上式算出母线不发生共振所允许的最大绝缘子跨距 ，如选择的绝缘子跨距小于Lmax ，则β=l。 二、 电力电缆的选择 1、按结构类型选择电力电缆 根据电力电缆的用途、敷设方法和使用场所，选择电力电缆的芯数、芯线的材料、绝缘的种类、保护层的结构以及电缆的其它特征，最后确定电力电缆的型号。 2、按电压选择 要求电力电缆的额定电压UN不小于安装地点的最大工作电压Ugmax，即UN≥Uwmax 电缆的型号表达式 3、按最大持续工作电流选择电缆截面 要使电缆的正常发热温度不超过其长期允许发热温度θN，必须满足下列条件： 式中 IWmax ——电缆电路中长期通过的最大工作电流 IN——电缆的长期允许电流 k——综合修正系数，与环境温度、敷设方式及土壤热阻有关。 4、按经济电流密度选择电缆截面 对于发电机、变压器回路，当其最大负荷利用小时数超过5000小时／年，且长度超过20米时，应按经济电流密度选择电缆截面，并按最大长期工作电流进行校验。 电缆的经济电流密度见表8.6 还应确定经济合理的电缆根数。 电缆截面在150mm2以下时，经济根数为1根； 电缆截面S大于150mm2时，经济根数为S/150根； 电缆界面比1根150mm2大，但比2根150mm2小时，宜选用2根120mm2 5、按短路热稳定校验电缆截面 满足热稳定要求的最小电缆截面可按下式求得： 式中 Qk ——短路电流热效应（A2·s）； C ——热稳定系数，与电缆类型、额定电压及短路允许最高温度有关。见表8.10 6、电压损失校验 当电缆用于远距离输电时，还应对其进行允许电压损失校验。电缆电压损失可